本文在分析比较了预应力锚杆应力计算解析法的基础上,建立了锚杆分析的线弹性有限元模型,研究预应力锚杆的计算方法、锚固体内应力传递规律和锚杆在不同岩层中的受力情况和有效锚固长度,得出了一些有意义的结论。为弄清锚杆在土体介质中的传力机理及其受力状态,本文开展了预应力锚杆现场试验,对饱和软土中锚杆的承载能力进行试验测试,得到了锚杆承载力的P～S曲线,为进一步的理论研究提供了依据。拉格朗日元法与有限元法和边界元法相比较,用于求解岩土力学大变形问题更具有优势。本文论述了土工数值分析的拉格朗日元法的基本原理和用FLAC^3D（Fast Lagrangian Analysis Continue连续介质快速拉格朗日分析）方法建立锚杆支护力学模型的方法和基本特点;建立了锚杆现场拉拔试验的FLAC^3D非线性数值分析模型;计算表明,数值计算结果与试验结果吻合较好。在此基础上,对试验锚杆进行了数值模拟计算,分析研究了锚杆加固作用机理、锚杆预应力的传递规律。在上述研究工作的基础上,建立了海河堤岸“土体—板桩—锚杆”共同工作的三维非线性数值分析模型。分析了堤岸结构的初始应力场对锚杆加固效果的影响;锚杆预应力对堤岸加固作用的机理;初始应力、外荷载与锚杆预应力联合作用下的的应力场,对预应力锚杆的加固作用提出了新的见解。