预应力锚索通过尽可能少地扰动被锚固岩土体，由锚固在稳定岩土体中的锚固段提供预应力，从而有效地提高了被锚固岩土体的稳定性，是一种高效、经济的岩土加固技术，已广泛地运用于工业与民用建筑、公路、铁路边坡的加固防护、大型地下洞室的围岩加固以及大坝基础的加固等。而对于预应力锚索设计理论的研究也正成为岩土工程界研究的一个热点问题。但预应力锚索锚固段的工作机理还不十分清楚，尽管国内外已做了大量的室内外试验，锚固段的侧阻力分布的定性结论已经比较清楚，但理论研究，特别是用理论方法来预测锚固段的侧阻力分布规律还有待于深入。现有设计理论还停留在简单地将侧阻力分布按均匀分布简化的阶段，而大量的试验结果表明，锚固段侧阻力不是均匀分布的，而是在其前端形成峰值，然后沿锚固段长度迅速衰减直至趋近于零。显然，对这一问题作出合理解释，进而用理论方法来预测并作出能用于实际工程的设计，这些对于工程实践才比较有意义。文 曾采用损伤理论对这一问题进行了研究，分别定义了岩体的剪切损伤变量和浆体材料的受拉损伤变量并研究了各自对应的损伤演化方程，根据荷载、变形协调关系建立方程组，并通过迭代法求解，取得了一定的成果。
在本文中，作者首先将预应力锚索锚固段离散化，并将预应力锚索体系分解成承受侧阻力荷载作用的岩土体部分及锚固段部分并分别加以研究。其中，岩土体部分采用基于Mindlin应力解及应力叠加原理计算岩土体内任意点处的应力分布，并根据修正分层总和法计算预应力荷载下锚固段稳定岩土体内任意点处的变形值；锚固段浆体材料部分则根据锚索锚固段荷载传递特性来计算其变形量。最后根据两者荷载、变形协调关系建立联立方程组，采用迭代法求解，可以获得锚索锚固段的侧阻力分布及荷载、变形特性。本方法能够考虑岩土体的三向应力对其变形特性的影响，最为重要的是在计算变形时能够考虑岩土体的本构关系，从而可以考虑岩土体的非线性特性对其变形特性的影响。因此，在理论计算上比较合理。同时，可以运用本文建议方法的基本原理研究预应力锚索的群锚效应。本文理论对于预应力锚索工作机理特性研究具有现实意义。
锚索锚固段的离散化
施加在锚索上的预应力是通过埋设在稳定岩土体中的锚固段传递给周围岩土体，因此，锚固段是预应力锚索的主要受力部分，也是预应力锚索设计需要重点考虑的内容。至于锚索锚固段的侧阻力分布模式、锚固段荷载、变形特性则是预应力锚索设计的核心技术。
首先，将锚固段进行离散化处理(图1)，即将锚固段离散为n段，当然每微段长度可以相同，也可不相同，设各微段长度分别为di(i=1，2，3，…，n)；作用在各微段上的侧阻力为均匀分布，其大小分别为ti(i=1，2，3，…，n)，各微段的侧阻力是各不相同的。
其次，将锚索体系看成是由两部分组合而成：其一是承担预应力荷载P及锚固段与岩土体相互作用的侧阻力荷载Ps=[t1，t2，t3，L，tn]T的锚固段；其二是承担侧阻力荷载Pt= [t1，t2，t3，L，tn]T的稳定岩土体(图 2)。当然，这两者之间要通过锚固段与岩土体之间相互作用的侧阻力荷载、变形协调关系统一起来。
这样分解的目的在于根据锚固段与岩土体的各自受力特点及各自的本构关系分别采用不同的方法进行研究，计算各自的荷载、变形关系。最后，通过两者荷载、变形协调关系将其联系起来，从而获得问题的最终解答。
固段周围岩土体应力分布研究
为研究岩土体内由于侧阻力荷载作用下沿锚固段与岩土体接触面上任意点处的应力分布规律，本文采用基于Mindlin应力解进行计算。均布矩形侧阻力下应力计算简图见图3。
荷载作用下沿锚固段与岩土体接触面上任意点处的附加应力计算公式可通过积分获得，与常规问题有所不同的是，本文问题的荷载作用方向是沿z轴的负方向。
固段荷载传递特性研究
锚固段的变形分析可以采用荷载传递法进行，首先推导锚索锚固段的荷载传递微分方程，然后，根据锚固段的侧阻力分布模式，并利用边界条件即可求得锚固段上任意点处的变形量。通过前面几节的分析，可以确定岩土体在给定侧阻力荷载作用下与锚固段接触面上任意点处的沉降量，以及在给定外加预应力荷载和锚固段侧阻力荷载共同作用锚固段的变形量。下面通过锚固段与周围岩土体荷载、变形协调关系来对预应力锚索体系进行整体分析。
从理论上来说，在锚固段与周围岩土体之间不产生滑移的情况下，任何位置处都应该变形协调，即变形应相等。
研究结论
从理论上对2次灌浆型预应力锚索锚固段侧阻力分布规律、锚固段荷载、变形特性进行了系统研究，归纳起来做了以下工作：
(1)将预应力锚索体系分解成承受侧阻力荷载作用的岩土体部分及锚固段部分并分别加以研究。
(2)岩土体部分采用基于Mindlin应力解及应力叠加原理计算岩土体内任意点处的应力分布，并根据修正分层总和法计算预应力荷载下锚固段稳定岩土体内任意点处的变形值。
(3)将锚固段进行离散化处理，并根据锚索锚固段荷载传递特性来计算其变形量，推导了锚固段荷载传递微分方程。
(4)根据两者荷载、变形协调关系建立联立方程组来进行锚索体系的整体分析，并采用迭代法求解，给出了具体的迭代步骤。
(5)通过一工程实例的分析比较，说明本文理论是合理的。
