近些年来,我国城镇化建设发展迅速,因城市面积不断扩张而造成的土地资源利用紧张问题日益凸显,从而迫使一些新建建(构)筑物不得不穿越老采空区上方区域建设使用,老采空区虽然经过长时间的自然压实已趋于稳定,但在地表新增荷载的作用下,极易产生二次活化,所以为保障新建建(构)筑物的正常安全使用,须对拟建区域采空区地基进行稳定性分析和评价,采取合理的措施对采空区进行治理和加固。目前,注浆技术被广泛应用于采空区治理中,但注浆技术其本身实践性较强,工程施工时多以经验为主,有关注浆材料、工艺和设备等方面的研究较多,而有关采空区注浆减沉理论、注浆前后破裂岩体的承压特性、注浆模拟及效果测评等方面的研究相对不足,需要进一步的完善。本文通过理论分析、室内试验、数值模拟等手段,对采空区注浆加固减沉机理,采空区破碎岩体注浆前后的压实特性以及采空区注浆加固效果的模拟进行了研究。首先在分析了老采空区覆岩结构的基础之上,总结前人对注浆理论的研究,将采空区注浆区域进行了划分,总结了各注浆区域浆液的流动特性;提出了矸石加固体、矸石体和岩梁加固体组成的采空区注浆加固支撑系统,对该耦合支撑系统的力学作用机制进行了研究;为保证粉煤灰水泥浆液的可注性,最大限度的节约注浆成本,通过室内浆液配比试验,获取不同配比条件下的粉煤灰水泥浆液的各龄期抗压强度、粘度、凝结时间、结石率等各项物理力学参数,对大掺量粉煤灰基浆液的配比进行了优化;在浆液配比实验研究的基础上,利用岩石真三轴试验系统对自然状态下不同初始粒径级配的破碎岩石在自制刚性压缩筒中进行单轴侧限加载试验,研究破碎岩体注浆前后的承压变形特征并进行对比分析;根据已有采空区地质资料,利用FLAC3D数值模拟软件模拟了从采空区只受自重影响到注浆加固,再到上部施加建筑物荷载的过程,结果表明,注浆加固后地表残余变形的各项变形参数值较注浆前均有明显的减少,当对模型施加地表建筑荷载后,地表残余变形的各项参数和注浆后相比略有增加,但增加的较小,可认为拟建区域场地在注浆后达到基本稳定,符合相关拟建建筑物规范和设计要求,适宜拟建建筑物的建设。