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基于凯尔文问题的位移解，推导了用于深基坑支护中的预应力锚杆锚固段剪应力与轴力的分布规律。对岩体与土体两种不同介质条件下预应力锚杆的受力分析表明，不同岩土体介质条件下，预应力锚杆破坏方式不同，要以最薄弱环节作为锚杆设计控制标准：锚杆剪应力沿锚固段呈对数螺旋曲线型分布，最大剪应力往往发生靠近锚固段初始位置处；锚杆轴力沿锚固段逐渐衰减，单纯通过提高锚固段长度来增加锚杆的极限拉拔力有一定的限度。通过对一工程实例的理论与试验对比分析，其弹性范围内的理论解与试验数据基本相吻合，从而为预应力锚杆的设计提供了理论依据。