框架梁、预应力锚杆、土钉三种传统支护形式因其各自突出优势在边坡工程中得到了广泛运用,将这三种支护形式结合起来形成了框架预应力锚杆复合土钉新型支护技术,目前缺乏对这种技术的理论研究,本文以均质土坡为研究对象,用有限元模拟软件和理正岩土边坡稳定性分析软件对框架预应力锚杆复合土钉这种复合支护技术进行理论研究,研究的主要内容为:(1)在土质边坡中,用ABAQUS对未支护、框架预应力锚杆复合土钉支护、框架梁复合土钉支护边坡的分步开挖过程进行三维数值模拟对比分析,同时结合理正岩土边坡稳定性分析软件对比研究三种情况下边坡位移及安全系数随开挖深度的变化情况,并且分析框架预应力锚杆复合土钉支护、框架梁复合土钉支护边坡土钉轴力的规律性。(2)讨论土质边坡中当粘聚力和内摩擦角变化时,边坡的安全系数变化情况,得到框架预应力锚杆复合土钉、框架梁复合土钉支护体系对不同内摩擦角和粘聚力边坡的适用情况。(3)讨论了锚杆倾角、长度、预应力值大小及土钉倾角、长度五个设计参数对框架预应力锚杆复合土钉支护体系的支护效应影响。通过有限元模拟和理正岩土的分析结果表明,三种情况下随着边坡的开挖,坡体位移增大,安全系数降低;三种情况对边坡位移约束的效果依次为:框架预应力锚杆复合土钉支护>框架梁复合土钉支护>未支护;安全系数为:框架预应力锚杆复合土钉支护>框架梁复合土钉支护>未支护;土钉轴力规律为:土钉轴力总是呈现两头小,中间大的规律,土钉的轴力基本随着开挖深度的增大而增大,受力最大的土钉位于边坡的中下部位,对土钉轴力进行横向对比,受力最大的是靠近边坡边界的位置;当边坡粘聚力和内摩擦角不同时,支护形式的适用条件为:当粘聚力大于20k Pa,,内摩擦角大于20°时,建议采用框架梁复合土钉支护形式。当粘聚力小于20k Pa,,内摩擦角小于20°时,框架梁复合土钉支护形式不能保证边坡稳定性,框架预应力锚杆复合土钉支护或者更有效的支护形式才能保证结构的稳定性。通过分析五个设计参数对框架预应力锚杆复合土钉支护体系的安全系数、位移、轴力影响规律,得到参数的最佳取值范围,分析结果为:锚杆长度、土钉长度、预应力值达到一定值以后对位移的约束及安全系数的增加都贡献不大,应该控制在一定范围内,土钉倾角建议取10°~15°,锚杆倾角建议取5°~10°。