隧道式锚碇(简称隧道锚)作为悬索桥的重要锚固形式之一,它是由锚塞体和周围岩体组成的一个复杂承载体系。由于隧道锚的受力和变形涉及锚塞体与周围岩体的相互作用及岩体的变形与破坏,因此使得锚塞体和周围岩体的受力及变形特性相当复杂,目前尚没有完整、可靠的经验可供借鉴。在众多研究方法中,模型试验是最直观、最可信的研究手段之一。本文依托金沙江特大桥丽江岸隧道式锚碇,通过现场原位模型试验和室内模型试验对隧道锚的受力特性、承载性能及破坏形式进行了研究。论文的主要研究内容和成果如下:(1)确定现场原位模型试验几何相似比为1:10,并根据相似理论由几何相似比得出模型隧道锚的结构尺寸,对模型锚洞的选址、荷载的施加方法、锚塞体中测试元件的安装、位移及应变的监测进行了设计和实施。(2)考虑隧道锚加载的影响范围确定室内模型试验的几何相似比为1:100,确定室内模型试验模型箱尺寸为2m×1m×1m,根据相似理论得出模型锚体的结构尺寸及围岩和锚塞体相似材料的强度指标值。对室内模型试验的模型箱制作、荷载的施加办法、测试原件的布置、锚塞体和围岩相似材料的填筑等进行了设计和实施。(3)对室内试验结果进行分析,隧道锚最大位移发生在锚塞体后锚面,围岩及地表位移均较小,得到隧道锚破坏模式为锚塞体和围岩接触面的剪切滑移破坏。通过不同参数锚塞体的加载试验得到增加锚塞体长度和坡度比会增加隧道锚的承载力。(4)对金沙江特大桥丽江岸原位模型试验结果分析可得在各级蠕变荷载和循环荷载作用下,锚塞体和围岩位移均较小,蠕变为减速蠕变,加载到12P时仍未达到承载能力极限状态,说明丽江岸工程隧道锚设计能够满足工程需要的承载力和位移要求。(5)由现场原位模型试验和室内模型试验可得隧道锚荷载是由锚塞体后锚面传向前锚面,随着荷载的增加各截面轴力近似线性增大,距锚塞体后锚面越近发挥作用的比例越大;现场原位试验当荷载卸载到零时,锚塞体轴力基本能恢复到零,锚塞体处于弹性阶段。