预应力锚索凭借能发挥岩土体自身强度、占用空间小、深层主动支护、造价低和操作简单等特点,广泛应用于边坡工程、隧道工程、采矿工程和基坑工程中。而在实际工程中,预应力锚索所使用的水泥砂浆由于抗拉性能差,在张拉荷载作用下,注浆体容易产生裂缝并导致钢绞线锈蚀,影响预应力锚索的耐久性,极大地限制预应力锚索的发展前景。因此,当下改善灌浆材料的工作性能刻不容缓。聚丙烯纤维砂浆是通过在水泥砂浆中加入一定量聚丙烯纤维来研制成的一种新的复合水泥基材料,它不仅具有较高的抗拉强度,还能增强砂浆的抗裂能力,提高砂浆与孔壁的粘结,改善锚固段的受力特征,从而提高锚杆的锚固效果和长期性能。本文采用理论分析、物理模型试验和数值模拟相结合的研究方法,开展拉力型锚索预应力锚索在聚丙烯纤维砂浆和普通砂浆条件下的锚固性能研究,并对其锚固机理进行分析:1.首先通过查阅相关文献,总结拉力集中型锚索的锚固机理,并以Kelvin位移解为基础,得出拉力集中型锚索锚固段荷载传递规律和剪应力分布规律,在此基础上讨论岩体弹性模量和锚孔孔径对锚固段受力的影响,并对锚索的几种常见破坏形式及破坏面进行总结。2.总结聚丙烯纤维对水泥砂浆力学性能的影响,在此基础上进一步探讨纤维砂浆对锚固段上的抗剪强度、剪应力分布规律的影响。理论分析得出:纤维的掺入能加强灌浆材料的抗裂性能和抗断裂韧性。这对锚固系统的耐久性提升具有重要的意义。3.以贵州山区的典型高边坡防护工程为原型,并选取合适的相似比,开展普通砂浆和聚丙烯纤维砂浆下拉力集中型锚索锚固性能的物理模型试验,分析并得到聚丙烯纤维砂浆对拉力集中型锚索锚固段的抗剪强度、剪应力分布曲线的影响,实验结果表明:纤维的掺入能缓解锚固段应力集中现象,提高锚索在高应力工作状态下的锚固能力及耐久性。4.利用FLAC3D软件对纤维砂浆下预应力锚索的锚固性能进行数值模拟计算,得到不同注浆材料的轴向应力和剪应力分布规律,计算结果与第四章中的试验数据呈现相同的变化规律,进一步验证本文所得研究成果的可靠性。