【目的】我国季冻区交通网在地震带上的占比持续增大，有必要研究冻融循环与地震动双重作用对寒区隧道洞口段的影响。【方法】通过水热力三场耦合控制方程获得衬砌背后冻融圈内随时间变化的冻胀荷载，一并与自重应力近似考虑为初始地应力，将地震荷载等效为各质点的体积力，考虑冻融循环对冻融圈内土体强度与衬砌力学参数的影响，采用拟静力法研究寒区浅埋隧道洞口段地震响应规律。【结果】无论冻结与否，不易察觉的墙脚部位最易进入塑性，仰拱呈现内拉外压的受力特征，顶部拱圈、侧面曲墙等部位受力均匀且较小。地震对衬砌的影响均表现出破坏的可能性随冻融时间（次数）的推移而增大，尤其以墙脚内侧压应力区最为明显。受统计方法约束，冻融前10 a衬砌的地震响应较弱，从冻融第15 a开始洞口段衬砌地震稳定性有了较明显的劣化。【结论】相较于冬令期，融化期发生地震时隧道结构的稳定性更差。在全球气候变暖的背景下，更应深入研究寒区隧道洞口段融化期的地震响应规律。
以中国"一带一路"重点项目西藏圭嘎拉特长隧道工程为依托,研究了高原地区特长隧道洞口冻土冻融力学特性及施工控制技术。采用有限元分析软件MIDAS-GTS NX建立隧道施工模型,对比分析了经历冻融循环前后隧道洞口围岩内力变化、洞口结构变形以及衬砌变形等力学特性的变化规律,并与施工现场检测数据进行了对比分析。研究结果表明:冻融循环后,两洞拱顶竖向位移均增加30%左右。由于偏压的影响,经历冻融循环后,右洞内力变化值均比左洞大,洞身净空收敛值比左洞增大11%,拱顶竖向位移增加1.6倍。采用超前大管棚与小导管支护综合措施,能有效降低冻融循环后特长隧道洞口结构变形。将建模理论计算值和工程实测值进行比较分析,验证了本文方法的正确性。
以青藏高原鄂拉山隧道为例,分析高原冻土地区隧道洞口失稳风险,对失稳风险源进行辨识。建立风险因素判断、边仰坡滑塌风险因素权重判断、渗漏水风险因素权重判断、大变形风险因素权重判断、塌方冒顶风险因素权重判断和构造层次总排序判断矩阵。通过分析和计算,对洞口失稳风险因素权重进行排序,提出设计时应根据权重排序和风险因素重要性,采取防控措施。
