本文以鹧鸪山隧道工程为背景,以解决该隧道抗防冻方面的关键修建技术问题为出发点,利用现场试验和数值计算方法,对寒区隧道的冻害机理进行了研究,着重对寒区隧道产生冻害的原因进行了分析。 论文在对世界范围内所应用的各种抗防冻措施进行调研分析的基础上,针对寒区特长公路隧道的特点,提出了适合中国寒区特长公路隧道的抗防冻综合措施。 通过对鹧鸪山隧道内气温、二次衬砌表面温度、二次衬砌背后及一定深度的围岩体的温度的监测和分析,得出了隧道内不同部位的温度变化规律;通过计算分析确定了隔热层设防的临界温度以及保温隔热层的设防长度。并首次考虑了隔热层与洞内空气温度变化的相互影响,并求出了隔热层的隔热效应对设防长度的影响修正系数。 为了验证所选择隔热材料的适用性以及保温材料厚度的安全性,在鹧鸪山隧道平导出口段对选定的三种不同材料进行了现场试验;通过对现场试验实测数据的研究分析,对各种材料的保温性能以及现场的实用性进行了评价,并对隔热层的最终实施提出了指导意见。