随着地下工程深度的不断增加,在工程扰动和复杂地质条件共同作用下,深部岩体工程灾害频繁发生,其中最重要的灾害之一是高地应力诱发的岩爆,岩爆的突发性和强破坏性给工程建设造成了极大的安全威胁。锚杆（索）是保持巷道围岩稳定的有效手段,现已广泛用于巷道围岩支护中。但是,传统锚杆（索）难以提供足够承载力和超高变形量来抵抗岩爆瞬时大变形的冲击荷载和软岩巷道的缓慢大变形,给人员安全和机械设备等带来了潜在威胁。NPR锚杆（索）是一类新型的吸能锚杆（索）,具有较高且恒定的承载力、高延伸率、快速响应和高预紧力等超常的力学特性。为此,本文致力于通过理论分析、三维数值模拟以及室内真三轴岩爆试验等研究手段,开展了NPR锚索基本静/动力学特性研究以及模型NPR锚索支护条件下的岩爆防治试验研究,主要研究内容如下:（1）基于NPR锚索室内静力拉伸试验中的负泊松比结构效应和恒阻力变化特点,建立了静力拉伸荷载作用下的NPR锚索三维弹塑性力学模型,通过将由该解析模型求得的8组不同恒阻体角度NPR锚索的恒阻力以及恒阻套筒径向膨胀量的解析解与NPR锚索静力拉伸试验值的对比分析,验证了NPR锚索三维弹塑性解析模型的可靠性;最后,基于已验证的NPR锚索三维弹塑性解析模型开展了影响NPR锚索恒阻力的若干参数（恒阻套筒内径、外径、套筒壁厚、恒阻体角度、恒阻体后端平台长度、材料力学性质以及摩擦系数）敏感性分析,揭示了NPR锚索恒阻力和锚索的几何尺寸以及力学参数间的关系。（2）基于FLAC3D软件建立了NPR锚索的三维数值模型,将静力荷载作用下NPR锚索拉拔力和恒阻套筒的径向膨胀量的数值结果与室内试验结果对比发现两者吻合度较高,NPR锚索的三维数值模型的正确性得到了验证;其次,开展了NPR锚索落锤冲击试验,详细描述了NPR锚索在落锤冲击荷载作用下的伸长量和恒阻力值,验证了NPR锚索的恒阻大变形、抗冲击和吸能特性;最后,基于NPR锚索静力拉伸数值模型建立了NPR锚索落锤冲击三维数值模型,将模拟落锤冲击作用下的数值结果与试验结果对比验证了该落锤冲击三维数值模型可靠性。（3）根据现场NPR锚索支护方案基于相似原理设计研发了小型模型NPR锚索,并通过静力拉伸试验验证了模型NPR锚索的力学性能;其次,详细介绍了5000k N液压伺服岩爆真三轴实验系统的组成部分、系统性能和配套监测系统;最后,提出了NPR锚索支护条件下真三轴应变岩爆试验和斜坡动力扰动下的真三轴冲击岩爆试验的实验方法及其试验结果的分析方法。（4）开展了NPR锚索支护条件下不同切向应力加载速率的应变岩爆试验,通过分析岩爆破坏的全过程及声音特征、试样宏观破坏形态、岩爆碎屑的粒度特征和破碎程度、声发射特性和NPR锚索锚固力和伸长量等探讨了NPR锚索支护条件下对应变岩爆灾害的防治效果;最后,分析发现在相同切向应力加载速率条件下,无支护的试样岩爆破坏范围更大且岩爆烈度明显更强;其次,NPR支护条件下随着切向加载速率的增大,岩爆烈度不断增强。（5）开展了NPR锚索支护条件下不同加载应变率的冲击岩爆试验,通过分析岩爆破坏全过程及声音特征、试样宏观破坏形态、岩爆碎屑的粒度尺寸特征和破碎程度、声发射特性和NPR锚索锚固力和伸长量等探讨了NPR锚索对冲击岩爆灾害的防治效果;其次,分析发现未支护的试样在岩爆发生后具有三元破坏形态,而NPR锚索支护条件下岩爆破坏后的形态呈现四元分区破坏形态,增加了由于NPR锚索的支护效应在距离临空面较深层形成的屈曲带;最后,NPR锚索支护条件下随着加载应变率的增加,试样的弹射区范围不断增大甚至发展到整个临空面,剪切带向远离临空面的深部发展,劈裂带和屈曲带的深度同样在增加。