锚杆支护技术具有广泛应用领域。锚固系统通过锚杆将载荷从不稳定围岩传递到稳定围岩,提高围岩自身承载能力,达到加固效果。锚固性能是锚杆段与围岩体相互作用的结果,是系统载荷传递能力力学参数综合指标,对锚固效果具有决定性作用。因此,锚固性能准确测量与应用是锚杆支护设计的基础,是围岩变形与控制手段数值计算的依据,对工程实践具有重要意义。论文综合运用理论分析、室内短套筒拉拔测试、数值计算及现场工程验证等方法进行研究。基于锚固力学载荷传递机理,应用厚壁理论提出了锚固力学研究中实验室短拉拔试验（SEPT）约束材料模拟现场围岩的等效径向刚度分析方法;通过对围岩、套筒径向刚度的计算,得到套筒壁厚及材料力学参数的等效围岩力学参数计算公式,提出应用套筒周向应变量来分析拉拔过程树脂圈对孔壁以及杆体对树脂圈的径向挤压作用以及锚固效果;基于建立的等效径向刚度分析方法,提出了模拟煤矿现场不同围岩的约束材料及其壁厚参数,得出相应壁厚的PVC、6061铝和20钢套筒可分别对软弱围岩、半坚硬围岩和坚硬围岩进行等效径向刚度模拟,建立了实验室内不同套筒材料与现场不同围岩性质对应的仿真方法;基于实验室短拉拔试验,揭示了套筒径向刚度对锚固体锚固性能的影响规律;基于理论分析模型,揭示了锚杆的平均锚固力峰值与周围介质径向刚度的负指数关系,通过数据拟合,分别得到了左旋锚杆锚固体和右旋锚杆锚固体锚固力峰值与围岩弹性力学属性的关系式;应用等效径向刚度方法进行了数值计算及现场工业性试验,分析结果显示应用该理论方法赋予的锚固力参数计算得出的结果更接近现场实际,与现场测试结果具有较高的一致性。论文运用等效径向刚度理论,建立了实验室内不同径向刚度套筒材料与现场不同围岩性质对应的仿真方法;通过室内不同径向刚度的套筒短拉拔测试研究了锚固体锚固性能的影响规律,建立了不同围岩径向刚度下的锚固力预测表达式,并结合数值计算及工况现场测试结果进行了有效验证。论文研究成果为今后研究现场锚固系统的力学机理及性能分析和锚杆支护方案设计提供了理论依据及技术支持。论文有图97幅,表13个,参考文献158篇。