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由于严寒地区温度变化较大，隧道二次衬砌结构会发生较大的纵向变形，从而导致衬砌开裂。在二次衬砌结构纵向变形中，其与防水材料复杂的接触问题成为研究二次衬砌结构纵向变形的关键点。本文通过ANSYS分析软件对欢喜岭隧道的支护结构中二次衬砌和防水材料的接触问题进行数值模拟分析，研究二次衬砌结构在温度场中发生纵向膨胀和收缩变形时与防水材料之间复杂的接触变形关系，通过利用接触类单元模拟二次衬砌结构和防水材料的接触状况，最终得到二次衬砌和防水材料之间的接触变形规律。本文主要研究内容如下：（1）介绍了接触问题的分类和几种接触方式，而且对工程结构中的接触问题进行了理论分析，推导出了接触问题中的变形计算公式，分析欢喜岭隧道结构中防水材料和二次衬砌的接触问题，介绍欢喜岭隧道二次衬砌建模的关键理论。（2）利用ANSYS分析软件中的接触类单元（TARGE170和CONTA174）对欢喜岭隧道的二次衬砌结构和防水材料进行模拟，并取12m长段实体隧道建模分析。计算得到在温度场中，不同温差下对应的隧道二次衬砌结构的纵向变形量。并将模型的输出结果与现场的观测数据进行对比分析。从而得出：二次衬砌的纵向变形量随温度变化而产生的变化规律，其变化符合理论变化规律，其变形量的大小与实地观测值基本一致，当纵向变形量达到混凝土的极限拉伸量之后，衬砌结构就会发生开裂。通过对比PVC和EVA两种防水材料与二次衬砌接触时，对二次衬砌结构纵向变形量的影响作用，得出PVC防水材料接触下的二次衬砌纵向变形较EVA防水材料的较大，表明PVC防水材料对二次衬砌的约束作用较EVA防水材料的小。研究严寒地区二次衬砌纵向变形，可以为今后严寒地区公路隧道的变形设计研究和隧道的开裂养护工作提供一定的参考价值，具有实际的研究价值和意义。