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本申请提供一种寒区隧道列车活塞风质‑热耦合监测装置和监测方法，涉及质‑热耦合监测技术领域，监测装置包括模拟列车机构、模拟隧道、质‑热耦合运输监测机构和气流动态可视化机构；模拟列车机构用于模拟列车穿行于模拟隧道的行驶状态；质‑热耦合运输监测机构用于监测模拟隧道内的空气和隧道埋置区土的质‑热耦合输运；气流动态可视化机构用于记录模拟隧道内空气在列车活塞风效应下的运动规律。该监测装置能基于列车活塞风带入隧道内部的高速、高压热空气会显著改变隧道内部气体环境，探究隧道内部空气的风速、风压和风温度的变化规律，得到了多年冻土区隧道系统质‑热耦合机理及其影响因素，为隧道的研究和改良提供了可靠的实验数据。