隧道、矿山、水利水电、公路铁路等地下工程经常建设于第四系土层中，或穿越泥质充填断层破碎带等不良地质构造。因土体具有胶结程度差、承载能力低、遇水弱化等特性，在工程扰动及地下水作用下极易发生地下工程突水突泥、失稳塌方等灾害，并诱发环境地质灾害。工程实践表明注浆是加固土体的最有效技术手段之一。裂隙岩体、高孔隙性地层（粗砂地层，砾石层等）在渗透注浆过程中围岩自身强度及结构无显著变化，其注浆加固机理及主控因素较为明确。土体劈裂压密注浆过程中，土体自身强度及结构均发生显著改变且浆脉空间状态分布难以控制，这导致土体注浆加固机理更为复杂、注浆加固机理不明;往往造成注浆加固参数设计缺乏科学依据，注浆针对性较差，浆液利用率低，注浆效果难以保证等诸多问题。本文针对土体劈裂压密注浆过程中浆液与土体的力学相互作用，分析了浆液的扩散过程及注浆加固机理，获得了注浆压密作用及浆脉骨架作用是影响土体劈裂压密注浆加固的效果的两种关键因素;提出了注浆率Gr及其计算方法，用以表征注浆量、注浆加固区域、注浆压密作用及浆脉骨架四种因素综合作用。通过理论分析、注浆模拟试验、数值分析相互印证的方法，研究了注浆率Gr对于注浆加固效果的影响规律，分析了浆脉骨架作用对于注浆加固体强度的作用机理。针对土体劈裂压密注浆加固，以“提高注浆率Gr”为核心，基于“围岩性质与浆液性质相匹配”，“注浆压力与浆液性质相匹配”及“注浆压力及浆液类型动态调整”的设计原则，提出了一种适用于土体劈裂挤密注浆加固的设计方法，并在永莲隧道全断面帷幕注浆工程中得到了成功应用。　　本文的主要研究工作及创新点如下:　　(1)基于土体劈裂压密注浆过程中浆-土相互作用，分析了浆液的扩散过程;提出了注浆率Gr及其计算方法，用以表征注浆量、注浆加固区域、注浆压密作用及浆脉骨架四种因素综合作用。　　(2)自主研发了一套土体劈裂压密注浆模拟试验系统，获得了水泥浆液、水泥-水玻璃浆液注浆过程中注浆压力变化规律、围岩附加压力变化规律及浆脉空间分布特征，揭示了劈裂压密注浆加固机理及注浆率Gr与注浆加固效果呈正相关性。　　(3)设计并实施了土体压缩性对于注浆压力变化规律及浆液扩散特征影响的注浆模拟式试验，获得了土体压缩性对于注浆压力及浆液扩散特征的影响规律，可为注浆过程中土体性质的判定提供理论依据，从而依据土体性质的变化动态调整注浆参数。　　(4)提出一种定量化分析注浆压密作用、浆脉骨架作用的全断面隧道帷幕注浆加固数值分析方法，以隧道竖向收敛变形作为注浆加固效果评价指标，确定分析注浆率Gr、浆脉骨架状态对于注浆加固效果的影响权重;通过分析塑性区分布、主应力分布及位移场分布揭示浆脉骨架作用机制。　　(5)针对土体劈裂压密注浆加固，以“提高注浆率Gr”为核心，基于“围岩性质与浆液性质相匹配”，“注浆压力与浆液性质相匹配”及“注浆压力及浆液类型动态调整”的设计原则，提出了一种适用于土体劈裂挤密注浆加固的设计方法，并在永莲隧道全断面帷幕注浆工程中得到了成功应用。