本文在收集研究国内外地下洞室工程的相关工程实例和研究资料的基础上，论述了国内外锚杆支护技术的发展情况与应用现状，对现有的锚杆支护理论、工程设计计算方法及现场试验技术进行了分析评价。针对锚杆支护在工程应用中存在的主要问题，本文深入地研究了锚杆对洞室的支护加固作用机理和锚杆的受力性能，探讨并提出了比较先进合理的单根锚杆承载力设计计算方法和“岩—锚复合系统”支护加固概念。由于本文研究涉及围岩及围岩与锚杆的相互作用问题，介质条件复杂，理论分析困难，本文采取了以试验为主，以理论分析和数值计算为辅的研究方法和途径。通过对地下洞室工程围岩实际变形特征和锚杆实际受力状态的分析研究，提出了能够反映工程实际的科学的锚杆现场试验方法和理论分析模型，并依托某大型国家重点工程，进行了锚杆锚固段承载性能的大型现场拉拔试验、岩体倾角与锚杆轴线夹角对锚杆受力的影响试验及注浆体与杆体、孔壁的粘结力试验，通过分析处理试验数据，确定了锚固段杆体轴应变分布规律、杆端位移特征、注浆体抗剪强度以及其它影响锚杆承载能力的因素。根据试验成果和理论分析，推导出了符合实际的锚杆杆体剪应力分布方程，提出了基于锚杆实际受力状态的单根锚杆承载能力设计计算方法，并与其它设计计算方法和现场试验结果进行了分析比较，计算结果与现场试验和工程实践吻合较好。本文还通过对以往研究成果和本次研究结论的综合分析，对锚杆支护作用机理进行了分析总结，对今后地下洞室工程的整体支护加固设计提出了合理化建议。