彭小丽，王海娟，杨丰春，姜海波，李唱唱

(石河子大学水利建筑工程学院，新疆 石河子 832003)

0 引言

地球上冻土区面积约占陆地面积的50%，我国多年冻土和季节冻土面积分别占国土面积的21.5%和53.5%[1]。随着“一带一路”倡议深入实施，越来越多的隧洞需要建立在我国西部寒区，因此冻岩问题已经成为近年来的研究热点。

寒区隧洞普遍受低温、渗流共同作用而产生冻胀力。低温冻融环境下，围岩因温度梯度进行热传导而使得内部围岩温度场发生改变，围岩裂隙中的液态水状态也发生改变。当温度达到冰点时，孔隙水冻结，低温冻结作用会产生9%的体积膨胀。杨更社等[2]对软岩材料进行了在一定温度梯度下的水热试验，结果表明温度梯度是岩体水分迁移的主要动力，岩石孔隙率与冻结时间成正相关。谭贤君等[3]建立含相变的水热耦合模型，研究了隧道温度场分布规律和冻融圈大小。夏才初等[4]基于稳态假定，积分推导了考虑围岩、衬砌未冻水含量的最大冻结深度解析计算式，并通过温度场反演获取解析式中的参数从而求得最大冻结深度半解析解。

在冻土和冻岩的冻胀特性研究方面，国内外许多学者采用室内试验、数值模拟和现场监测等方法相结合，取得了丰硕的成果。J.M.Konrad[5]提出了冻土分凝势理论，并根据分凝势理论研究了冻结方式对冻结特性的影响。赖远明等[6]利用黏弹性原理推导出冻胀力求解相关公式，并采用数值逆变换方法求出寒区隧洞冻胀力，通过算例计算表明是否考虑冻胀因素对应力值大小存在着较大的差异。……