为了满足交通的便捷和时效性,我国修建在寒区的隧道工程越来越多。针对困扰季节性寒区隧道工程的冻害问题,本文以桦皮岭隧道为依托,开展了季节性寒区隧道冬季施工及运营期环境与围岩温度场数值研究,并对铺设保温隔热层等综合防寒保温技术做出分析优化。主要研究内容及成果如下:(1)简要阐述依托工程概况,对隧道洞口两年空气温度监测数据做出整理分析,为本文数值加载温度提供事实依据。总结得出洞口年环境温度呈周期性三角函数变化。(2)结合流体力学、传热学等多种学科,利用Fluent建立冬季施工隧道三维气-固对流换热和固-固热传导耦合计算模型,分析其暖风供热保温下送风速度、送风距离、送风时间及出风口距掌子面距离不同时隧道洞内环境温度场、速度场和围岩温度场变化规律,并给出了保证隧道冬季施工要求的相应送风参数指标。(3)通过建立二维隧道横断面数值模型,分析在隧道表面铺设不同保温材料及同种材料不同铺挂方式下,围岩径向温度随低温暴露时间和外界年环境温度的演化规律,并对不同保温隔热材料及不同铺挂方式的保温效果做出评价和优化。(4)建立隧道运营期二维纵断面数值模型,分析其在寒冷低温环境下不同风速,不同通风时间、不同隧道长度,洞内环境及围岩温度沿隧道进深分布规律;并针对性提出强化隧道使用功能的御寒保温措施。本文所得研究成果对季节性寒区隧道设计、施工及运营的冻害防治具有一定的参考价值。