在东北季节性冻土区,公路隧道由于选线等原因在隧道进出口附近易形成浅埋偏压段。洞口偏压段隧道不仅承受不对称荷载,还面临着冻害的威胁。本文依托鹤大高速公路回头沟隧道,采用现场监测、理论分析和数值模拟等手段,研究了季冻区地形偏压隧道偏压程度的评价、影响因素分析以及温度场分布特征,弥补了季冻区地形偏压隧道横断面温度场研究的不足,为地形偏压隧道的稳定性评价、设计和施工提供了科学依据。论文主要研究成果如下:（1）选取回头沟隧道典型地形偏压隧道断面和构造偏压隧道断面进行现场监测,监测数据表明典型地形偏压隧道断面的应力和围岩内部位移明显不对称分布,但不对称程度较小;构造偏压隧道断面由于隧道右侧围岩存在软弱夹层而应力明显不对称分布,且该断面的二衬表层存在出现拉张裂缝的风险。（2）结合典型偏压隧道的应力位移特征,分析了现存的偏压系数的不足,提出了改进的偏压系数。根据隧道监测数据中应力的分布特征与大小情况,遵循施工监测数据反馈设计的原则。以深埋侧衬砌最大内力（应力）Nd和浅埋侧衬砌最大内力（应力）Ns作为衡量对象,将两者中的最大值与最小值的比值定义为偏压系数。（3）根据现行规范中给出的地形偏压隧道的覆盖层厚度的经验值,分别对不同坡度、不同围岩级别下的单线和双线铁路隧道建立模型进行计算。得出双线铁路隧道下隧道偏压系数分布范围为1.01～1.55,其平均值为1.22;单线隧道的偏压系数分布范围为1.05～1.58,其平均值为1.15,最终确定了地形偏压隧道临界覆盖层厚度影响下的偏压系数为1.2。（4）以回头沟隧道典型偏压隧道断面为原型建立二维平面应变模型,通过控制变量法进行单因素分析,分别研究了地形因素（坡角和覆盖层厚度）、围岩性质（重度、泊松比、弹性模量、内聚力、内摩擦角和围岩级别）、施工方法和高跨比等因素的变化对偏压系数的影响规律,计算结果表明:偏压系数随坡角增大而逐渐增大,随覆盖层厚度增大而减小,随围岩级别的提升先降低后升高,随高跨比的增大而增大,其增长速度会逐渐降低。优先开挖深埋侧会大幅降低隧道偏压系数,双侧壁导坑法两侧同时开挖降低偏压系数,上下分部开挖对于偏压系数的影响不大。（5）采用正交设计方法对偏压隧道的各影响因素进行多因素分析,选用L25（5~6）正交表进行试验设计,以偏压系数为考核对象,确定了偏压系数对各因子的敏感程度。（6）地形偏压隧道断面和构造偏压隧道断面温度监测数据表明隧道两侧围岩温度呈正弦曲线变化,且随着距隧道洞壁距离的增加,围岩年最高温度降低,年最低温度升高,年平均温度升高,振幅减小,相位差增大。根据拟合参数特征分析,典型地形偏压隧道深埋侧的Ta和Tm基本都大于浅埋侧,而tc值小于浅埋侧,温度不对称分布的根本原因在于地表倾斜;而构造偏压断面的两侧围岩年平均温度Tm和相位差tc大致相同,年温度变幅Ta差异较大,温度不对称分布是由于隧道右侧存在软弱结构面而导致两侧围岩的导热性能不一致。（7）根据空气动力学基本定律,采用Boussinesq涡粘系数的概念,利用湍动能k和湍流耗散率ε表示涡粘性系数,使用壁函数法求解壁面附近处的风场,建立回头沟隧道纵断面二维风场-温度场数值模型,分析了山体初始温度场和不同风速、风温条件下围岩的温度场分布特征。结果表明:山体初始温度场中浅层15m范围内围岩温度随外界气温发生变化;通风后隧道纵向温度场的计算结果表明隧道内空气的流速和温度的变化能显著影响隧道内围岩温度分布。（8）建立三维数值模型计算典型地形偏压隧道断面的温度场,数值模拟结果中各测线温度分布特征与监测结果基本吻合。数值模拟结果揭示了不同地表倾角和覆盖层厚度下地形偏压隧道温度场的演化规律:当坡角变化时,隧道围岩的温度场随之产生变化,地表与隧道温度场连通的区域由隧道拱顶向浅埋侧变化,且浅埋侧围岩温度变化较大,深埋侧温度受影响较小。而当覆盖层厚度逐渐增大时,地表围岩温度场与隧道围岩温度场逐渐由相互影响变为互不影响,且当覆盖层厚度超过15m时,隧道围岩温度场基本不受地表温度影响。（9）根据不同工况下隧道冻结区域分布,基于岩石圈整体冻胀理论,综合现场监测和数值模拟结果,探讨了季冻区偏压隧道冻深不对称分布特征,计算分析了季冻区偏压隧道冻胀力对偏压系数的贡献,为季冻区地形偏压隧道设计提供了有益的借鉴。