本文旨在研究一种结构简单、成本低廉、安装方便、不会损害锚杆锚固质量、适合大规模安装且监测方便的锚杆轴力监测装置。锚杆支护技术在锚固工程中可以加固、组合和联接围岩,提高围岩的自身强度和自我稳定能力,在煤矿、水电、冶金和隧道等工程领域得到广泛应用。但是随着时间推移,锚杆在恶劣的工作环境中时常受到地下水腐蚀、邻区采矿扰动和围岩应力变化等因素的影响,导致锚杆所受应力增加。一旦锚杆所受应力达到或超过其强度极限就会导致锚杆的断裂和锚固工程的失效,给岩土锚固工程造成严重的安全事故隐患。为了维护工程稳定和保证施工安全,必须对锚杆轴力进行监测。因此,研究锚杆轴力监测装置具有显著的社会经济效益和意义重大的科研实用价值。然而,现有的锚杆轴力监测装置研究成果仍存在着需要电源供电或液压密封,难以防水防爆、可靠性差、制造成本高、安全管理复杂等诸多缺点,难以实现对锚杆锚固工程进行长期有效的准确监测。在分析研究现有锚杆轴力监测装置的研究成果的基础上,根据实践经验,针对目前锚杆轴力监测装置的不足提出了一种新型的锚杆轴力无损监测方法,将基于等厚干涉原理的光学干涉法创新性的应用到锚杆轴力监测中来,并设计了相关监测装置。通过分析研究,确定该监测装置由上盖板、弹性垫、下盖板、承载体和光学膜等部件组成。监测装置在锚杆轴力作用下,光学膜会发生微小变形。监测装置所受载荷不同,光学膜的变形量不同,在白色光源的垂直照射下,光学膜会产生不同的干涉图案颜色,通过不同的干涉图案颜色判断锚杆力的大小。首先,通过对拉力型锚杆的受力分析得出锚杆剪应力与轴应力的分布规律,选定了所监测锚杆型号,确定了监测装置的安装位置并定义了锚杆三种不同的受力状态。然后通过分析锚杆在锚固工程中的受力分布特点、监测装置的实际应用场景及在安装和使用中的受力情况,依据监测装置各部件的作用和工作原理分别讨论确定了监测装置各部件的材料选择、结构设计和尺寸选择,并利用ANSYS软件对上盖板、下盖板和承载体等结构进行了强度分析,以保证监测装置在监测范围内安全可靠。然后,针对监测装置的监测方法对光学干涉原理和光学膜的变形理论进行了相关公式推导,并编写了基于MATLAB的光学膜变形程序和光学膜仿真干涉程序。介绍了干涉图案颜色显示方法,并利用ANSYS有限元分析和MATLAB软件对光学膜的干涉图案进行了仿真分析。仿真分析结果显示,在监测范围内三种设定受力状态下锚杆轴力监测装置光学膜的干涉图案变化了三种颜色,可以通过不同的颜色判断锚杆的受力状态,证明了该监测装置的可行性。