对预应力锚杆与土体相互作用分析、支护桩与土体相互作用分析的研究较多,而关于桩锚支护结构与土体间协同作用的研究至今仍尚未成熟。学者着重从以下几个方面对其进行了分析研究,比如变形协调方面、桩土相互作用计算模型方面、锚杆的变形量方面等;但对这些方面的研究仍然存在很多不足,比如变形协调条件的建立,未考虑锚杆倾角的不足;桩土相互作用计算模型上未考虑接触面厚度的不足;以及锚杆变形量计算方法上的不足等。本文在总结分析国内外研究现状的基础上,针对以上不足,着手于理论分析以及数值模拟,从支护桩与土体、锚杆与土体以及桩锚支护结构与土体相互作用三个方面进行了分析,具体工作如下:(1)在分析了支护桩与土体相互作用的原理后,对桩土相互作用的计算模型进行了改进,该模型仍然把桩侧土体用土弹簧单元模拟;不同的是,在考虑了支护桩对桩侧附近一定区域内土体变形有影响这一要素后,提出了接触域这一概念,并用串联弹簧模拟桩侧土体。在建立了桩土相互作用模型后,通过边界条件、有限差分法计算了桩身的内力,并引用典型工程实例,用PLAXIS进行模拟和验证,说明该方法的可行性。(2)用微元体和节点单元来描述锚杆加固土体的基本原理;考虑锚杆与围岩节点在三维状态下的位移,以此推导出锚杆的位移,并简化了锚杆伸长量的计算公式;提出这一方程只能适用于锚杆锚固段,用迭代法计算锚杆与土体的位移,进而求得锚杆的轴力和剪力。(3)以桩锚支护结构与土体协同作用的体系为研究对象,考虑桩后土压力与锚杆拉力的共同作用,建立静力平衡方程,改进变形协调方程。改进的方法更能反映桩锚支护结构实际受力变形的特征,由此算得的锚杆设计拉力较其他方法算得的锚杆设计拉力偏大。这是因为克服了前述方法中忽略锚杆倾角、增大了锚杆的伸长量以及未考虑桩锚实际的受力状态的缺点。结合工程实例,应用FLAC3D模拟的桩身内力与改进方法算得的桩身内力基本吻合,说明改进方法的优越性。