预应力锚索在岩土工程加固中可以充分地发挥岩体的自承潜力,改善和提高岩土介质的自身强度和自稳能力,减轻支护结构的荷载,节约工程投资,具有显著的经济和社会效益。虽然预应力锚固技术在近代岩土工程中得到了广泛应用,但其理论研究滞后于工程实践,设计计算方法还不成熟,有许多问题需要进一步研究和探讨。由于预应力锚固作用机理复杂,影响预应力锚固效果的因素众多,研究锚索的加固机理并指导锚索的合理化施工,对提高我国岩土工程的预应力锚固理论及实际应用技术具有十分重要的意义。本文以国道主干线GZ40 宜宾～水富高速公路危岩段(K119+500～K120+130)为研究背景,开展预应力锚索加固机理及设计优化研究。本文首先结合现场岩体质量调查和室内试验成果,运用Heok-Brown 强度准则分析所研究危岩段的岩体力学参数,通过危岩形成机理和主要结构面产状组合关系的分析,建立危岩段力学计算模型,并运用三维有限元法对预应力锚索加固前后多种工况局部与整体抗滑安全系数进行计算,揭示了坡面结构体-预应力锚索-岩质边坡岩体相互作用效应,为危岩段预应力锚索布置提供了科学依据。本论文另一重点内容是结合危岩段Ⅰ型压力分散型工作锚索和Ⅱ～Ⅳ型压力型试验锚索,分别建立三维有限元计算模型,研究压力型和压力分散型锚索地面位移与应力、锚固段砂浆体应力与应变,以及锚固段砂浆体与围岩之间接触面的剪应力分布规律,揭示了压力及压力分散型锚索的应力传递机理。在此基础上,通过理论分析建立了压力型锚索内锚固段砂浆体轴向位移、应力和接触面剪应力计算表达式,并分别基于是否考虑了压力型锚索径向变形效应假定,导出了内锚固段有效长度计算公式,该公式综合反映了锚固力、围岩模量及接触面抗剪强度参数(C、φ值)等多因素影响。算例结果表明该公式较规范推