目前,在我国东北等高纬度高寒深季节冻土区,强风化围岩老旧隧道由于季节冻土区春季融化,冬季冻结的特点,隧道衬砌频繁出现渗漏、挂冰以及开裂等灾害。严重影响到了列车运营安全。所以,掌握围岩在富水期及冻结期,衬砌受到的外力及内力,据此提出有针对性的治理方案便显得尤为迫切以及重要。本文依托中东铁路兴安岭隧道工程,运用室内物性试验、理论分析以及数值建模等手段对隧道围岩处于富水期及冻结期时,衬砌的受力性能展开分析。同时,结合目前注浆防治手段,分析对比了两段时期围岩在有无注浆及改变注浆性能后,对衬砌受力性能的影响。为之后季节冻土区隧道灾害防治提供参考。本文主要研究内容及重要成果如下:(1)完成了兴安岭隧道围岩现场取样,并进行了室内三轴固结不排水试验及考虑冻融循环作用下,不同干密度及含水率的导热系数试验,获得了试样的粘聚力、内摩擦角及热传导系数。依据兴安岭隧道所在地区博克图市气象资料及室内试验参数,应用ABAQUS建立了温度场模型。(2)在数值温度场基础上,建立了深季节冻土区强风化围岩隧道衬砌受力模型。依据衬砌水压力解析解、冻胀力监测数据,分别对模型在富水期及冻结期衬砌受到的动水压力及冻胀力进行了验证。同时分析了隧道围岩处于这两段时期下,衬砌所受外力及自身轴力弯矩等指标的变化规律。得知富水期以及冻结期衬砌轴力在仰拱以上部位随埋深的增大而增大,仰拱部分随埋深的增大而减小。对于富水期衬砌弯矩呈现“倒桃型”,冻结期衬砌弯矩呈现“类葫芦型”。(3)最后,基于注浆防治手段,在深季节冻土区强风化隧道模型的基础上考虑了马蹄形注浆加固圈的影响,分别对比了隧道围岩在富水期及冻结期,衬砌在有无注浆加固圈条件下的动水压力、冻胀力、轴力及弯矩等力学参数的变化。分析了当改变注浆加固圈的渗透系数及厚度后,衬砌所受外力及内力变化规律。据此提出了一种圆形注浆加固圈形式,并跟传统的注浆加固圈形式进行了对比分析,验证了此方法的可行性。