锚杆—围岩结构系统的低应变动力响应理论是锚杆锚固系统应力波测试方法的理论基础,开展这方面的研究对于弄清锚固系统动测机理以及建立锚固体系损伤诊断和锚固质量评价具有十分重要的意义。本文通过理论研究、实验室模型试验、数值模拟实验、现场测试和现代信号处理等技术,研究不同损伤锚杆应力波的传播规律、特性,建立检测锚杆损伤的无损探伤理论模型,并利用现代智能数学理论对锚杆质量进行定量分析,建立有效的锚杆锚固体系实时监测及大面积普查的技术。主要工作有:(1)建立了完整锚杆低应变纵向动力响应的数学力学模型,利用函数代换法、广义函数法、积分变换法和三角函数法等数学手段推导出相应得解析解和半解析解,研究分析了不同参数对锚杆顶端瞬态动力响应的影响。(2)建立了损伤锚杆低应变纵向动力响应问题的数学力学模型,利用Fourier变换,将所研究问题从时域转到频域中进行,借助传递矩阵法和阻抗函数的传递性求出损伤锚杆的频域动力响应,再利用Fourier反变换获得锚杆的纵向瞬态时域响应,为研究锚杆在不同损伤情况下的动力响应规律、研究锚杆-围岩结构系统的无损探伤原理及方法提供理论依据。(3)利用有限元方法进行数值仿真实验。分别对完整和损伤锚杆锚固系统进行了一维数值计算以及轴对称数值模拟,并对完整锚杆和损伤锚杆锚固系统进行时域分析、模态分析。(4)锚杆系统动力参数的变化准确地反映了锚杆的损伤程度,所以锚杆结构系统动力参数的识别是衡量锚杆锚固质量的一条途径。在实验室制作了锚杆-围岩结构系统的简化模型,并进行低应变动力测试,获得完整和有不同损伤情况下全长粘结式砂浆锚杆的动力响应曲线。提出一种对锚杆—围岩结构系统进行参数反演的遗传算法,并分别针对理论曲线、试验曲线和有限元模拟曲线进行了反演分析。通过分析,锚杆—围岩结构系统的数值模拟解和试验结果都可用本文所建立的数学力学模型的分析解来拟合,这从参数反演角度进一步证明了所建立的模型是科学合理的,其分析求解方法是正确的。(5)利用现代信号分析理论,通过神经网络等现代人工智能手段,探讨锚杆系统损伤位置的确定方法和锚杆—围岩结构系统的识别方法,提出了一种锚杆锚固质量定量分析的方法,建立了锚杆系统无损探伤的智能诊断系统,并进行了现场测试应用。通过本文的研究,形成了锚杆—围岩结构低应变动力响应基本理论体系以及