岩土锚固技术的应用和研究已有100多a的历史。早在1890年，北威尔士煤矿加固工程中就开始用钢筋加固岩层;1934年，法国在阿尔及利亚Cheurfas混凝土坝加高和缺陷处理中首次应用了37根10 000kN的预应力锚索。此后，岩土锚固技术迅速发展，现在已普及到世界各国的煤矿露天矿的边坡加固、地下铜室支护、水电站坝基加固、土木建筑中深基坑支护等领域。   

1964年在梅山水库连拱坝左右坝肩加固中首次采用预应力锚索施工技术以来，预应力锚索施工技术在我国水电、矿山、冶金、交通及土木建筑等领域得到推广应用。随着工程实践的不断发展，锚索的结构形式不断改进，已从第一代有戮结无保护预应力锚索、第二代无戮结双层保护锚索，发展到口前使用较为广泛的压缩型和荷载分散型无戮结预应力锚索。但是随着我国西部恶劣地质条件下水电工程和其他基础设施的建设，发现预应力锚索依然存在一些缺陷，影响其加固效果。如锦屏二级水电站地下厂房铜壁围岩变形导致部分锚索破坏，但是锚索破坏后铜壁并未出现失稳现象，说明并非设计支护力不足，而是锚索在应对高地应力、大变形等方面存在缺陷。因此，有必要对预应力锚索存在的典型问题进行归纳分析，找出原因并寻求解决方法，研发新型锚索，以更有效地发挥预应力锚索在岩体加固中的优势。合洪屏抽蓄电站工程预应力锚索施工，采用一种新型让压锚索的让压构件对无戮结型锚索孔壁摩阻力进行了较为系统的研究。

试验结果显示，在锚索张拉过程中，很大一部分孔口拉力将用于克服锚索与锚孔之间的摩阻力。对于设计让压值为120 kN的钢绞线，摩阻力为40 - 80 kN，为孔口张拉力的25 % - 40 %。自由段长度分别为27.5 ,30.0,35.0 m的钢绞线，单位长度摩阻力分别为1.45,2.00 , 2. 09 kN/m，即摩阻力随自由段长度的增加而增大。试验曲线见图1(4号锚索因总张拉力过大而在张拉力达到220 kN后终止了试验，图中4-1,4-2为2组试验的拉力一位移曲线)。

   锚索孔壁摩阻力过大的危害不仅在于降低岩土体实际支护力，还导致钢绞线内部受力不均匀，在岩体发生变形时，钢绞线的拉伸不能均匀分布，出现局部应变过大而破坏。从图1可以看出，除3号钢绞线外，其他试验曲线的斜率均陡于理论计算曲线。因此，工程技术人员必须重视锚索孔壁摩阻力的影响。

1 预应力损失 

  口前对预应力锚索损失方面的研究资料比较多，综合国内外研究资料，预应力损失可达25 %，不同工程或同一工程的监测数据差距均较大。三峡永久船闸高边坡预应力锚索监测表明，预应力锚索平均损失7.48%，一般为3%一15%，最大为23 %，应力损失持续时间长达数年，形量以适应岩体的变形发展。

研究认为预应力损失的主要原因是:钢绞线应力松弛、围岩徐变、张拉和锁定损失、锚索摩阻力等。张发明等研究表明，当锚索孔斜小于3%时，最大锚固力损失可达11.5%，是造成预应力损失的重要因素。  

 口前解决预应力损失的主要途径可归纳为两类，一类是通过超张拉、运行期补张拉对预应力损失进行弥补;另一类通过降低锚索受力部位岩体的局部应力，减小岩体徐变程度，如扩大锚墩基础面积、采用锚索+网格梁或锚索+混凝土面板联合支护方式、增加锚索密度减小单根锚索吨位等。根据洪屏抽蓄电站工程锚索摩阻力试验结果，锚索摩阻力较大，通过锚索结构和施工工艺消除或减小摩阻力，对于减小锚固力损失将起到显著作用。

2 适应大变形能力差   

铜室或边坡开挖后，地应力释放，岩体向临空面变形。岩体开挖后力学特性见图2，依据围岩变形大小将其分为2个阶段:第一阶段为弹塑性变形阶段，该阶段岩体应力释放并发挥自稳能力，所需要的支护力不断减小;第二阶段为松动破坏阶段，该阶段岩体开始出现松动破坏，自稳能力快速丧失，所需要的支护力迅速增大。实际工程施工中，为了保证施工安全，均要求及时支护，但是及时支护带来两个突出问题:一是所需的支护力较大;二是岩体应力释放不充分，支护施加后变形还将持续发展，导致锚索被动张拉。

因此对于初始地应力较大或者大变形软岩，需要锚索提供足够的变围岩变形。面对大变形岩体，口前较多的处理方法是控制初期锁定值，预留一部分锚索变形能力和加固力以适应支护后岩体的变形。但是锚索所用的高强度钢绞线的特性决定了这种处理方法并不能有效解决上述问题。以自由段30 m长的预应力锚索为例进行估算:锚索总的屈服拉伸量约为100 cm ,锚索设计预应力取屈服应力的70 %，实际锁定值取设计预应力的70 %，此时锚索施加后在屈服前所能提供的拉伸变形约为50 cm若考虑锚索摩阻力的影响，则实际能适应岩体变形的拉伸值不足50 cm。已有大变形隧洞的现场监测资料分析表明，总变形量可达500 mm，甚至1 000 mm以上。另外，采用该方法时实际锁定值的确定也是设计难题。   

该方法在实践中也显示出其不足。以锦屏二级水电站地下厂房锚索支护为例，锚索设计吨位为2 000kN，实际张拉锁定值为设计预应力的70% - 80%，采用该方案支护后依然出现围岩变形过大、锚索破坏的情况。