本文以苗尾水电站库岸边坡地质条件和蓄水条件为研究背景,通过构建边坡锚固地质模型,将蓄水过程等效为含水量演化后采用模型试验研究水位上升、岩体结构、锚杆数量对边坡锚固体系稳定性的影响和变形演化特征。设计了两组模型试验:第一组试验研究伞形锚杆在滑坡初始及运动阶段的锚固机理及确定锚固体系中应力传感器布设方向;第二组以岩层倾角、含水率、锚杆数量为因素设计正交试验,分析锚固体系变形演化特征。研究得出以下成果:(1)通过锚固体系受力分析得出:水位上升,岩体含水率增大,渗透力改变,锚固体系稳定性逐渐降低;锚杆与岩层面夹角在0°增长至20°时锚固体系的稳定性逐渐增大,并在20°时稳定系数达到最大;随着锚杆锚固力的增大锚固体系稳定性逐渐增大。(2)试验中伞形锚杆轴力发挥作用比普通锚杆提前20s,轴力是普通锚杆的2.4倍;锚固段锚杆方向应力的产生比普通锚杆提前25s,稳定锚固体系中轴向应力值是普通锚杆的2倍;伞形锚杆变形呈现横向“S”型。锚杆变形量是普通锚杆的1.7倍。伞形锚杆具轴力产生迅速,增长速率快,弯曲变形量大的特点。(3)伞形锚杆锚固作用分为两个阶段,当边坡处于欠稳定状态但没有位移时,锚杆主要通过伞形叶片扩大端头的优势发挥锚固作用;当滑坡失稳开始滑动时,试验中自由段1.3m处岩体中轴向应力虽急剧减小,但仍然保持在0.7k Pa,说明锚杆方向应力传递更远,由于锚固体系具有延伸范围远、应力传递快、损耗小特征,使锚固体系与靠近滑面处的自由段岩体迅速接触组合形成小范围的锚固体系,发挥残余锚固作用。(4)正交试验中对锚杆轴力的影响大小顺序为岩层倾角>锚杆数量>含水率,锚固体系沿锚杆方向应力影响大小顺序为岩层倾角>锚杆数量>含水率,对应变的影响大小顺序为锚杆数量>岩层角度>含水率。(5)锚杆与岩层的夹角对轴力与基体中锚杆方向应力有显著影响,随着夹角在0-20°增加,基体中锚杆方向应力与锚杆轴力逐渐增大,在20°达到最大值;锚杆数量对基体中锚杆方向应力、锚杆变形有显著影响,锚杆数量增多锚固体锚杆方向应力减小、锚杆变形减小;含水率对锚固体锚杆方向应力影响明显,随着水位上升,含水率逐渐增加至30%时锚固体轴向应力达到最小值,含水率达到20%时锚杆轴力最小。(6)随着锚杆数量增加,群锚效应显著,基体中锚杆方向应力与轴力接近0,出现锚杆失效;锚杆的变形形态也从横向“S”型逐渐变化为横向半“Y”型。(7)正交试验表明,模型最佳锚固组合为:水位不发生变化条件下,使用单根伞形锚杆以锚杆与岩层夹角20°对滑坡进行和锚固。(8)边坡锚固体系在蓄水过程初期,由于锚杆预应力作用,岩体向坡内变形此时锚杆轴力呈现随水位上涨逐渐减小的趋势;当水位作用坡体一段时间后,坡体发生滑动变形此时随着水位的增长锚杆轴力出现增大趋势。而锚固段岩体随着蓄水的过程,有效应力逐渐减小,出现锚固力逐渐降低的趋势。论文有图111幅,表14个