夏才初，陈钿浩，李 强

(1. 绍兴文理学院 土木工程学院，浙江 绍兴 312000； 2. 同济大学 土木工程学院，上海 200092；3. 阳光城集团股份有限公司，上海 200092)

0 引 言

随着我国经济不断发展，许多发展西部的政策不断落实，例如西部大开发、修建川藏铁路等。这些政策要实施必须经过高原寒区，那么修建隧道必不可少。在寒区冬冻夏融的周期变化的环境下，隧道出现了不同程度冻害[1]。由于隧道冻害的原因很多,其中冻胀力是寒区隧道冻害发生的主要原因[2]。因此，需要研究岩石冻胀变形规律及冻胀量，这是研究寒区隧道冻胀力和寒区工程冻害防治的重要基础。

LAI Yuanming等[3]提出了寒区隧道的围岩冻胀模型，模型假定冻胀变形各向均匀，推导并计算了寒区隧道所受的冻胀力。在此基础之上，黄继辉等[4]认为LAI Yuanming等[3]提出的模型应用于实际工程中具有局限性，如当出现隧道围岩冻结时的弹性模量大于隧道围岩未冻结时的弹性模量的情况，模型就无法计算寒区隧道衬砌所受的冻胀力。在实际寒区隧道工程中，由于冷空气的对流，隧道出入口与内部围岩会存在一个温度梯度差，沿着隧道径向会出现一个温度梯度，导致围岩不会出现各向均匀冻结的情况，而为单向冻结的状态[5]。还有一些岩土体冻胀试验结果表明[6-7]，在水热迁移作用下，试样的冻胀变形主要发生在冻结方向上，沿冻结方向的线冻胀率大于垂直于冻结方向的线冻胀率，也即岩土体具有不均匀冻胀性。夏才初等[8]亦对饱和砂岩进行了单向冻结试验，试验结果与土体的单向冻结试验结果类似，证明了封闭条件下饱和砂岩单向冻结时，沿岩石冻结方向的冻胀变形大于垂直于冻结方向的冻胀变形。……