随着我国经济的发展,交通基础建设的范围也越来越广泛,随之而来的是高寒高海拔地区的隧道建设量也越来越多,而寒区隧道工程的修建和运营过程极易受到冻害问题的困扰,影响隧道结构的稳定性进而威胁行车安全,因此开展寒区隧道的温度场及冻胀力问题研究具有重要意义。本文依托延崇高速棋盘梁隧道工程,采用现场监测、文献调研、数值模拟、理论推导的方法,开展了隧道温度场及冻胀力影响因素和保温防冻措施方面的研究,探究了围岩随机裂隙条件下围岩条件及传热系数等因素对温度场和冻胀力的影响规律,同时初步探讨了一种考虑围岩条件和温度条件的保温层厚度计算方法,论文主要成果及研究结论如下:（1）通过对棋盘梁隧道开展洞内环境温度的现场监测,可发现在隧道的进出口段,随进洞距离的增加,洞内环境的平均温度和最低温度均升高,最高温度呈现降低且逐渐趋于稳定的趋势,进出口段平均温度变化幅度相当,出口处的温度较进口处低。（2）通过建立考虑随机裂隙的模型,研究了渗流和相变潜热对温度场的影响。分析发现,分别考虑渗流和相变的作用时,相较于二者都不考虑时围岩温度有不同程度的提升,同时考虑二者作用时这种提升效果会更加明显。由于随机裂隙和渗流的存在,围岩环向温度场的分布存在不对称性,围岩环向温度呈现拱顶到边墙范围内温度较低且变化较小,边墙到仰拱温度逐渐升高的趋势。（3）研究不同因素对温度场的影响发现,围岩的冻结深度随孔隙率、渗透率、比热容、围岩初始温度的增大而减小,随导热系数和传热系数的增大而增大,根据敏感度计算得出,冻结深度对各影响因素的敏感性由大到小依次为:初始地温、比热容、孔隙率、导热系数、传热系数及渗透率。（4）研究孔隙率、围岩的弹性模量以及导热系数、比热容、传热系数这三个热力学参数的改变对衬砌结构和围岩受力的影响发现,孔隙率改变时引起的衬砌和围岩受力变化最大,围岩的弹性模量次之,热力学参数最小。衬砌结构的受力分布则表现为边墙处拉应力最大,拱脚处压应力最大,仰拱处受力较小。（5）在寒区隧道的保温防冻方面,从围岩注浆防水、隧道衬砌防水、隧道衬砌排水方面提出了相应的治水措施,保温隔热层方面,选取冻结深度为评价指标,初始地温,洞内环境温度,围岩孔隙率,围岩骨架的导热系数、比热容为影响因素,进行了正交试验,并对正交试验结果进行了多元线性回归分析,建立了冻结深度与各影响因素关系的预测模型,并据此初步探讨了一种考虑围岩条件和温度条件的保温层厚度计算方法。