预应力锚索技术可充分发挥结构的强度与自承能力,兼具有效性与经济性,在边坡、桥梁、基坑等工程建设中应用广泛,预应力锚索的使用数量也连年快速增长。锚索中赋存的应力大小决定了预应力结构的锚固质量,是影响预应力结构稳定性和安全性关键因素,尽管施工质量要求不断提高,但因预应力损失导致工程失效损坏的事故仍层出不穷。国内外预应力检测手段丰富但都各有缺陷,锚索反拉法结构有损,智能锚索、传感器法都需预埋,弹性波法精度仍待提高。总的来说,现阶段锚索预应力检测的矛盾在于大规模检测需求与现有检测手段适用性和经济性之间的矛盾。本文针对检测需求与现有手段的矛盾,立足制造领域对接触刚度的研究与应用,从预应力锚索外锚头结构传力特征入手,将锚索预应力转化为锚具与锚垫板间接触刚度的测量,同时提出以弹性波为媒介实现对切向刚度的无损识别,以期发掘一种新的锚索预应力无损检测方法。本文为实现这一长期目标,主要进行了以下工作:1.介绍预应力技术的历史发展与应用现状,阐述预应力损失类型及机理,分析了以锚口处锚下预应力代表锚固力的优越性。综合对比各类检测手段优缺点,提出了基于外锚头切向刚度的无损检测方法。2.锚索张拉后通过锚具及锚垫板的锁定将应力传递给被锚固体,应力的作用改变了锚头接触界面的特征。本文基于Hertz接触理论与GW统计接触模型,将锚具与锚垫板在应力作用下的粗糙接触简化为锚固—接触模型,建立了弹性变形范围内应力与接触面切向刚度的关系。在相同的锚具参数下,切向刚度随锚索应力的增加而增加。3.搭建预应力锚索试验平台,设计并进行切向静载试验,以薄型千斤顶对锚具施加切向荷载,研究切向刚度与预应力关系,试验中各参数关系与理论推导一致,验证了理论模型的正确性与有效性。以弹性波为无损检测媒介进行切向刚度动载试验,结果表明无损方式测得预应力的精确度尚可,针对试验预应力范围提出切向刚度测力修正公式。综合提出基于外锚头切向刚度的锚索预应力无损检测法的检测流程。