本研究旨在推进冻土观测自动化进程，提升监测精度，弥补传统人工观测方法操作繁琐、主观误差大且无法实现连续观测等不足。通过对比五种型号冻土自动观测仪与人工冻土器的观测数据，全面评估其数据质量，为气象业务化运行提供科学依据。利用2022—2024年全国24个省区1 172个气象观测站安装的DTD1、DTD2、DTD3、DTD4、DTD5五种型号冻土自动观测仪与人工冻土器的平行观测数据，从数据完整性（完整率≥98%）、准确性（标准偏差≤2 cm）、一致率（≥80%）、误判均值（≤6 cm）和冻融趋势（最大冻土深度数据相关性≥0.8）五个方面进行检验评估。截至2024年冬季，第一阶段运行设备349套，第二阶段运行设备364套，单轨业务化运行设备459套。DTD2型和DTD3型冻土自动观测仪在数据完整率、准确性、一致率、误判均值和冻融趋势等指标上表现优异，其单轨业务化运行通过率分别为88.73%和88.24%，远高于其他型号设备。DTD2型和DTD3型冻土自动观测仪数据质量高，能够满足气象业务化需求，建议在今后的业务运行中优先推广使用。
针对寒区隧道衬背脱空积水冻胀可能严重危害行车安全的问题，开展了考虑排泄条件的隧道衬背脱空积水冻结模拟试验，在试验中引入了地下水补给/排泄通道，明确了2类脱空积水冻胀机制；使用数值模拟软件ANSYS建立了衬背脱空积水冻胀数值模型，揭示了脱空处冻胀力对衬砌结构承载特性的影响；通过在虎峰岭隧道进行温度监测，得到了纵向温度分布，建立了衬背脱空底部温度求解模型，分析了衬砌表面温度与脱空底部温度的对应关系，并提出了衬背脱空积水冻胀高发段落预测方法。研究结果表明：水的补给/排泄通道不冻结的脱空处不会产生冻胀力，通道先冻结的脱空处会产生较大冻胀力，当冻胀力大于围岩压力时，冻胀力会沿初期支护与二次衬砌的接触面释放，向压力较小的地方消散；无冻胀力时隧道衬砌结构拱顶脱空中线部位的沉降最小，冻胀力对脱空部位的沉降有显著影响；在隧道横断面上，距脱空中线部位越远，冻胀力引起的位移越小，在隧道纵向上则无明显差异；随着脱空内冻胀力的增加，隧道衬砌结构会出现相对隆起以及与衬砌结构整体受力这2种受力状态，脱空部位混凝土则由全截面受压逐渐变为局部受拉；当脱空底部日周期温度波动幅度在1℃以上，且以脱空底部温度-5 ℃作为脱空...
针对寒区隧道衬背脱空积水冻胀可能严重危害行车安全的问题，开展了考虑排泄条件的隧道衬背脱空积水冻结模拟试验，在试验中引入了地下水补给/排泄通道，明确了2类脱空积水冻胀机制；使用数值模拟软件ANSYS建立了衬背脱空积水冻胀数值模型，揭示了脱空处冻胀力对衬砌结构承载特性的影响；通过在虎峰岭隧道进行温度监测，得到了纵向温度分布，建立了衬背脱空底部温度求解模型，分析了衬砌表面温度与脱空底部温度的对应关系，并提出了衬背脱空积水冻胀高发段落预测方法。研究结果表明：水的补给/排泄通道不冻结的脱空处不会产生冻胀力，通道先冻结的脱空处会产生较大冻胀力，当冻胀力大于围岩压力时，冻胀力会沿初期支护与二次衬砌的接触面释放，向压力较小的地方消散；无冻胀力时隧道衬砌结构拱顶脱空中线部位的沉降最小，冻胀力对脱空部位的沉降有显著影响；在隧道横断面上，距脱空中线部位越远，冻胀力引起的位移越小，在隧道纵向上则无明显差异；随着脱空内冻胀力的增加，隧道衬砌结构会出现相对隆起以及与衬砌结构整体受力这2种受力状态，脱空部位混凝土则由全截面受压逐渐变为局部受拉；当脱空底部日周期温度波动幅度在1℃以上，且以脱空底部温度-5 ℃作为脱空...
