赵希望, 张 恒

(1.广东省隧道结构智能监控与维护企业重点实验室， 广州 511440； 2.中铁隧道局集团有限公司勘察设计研究院， 广州 511440； 3.华南理工大学土木与交通学院， 广州 510641)

寒冷地区隧道的修筑打破了围岩的原始热平衡，围岩中存在的水分会在寒季冻结成冰[1]。由于液相转为固相体积增大，进而使隧道衬砌背后围岩产生冻胀力；在暖季，冻结的冰融化成水，在冻结时产生的位移不能完全恢复，造成的空隙又会增加渗漏，严重时可能发生融陷，这种衬砌背后围岩的反复冻融作用使衬砌防水层发生破损，进而产生更大的冻害，造成衬砌结构变形，使隧道运营安全受到威胁[2-4]。

众多专家和学者对新疆、青海等严寒地区的隧道进行了研究。赖远明等[5]运用伽辽金法对青海大坂山隧道温度场和渗流场耦合非线性问题进行了分析和研究，通过无量纲分析法和摄动技术求出寒区圆形隧道温度场的解析解。高焱等[6]对寒区隧道洞内空气温度及围岩温度场进行了分析，给出了保温层的铺设范围。陈建勋等[7]首先结合寒区公路隧道防冻保温层的设计，对保温材料现场的保温性能进行了测试，确定了最佳的防冻保温材料组合和施工，然后运用正弦函数回归法对隧道拱顶、拱腰、边墙和路面四个部位实测的温度数据进行了分析。张学富等[8]根据青藏铁路昆仑山隧道内实测大气温度和围岩温度，考虑冰-水相变影响，应用伽辽金法推导了有限元公式，对昆仑山隧道施工期间融化的围岩进行了回冻预测研究，分析了隧道铺设保温材料和无保温材料的温度场，得出保温材料对多年冻土区隧道融化回冻过程所起的作用。……