随着全世界范围内基础设施建设的深入推进，锚杆锚固体系在土木水利工程领域的应用日益频繁，其应用场景从传统的岩石地层逐步拓展到地质条件更为复杂的粘土层及软土层，其服役周期则从常用的临时性支护结构逐渐拓展为永久性支护结构。锚杆抗拔力主要取决于锚固界面的剪切强度以及锚固段的长度，工程锚杆的设计计算一般将不同地层的锚固界面强度特征值与锚固界面面积的乘积作为锚杆抗拔力的控制条件。锚固界面剪切强度的确定需要进行专门的现场锚杆基本试验或者室内锚固界面特性测试，考虑到室内试验对试验条件的控制性较高且可重复性较好，基于室内单元锚杆拉拔试验的锚固界面特性测试逐渐得到重视。由于地层水文地质条件的复杂性以及渗流场的作用，实际工程中粘土层锚杆的锚固段通常需要穿越不同含水状态的土层，其长期承载力的确定需要明确锚固界面在不同含水状态土层中的蠕变特性和长期剪切强度。作为软土区域锚杆支护的主要形式，加筋水泥土锚杆的应用实践已经领先其设计计算理论，相应的设计计算规范中未能提供有效的加筋体-水泥土界面粘结强度参数，导致加筋水泥土锚杆的设计实践存在一定的安全隐患。
　　在上述研究和工程背景下，本论文对不同含水状态下粘土层锚杆的锚固界面长短期承载特性、不同配比和龄期下加筋水泥土锚杆的筋体-水泥土界面粘结特性，以及水泥土中加筋体在拉拔作用下的荷载传递机理进行了较深入的研究，以期为锚杆锚固体系的设计计算理论和工程应用实践提供必要的指导与参考。
　　首先，采用单元锚杆拉拔试验结合数值模拟对试样不同设置条件下的锚杆拉拔响应进行了研究，得到了用于锚固界面特性测试的最适宜设置条件。在现有单元锚杆拉拔装置的基础上，改变试样的非锚固段和锚固段长度比例，进行了48组单元锚杆拉拔试验，以考察单元锚杆试样的设置条件变化对界面特性测试结果的影响规律；基于某典型设置条件下的单元锚杆拉拔试验进行了有限差分数值模拟，重点分析了拉拔过程中锚固界面周边土体的变形发展规律以及维持界面面积恒定的不同方式对试样单元性的影响。
　　其次，采用单元锚杆拉拔试验和拉拔蠕变试验对不同含水条件下单元锚杆试样的长短期拉拔响应进行了研究，得到了锚固界面在不同含水量下的界面剪切模型和剪切蠕变模型以及界面长短期强度。基于优化后的试样设置条件进行了18组不同含水量下单元锚杆试样的瞬时拉拔试验得到了两种简化的锚固界面剪切模型以及界面剪切强度随含水量变化的相关关系；基于瞬时拉拔界面强度确定加载等级，进行了对应含水量下的分步加载拉拔蠕变试验，通过非线性叠加方法处理分步加载蠕变曲线得到不同含水量和剪应力水平下的锚固界面剪切蠕变曲线；采用等时曲线法和稳态蠕变速率切线法综合确定不同含水量下锚固界面的长期剪切强度；提出改进的Burgers模型用于拟合不同试验条件下的锚固界面蠕变响应，取得了很好的拟合效果，并进一步分析了试验参数变化对模型拟合参数的影响规律。
　　再次，采用单元水泥土锚杆拉拔试验对不同类型的加筋体单元在不同配比和龄期的水泥土中的拉拔响应进行了研究，得到了加筋体-水泥土界面粘结滑移模型以及界面强度预测模型。根据单元锚杆试样的拉拔试验原理进行了加筋水泥土锚杆的界面特性测试，并着重考察了钢筋表面形态以及水泥土配比和龄期对钢筋-水泥土界面粘结特性的影响规律；结合水泥土无侧限压缩试验结果，通过回归分析得到了界面强度参数与水泥土强度参数以及试验参数间的影响关系，进一步建立了可以表征钢筋-水泥土界面剪切行为的简化粘结滑移模型。
　　然后，采用自主设计的大尺度锚杆拉拔装置进行了加筋体在水泥土中的拉拔模型试验，得到了加筋体的拉拔响应以及水泥土的表面变形响应。从试验设计、准备、操作和结果处理等方面对模型试验进行了详细介绍；通过对试验现象和结果的观察和分析，充分认识了加筋水泥土的大体积试样制备、量测系统布设以及加载策略等方面的关键问题，并对大尺度下钢管在水泥土中的拉拔响应以及拉拔力作用下钢管-水泥土界面承载过程有了更为深入的理解和掌握。
　　最后，采用改进的剪滞模型结合界面粘结滑移关系建立了一种可以考虑界面剪应力与滑移耦合效应的锚杆双界面承载受力变形分析方法。该方法可以实现基于不同界面单元测试结果对现场拉拔试验以及大尺度拉拔模型试验的荷载传递分析以及拉拔响应预测。基于模型试验的设计设置条件，对荷载传递分析中的主要计算参数进行了敏感性分析，分析结果可为水泥土桩锚结构的设计计算提供参考。