目前,随着地下空间的不断开发利用,地下工程中的锚固工程量不断加大,锚杆的使用率也随之大幅度提高,大量地下工程均开始采用全长预应力锚固技术进行支护。但是,由于锚杆设计不合理,致使锚杆施工难度加大,限制了全长预应力锚固技术的推广与应用。因此,探究锚杆外形尺寸对锚杆锚固性能的影响,就成为优化锚杆支护设计、完善锚固系统的关键。本文基于锚固系统的荷载传递机理,通过对锚杆外形尺寸的优化来增强锚杆自身的锚固性能。假设锚杆、灌浆体和围岩均为弹性材料,在锚杆横肋参数的影响下,采用理论求解与数值模拟相结合的方法,对全长粘结式砂浆锚杆、灌浆体以及节理岩体的位移变化规律进行了深入细致的研究,取得了一系列研究成果:1、收集和整理了大量国内外有关锚杆外形尺寸优化方面的最新研究成果,介绍了锚杆的基本类型和基本工作原理,并重点阐述了全长粘结式砂浆锚杆锚固段的力学传递机理。根据锚杆-灌浆体-围岩相互作用的特点,以现有全长粘结式锚杆的理论解析模型为参考,将锚杆横肋参数作为变量,建立了一种相对可靠的理论计算模型。2、在新理论解析模型建立的基础上,利用布辛尼斯克公式和应力变换方程对问题进行了求解,推导出了锚杆、灌浆体与节理岩体的位移计算公式,获得了不同横肋参数下锚杆、灌浆体以及围岩的位移解。根据具体的计算实例,在固定拉拔荷载作用下,对不同横肋间距、横肋高度、横肋宽度锚杆的位移分布状态进行了对比分析。3、利用ANSYS有限元软件对不同横肋参数锚杆的受拉过程进行了数值模拟,获得了不同横肋参数情况下锚杆、灌浆体以及节理岩体的位移分布云图。通过将理论解析解与数值解作对比,总结出了不同横肋参数锚杆锚固段的位移变化规律,提出了锚杆相关外形几何参数的合理值,为锚杆的设计、施工以及锚固计算提供了可靠的理论依据。