受潜在不良地质构造的影响,渗漏、突涌水等自然灾害始终是地下工程施工和矿业开采过程中无法回避的技术难题。近年来,因隧道开挖和矿井开采导致的突涌水事故不胜枚举,造成了重大的人员伤亡和财产损失。不仅如此,由于隧道开挖、矿井采掘所引起的水土资源破坏、生活用水枯竭、地面塌陷等生态灾难事件也屡屡出现,带来了严重的经济损失和恶劣的社会影响。高聚物注浆技术作为一种新兴基础工程快速维修加固技术,在道路脱空填充、堤坝防渗加固、隧道涌水突泥封堵等工程中得到了日益广泛的应用。但由于高聚物材料自身的特殊性,加上施工的隐蔽性以及注浆机理的复杂性,高聚物注浆理论研究的发展相对滞后,使得现阶段注浆施工主要依靠经验,存在很大盲目性,这在一定程度上制约了高聚物注浆技术的推广应用。本文基于上述背景,在查阅国内外相关文献和分析前人研究成果的基础之上,采用模型试验、理论分析和数值模拟相结合的方法研究高聚物在平面单裂隙中的扩散特性。本文的主要研究内容及结论如下:（1）自制了具有试验参数部分可调和可视化等特点的平面单裂隙试验平台。试验过程中,可以使用高清相机拍摄整个膨胀扩散过程,记录扩散距离随时间变化情况,并且可以利用薄膜压力测试系统实时采集分析高聚物材料在不同裂隙开度、不同扩散距离及不同时间条件下的压力分布规律。（2）试验发现,高聚物在平面单裂隙中扩散形态近似圆形或椭圆形;裂隙开度相同时,注浆量越大,最终扩散距离越大,最大压力也越大;在相同的岩体条件和浆液参数下,存在一个最佳裂隙开度,使得浆液扩散充填裂隙的范围能够达到最大;高聚物在平面单裂隙中扩散填充时,其压力分布沿浆液扩散方向有明显的衰减性,在注浆孔处压力取得最大;扩散填充时产生的压力与不同扩散距离之间有很好的相关性;最大压力集中出现在反应后50s-100s之间。（3）结合计算流体动力学的理论,综合运用有限体积法和VOF方法,建立了高聚物材料扩散填充的计算模型,对浆液在裂隙中的扩散过程进行模拟分析,并与试验结果进行了对比。模拟结果与试验结果较为吻合,表明本文采用的计算模型模拟高聚物在平面单裂隙中的扩散过程和形态以及压力分布是可行的,也验证了计算模型的合理性,为高聚物在裂隙中扩散特性的研究奠定了基础。