预应力锚杆支护技术是岩土工程加固的一种重要手段。近十几年来，预应力锚固技术以其独特的效应、简便的工艺、广泛的用途，在岩土加固领域中显示出越来越旺盛的生命力。已日益广泛地应用于各类地下工程中，具有良好的应用前景，但是，由于锚杆与围岩间相互作用的复杂性，直到目前为止，对预应力锚杆支护机理和设计参数确定方法的研究仍处于探索阶段，设计中依然沿用普通砂浆锚杆的设计方法，理论严重滞后于实际。因此，采用围岩的支护特征线理论及快速拉格朗日数值模拟法相结合研究预应力锚固技术，分析其作用机理，确定合理锚固参数具有十分重要的理论与工程意义。主要研究工作如下： (1)基于围岩和支护特征线理论，对预应力锚杆与普通砂浆锚杆的受力特征、支护机理和支护效果对比分析的基础上，对预应力锚杆支护设计参数的选用进行了初步探讨，得出的结论对工程有一定参考价值。 (2)全面系统地介绍了有限差分法的基本原理和方法，分析了其特点和优势。采用三维有限差分程序FLAC<3D>来分析地下洞室开挖的围岩稳定性，模拟锚杆(索)加固方式分析加固机理，为地下工程设计、施工优化和数值仿真模拟计算，提供了一个有效的分析评估方法。 (3)借助于三维有限差分程序 FLAC<3D>对单根、多根预应力锚杆锚固进行数值模拟，分析预应力锚杆对围岩体的加固机理；对比分析锚杆不同预应力、不同间距、不同长度条件下围岩体的应力应变状态及稳定性改善机理；并对预应力锚杆在支护洞室时锚固效果及其作用机理进行了分析，所得结论为地下工程开挖与支护设计提供依据。 (4)基于FLAC<3D>有限差分程序对青岛某地下商场扩建工程的开挖支护方案及过程进行了三维数值模拟，模拟分析了开挖及加固后围岩应力场及位移场特点及变化规律，验证开挖加固方案的可行性及与锚索联合支护对改善开挖后洞室围岩力学性质，增强围岩稳定性，控制地面沉降具有重要作用。