随着我国交通运输的发展,铁路隧道建设逐渐向季节性冻土区延伸。由于冻土区自然环境恶劣,隧道的冻害问题逐渐引起人们的重视。本文在调查了60座寒区隧道的基础上,使用ANSYS对隧道温度场进行计算研究。分析了不同外界条件对隧道冻害的影响程度;采用层次分析法和模糊综合评判法,对隧道冻害进行分级;计算出隧道保温层长度的拟合公式。主要完成的工作有:(1)采用层次分析法和模糊综合评判法,建立隧道冻害评价体系。首先建立起模糊综合评判模型,使用数值模拟、调研和查阅文献的方法对各个影响因素进行分析,用层次分析法确定不同外界因素的权重,用半梯形函数确定隶属度,最后使用加权平均型评判模型计算得到最后的分级。(2)计算出保温层设防长度的拟合公式。采用控制变量法,分别控制外界温度、风速和围岩温度三个变量,通过数值模拟得到三个因素和保温层设防长度的关系,将不同长度、外界温度、风速和围岩温度的数据进行分析,最终得到保温层设防长度的计算公式,并用杀虎口隧道进行验证结论的正确性。模拟保温水沟的温度场,得到保温水沟的温度分布规律。(3)隧道冻害的预防及处置措施。针对不同的冻害等级,分析了主要的冻害类型,得出不同冻害等级的隧道所对应的冻害处理措施。并分别使用一个新建隧道和一个既有隧道进行验证结论的正确性。本文的研究成果对隧道的保温设防提供了理论支持和依据,对工程具有一定的参考意义。