锚杆已经成为我国水利水电工程高边坡、地下洞室和结构加固的主要手段,我国西南地区仅一座大型的水电工程累计使用的锚杆数量就可达上百万根,锚固系统长期有效运行直接影响着电站运行安全。水电边坡岩体服役状态受控于环境因素、边坡岩体类型与结构、锚固结构力学性能等因素,在降雨、库水位波动等作用下,岩体损伤和锚杆腐蚀导致的力学性能劣化不可避免,势必影响水电边坡锚固结构的长期稳定性。当前,锚固设计理论存在局限性,未全面考虑锚固结构性能的劣化,鉴于大型水电工程设计使用年限普遍较长,边坡岩体-锚固结构体系能否满足长期服役的要求,是当前研究的热点和难点课题之一。目前,学者们对边坡锚固结构性能的研究主要集中在注浆锚杆的轴向拉拔性能,而对用来加固不稳定的岩体的锚杆剪切性能研究成果较少,考虑水对锚固结构剪切性能劣化的研究则更为少见。建立有效的锚固节理岩体剪切力学特性分析模型,有助于分析锚杆在剪切作用下的力学响应,目前有关锚固节理剪切力学模型的研究处于基础阶段,很多影响因素和概化模型考虑不够全面,缺乏多维度的监测数据支撑,尚未建立统一理论体系。边坡稳定性研究中同样缺乏对锚杆剪切性能的考虑,现场监测表明,大量工程中的锚杆发生了剪切破坏,因此,在评价边坡稳定性时,锚杆的横向抗剪能力不容忽视。鉴于锚固节理剪切力学特性及力学模型和边坡稳定性目前研究中存在的不足,本文以水致劣化作用下锚固节理剪切力学模型和边坡稳定性分析为研究主线,通过室内试验和理论分析相结合的方法系统地研究了水致劣化作用下锚固节理剪切性能劣化机理;建立了考虑剪切参数演化的锚固节理剪切力学模型以及考虑水致劣化作用的锚固节理剪切力学模型;提出了考虑锚杆剪切破坏模式的边坡时变稳定性分析方法;最后基于FLAC3D数值计算软件对向家坝左岸锚固边坡长期稳定性进行了评价。本文主要的研究成果如下:（1）进行了水致劣化作用下岩石和锚杆强度参数劣化规律研究。开展了岩石和锚杆为期180天的干湿循环和长期浸泡劣化试验,以每30天为一个周期进行岩石和锚杆强度参数力学试验以及锚杆腐蚀量测量,得到了岩石和锚杆强度参数劣化规律。采用X射线衍射法分析砂岩主要矿物成分以及SEM电镜扫描观测砂岩微观结构劣化特性,基于岩石微观劣化特征分析结果发现,水致劣化作用破坏了岩石的微观结构,主要是由于随着干湿循环和长期浸泡作用的持续,原有的孔隙和新形成的孔隙连接和扩展,增加了砂岩中孔隙的大小和数量。（2）研究了水致劣化作用下锚固节理剪切性能劣化规律。基于三维激光扫描仪器和3D雕刻仪器实现了在原岩上复制天然三维形貌节理面,提出了锚固节理试样制作工艺。在锚固参数对剪切特性影响试验研究的基础上,选择合适的锚固参数和节理面三维形貌,开展了水致劣化试验后的锚固节理室内剪切试验,并且对锚固节理剪切强度参数、锚杆轴力演化过程、锚杆变形特性以及锚杆断裂特征进行了研究。试验结果表明,剪切强度的减弱部分要归因于矿物颗粒间断裂能和摩擦系数的降低,节理粗糙表面的小突起体受到水的作用后强度降低容易被磨损和剪断,岩体强度的降低导致其约束锚杆变形能力减小,使得锚杆断裂时对应的剪切位移逐渐增大。（3）建立了考虑水致劣化作用的锚固节理剪切力学模型。基于Mohr-Coulomb准则的锚固节理剪切荷载计算公式,结合剪切强度参数演化方程建立能够反映锚固节理剪切荷载全过程的解析模型,然后对解析模型中锚杆的剪切力和轴力参数的强度和方向进行了理论推导。结合水致劣化作用下节理面剪切性能损伤劣化模型和岩石、锚杆强度参数劣化模型,建立了考虑水致劣化作用的锚固节理剪切力学分析模型。最后通过第三章锚固节理剪切试验验证了该模型的可靠性。结果表明,该模型能够较好地预测锚固节理在水致劣化作用下的的剪切载荷-剪切位移规律。（4）提出了考虑锚杆剪切破坏模式的锚固边坡时变稳定性分析方法。考虑锚杆横向剪切作用,确定了锚杆自由段拉伸破坏、锚杆锚固段注浆体与锚杆脱粘破坏和锚杆在滑动面拉-剪破坏三种模式,以及修正了锚固边坡安全系数计算公式。基于可靠度方法建立了边坡串联系统的可靠度模型,分析和建立了边坡力学参数的时变性模型,采用monte-carlo随机模拟方法对锚固边坡的时变破坏概率进行了计算。最后对边坡时变稳定性的影响因素进行了敏感性分析。（5）完成了向家坝水电站左岸边坡的稳定性分析。采用FLAC3D有限差分分析软件中所采用的安全系数的定义对向家坝水电站左岸边坡进行了长期的稳定性分析,计算了边坡运行至40年时安全系数的变化情况。开展了基于可靠度方法的向家坝左岸边坡长期稳定性分析。首先使用FLAC3D软件搜索出边坡的潜在滑动面大致位置,结合节理产状和风化带位置确定滑动面位置,然后结合本文的时变稳定性分析方法计算出锚固边坡运行至40年失效概率的变化情况。基于上述研究成果,本论文的主要创新成果总结为如下三个方面:（1）揭示了水致劣化作用下的锚固节理剪切特性劣化机理。通过开展岩石和锚杆水致劣化试验,研究岩石和锚杆水致劣化作用下强度参数劣化效应及劣化机理;通过开展室内锚固节理剪切性能劣化试验,研究锚固节理剪切性能劣化规律,深入分析锚杆剪切变形过程中轴力与剪力变化特征及劣化规律、节理面界面力学与变形响应规律及劣化规律,揭示水致劣化作用下的锚固节理剪切力学劣化机理。（2）建立了水致劣化作用下锚固节理剪切力学模型。基于剪切强度参数演化的锚固节理剪切荷载计算公式,对锚杆剪切过程中剪切力和轴力进行推导,建立锚固节理剪切力学模型。结合锚杆和岩石强度参数劣化模型以及节理面剪切损伤模型,建立了考虑水致劣化作用的锚固节理剪切力学分析模型。（3）提出了考虑锚杆剪切破坏模式的锚固边坡时变稳定性分析方法。在考虑锚固节理剪切破坏模式的基础上,确定三种基本的锚杆破坏模式及相对应的锚固边坡综合破坏模式,分析锚杆各个破坏模式下的抗力特征,修正锚固边坡安全系数计算公式;针对边坡力学参数的随机性和时变性特征,基于可靠度理论,提出了考虑锚杆剪切破坏模式的锚固边坡时变稳定性分析方法。