针对寒区隧道衬背脱空积水冻胀可能严重危害行车安全的问题，开展了考虑排泄条件的隧道衬背脱空积水冻结模拟试验，在试验中引入了地下水补给/排泄通道，明确了2类脱空积水冻胀机制；使用数值模拟软件ANSYS建立了衬背脱空积水冻胀数值模型，揭示了脱空处冻胀力对衬砌结构承载特性的影响；通过在虎峰岭隧道进行温度监测，得到了纵向温度分布，建立了衬背脱空底部温度求解模型，分析了衬砌表面温度与脱空底部温度的对应关系，并提出了衬背脱空积水冻胀高发段落预测方法。研究结果表明：水的补给/排泄通道不冻结的脱空处不会产生冻胀力，通道先冻结的脱空处会产生较大冻胀力，当冻胀力大于围岩压力时，冻胀力会沿初期支护与二次衬砌的接触面释放，向压力较小的地方消散；无冻胀力时隧道衬砌结构拱顶脱空中线部位的沉降最小，冻胀力对脱空部位的沉降有显著影响；在隧道横断面上，距脱空中线部位越远，冻胀力引起的位移越小，在隧道纵向上则无明显差异；随着脱空内冻胀力的增加，隧道衬砌结构会出现相对隆起以及与衬砌结构整体受力这2种受力状态，脱空部位混凝土则由全截面受压逐渐变为局部受拉；当脱空底部日周期温度波动幅度在1℃以上，且以脱空底部温度-5 ℃作为脱空...
为探究盾构隧道长联络通道冻结施工冻结技术效果，以郑州市8号线1期工程3号联络通道人工冻结施工为背景，探究了拱顶冻结管不同排布情况下冻结效果，采用ABAQUS建立三维实体数值模型计算土体温度场，并提取冻结壁发展情况与冻土平均温度。结果表明：传统双排冻结管在长距离联络通道冻结施工中可能存在冻土平均温度不足的情况；增设为三排冻结管可以有效增强喇叭口拱顶冻结壁，降低侧墙冻结壁平均温度；建议在三排冻结管布置情况可将积极冻结时间降至47 d。
为探究盾构隧道长联络通道冻结施工冻结技术效果，以郑州市8号线1期工程3号联络通道人工冻结施工为背景，探究了拱顶冻结管不同排布情况下冻结效果，采用ABAQUS建立三维实体数值模型计算土体温度场，并提取冻结壁发展情况与冻土平均温度。结果表明：传统双排冻结管在长距离联络通道冻结施工中可能存在冻土平均温度不足的情况；增设为三排冻结管可以有效增强喇叭口拱顶冻结壁，降低侧墙冻结壁平均温度；建议在三排冻结管布置情况可将积极冻结时间降至47 d。
为探究盾构隧道长联络通道冻结施工冻结技术效果，以郑州市8号线1期工程3号联络通道人工冻结施工为背景，探究了拱顶冻结管不同排布情况下冻结效果，采用ABAQUS建立三维实体数值模型计算土体温度场，并提取冻结壁发展情况与冻土平均温度。结果表明：传统双排冻结管在长距离联络通道冻结施工中可能存在冻土平均温度不足的情况；增设为三排冻结管可以有效增强喇叭口拱顶冻结壁，降低侧墙冻结壁平均温度；建议在三排冻结管布置情况可将积极冻结时间降至47 d。
为探究盾构隧道长联络通道冻结施工冻结技术效果，以郑州市8号线1期工程3号联络通道人工冻结施工为背景，探究了拱顶冻结管不同排布情况下冻结效果，采用ABAQUS建立三维实体数值模型计算土体温度场，并提取冻结壁发展情况与冻土平均温度。结果表明：传统双排冻结管在长距离联络通道冻结施工中可能存在冻土平均温度不足的情况；增设为三排冻结管可以有效增强喇叭口拱顶冻结壁，降低侧墙冻结壁平均温度；建议在三排冻结管布置情况可将积极冻结时间降至47 d。
为探究盾构隧道长联络通道冻结施工冻结技术效果，以郑州市8号线1期工程3号联络通道人工冻结施工为背景，探究了拱顶冻结管不同排布情况下冻结效果，采用ABAQUS建立三维实体数值模型计算土体温度场，并提取冻结壁发展情况与冻土平均温度。结果表明：传统双排冻结管在长距离联络通道冻结施工中可能存在冻土平均温度不足的情况；增设为三排冻结管可以有效增强喇叭口拱顶冻结壁，降低侧墙冻结壁平均温度；建议在三排冻结管布置情况可将积极冻结时间降至47 d。
为探究盾构隧道长联络通道冻结施工冻结技术效果，以郑州市8号线1期工程3号联络通道人工冻结施工为背景，探究了拱顶冻结管不同排布情况下冻结效果，采用ABAQUS建立三维实体数值模型计算土体温度场，并提取冻结壁发展情况与冻土平均温度。结果表明：传统双排冻结管在长距离联络通道冻结施工中可能存在冻土平均温度不足的情况；增设为三排冻结管可以有效增强喇叭口拱顶冻结壁，降低侧墙冻结壁平均温度；建议在三排冻结管布置情况可将积极冻结时间降至47 d。