随着我国经济的高速发展,严寒地区中隧道的数量在不断的增加,隧道冻害问题也日益影响着严寒地区铁路的正常安全运营。本文以运营的准池铁路杀虎口隧道为研究背景,采用现场测试、数据分析、数值模拟等手段,研究分析了隧道进口风速和外界温度两个因素对寒区隧道内空气温度场分布的影响;模拟计算了围岩在无保温层及加设保温层以及加设不同厚度保温层的温度场的分布情况。对寒区隧道内空气温度场和围岩温度场开展系统研究。本文所做的主要研究工作有:(1)对杀虎口隧道进行现场测试,在隧道断面和测点布设温度传感器,通过分析现场实测数据,掌握了隧道运营后围岩温度场和空气温度场的分布规律;通过对隧道双侧水沟进行水量和水温测试,掌握了隧道水温分布规律。(2)利用流体软件FLUENT建立杀虎口隧道洞内空气温度场计算模型,研究分析不同进口风速和不同外界温度条件下寒区隧道洞内空气温度场的分布规律,并得到了隧道进出口处围岩的冻结范围和冻结深度。根据这些规律,在设计隧道保温层时,可以考虑隧道洞口保温层厚度比隧道中间段保温层厚,这样便可以减少工程造价,使得保温措施更具有科学合理性。(3)利用有限元软件ANSYS建立杀虎口隧道三维计算模型,以实测的温度数据作为边界条件,计算分析隧道围岩在有无保温层、不同厚度保温层情况下隧道进口、中间、出口位置的温度场分布以及围岩影响范围和冻结深度,分析保温层的保温效果,对防冻害保温设计有一定的借鉴意义。本文研究成果对掌握寒区隧道的运营期间的空气温度场和围岩温度场的分布规律,以及对隧道保温设计提供理论依据和参考意义。