受到多年冻土区恶劣气候条件影响,多年冻土隧道常因遭受冻害而无法正常使用。论文以防止温度作用诱发多年冻土隧道洞口段结构冻害为目的,以“高海拔冻土隧道纵向温度场动态演化机理及分段防冻技术研究”项目为依托,采用文献分析调研冻土隧道的冻害特征、冻害原因以及产生冻害的位置,在此基础上分析推导多年冻土隧道洞口段的抗冻设防长度计算公式,并结合数值模拟对冻土隧道的冻害特征的影响因素进行研究分析,结合风火山隧道的纵向温度场相应特征进行对比分析,解决冻土区域隧道的抗冻设防中的不足和困难。主要研究成果如下：(1)调查的25个冻土隧道的冻害特征统计结果分析说明：隧道洞口至洞身段的一定长度内(洞口段)隧道冻害发育严重,而且这段长度内的围岩地温、洞内温度及衬砌结构温度受外部气候影响而紊乱不稳定,是多年冻土隧道抗冻设防的重要部分。(2)以多年冻土隧道的纵向和横向温度场特征为研究对象,以隧道横断面为圆形形状为模型,利用传热学相关理论,结合数学物理方程方法,推导出冻土隧道的横向以及纵向的温度场分布特征表达式,并分析隧道埋深、洞内空气速度、有无保温层等对隧道横向和纵向温度场的分布特征的影响,得出多年冻土隧道洞口段理论抗冻设防长度计算长度。(3)基于风火山隧道,利用有限元软件ADINA建立隧道三维分析模型,研究隧道埋深、洞内空气速度、有无保温层等等因素对多年冻土隧道温度场分布特征规律的影响,分析多年冻土隧道抗冻设防长度的分布特征。(4)根据风火山隧道现场监测数据,分析风火山隧道横向和纵向温度分布特征,并同理论分析结果和数值模拟分析结果进行对比分析,从而验证多年冻土隧道抗冻设防长度计算公式的合理性,为冻土隧道的抗冻设防提供理论指导。