为提高渠道利用效率。文章依托灌区引水隧道，对渠基土换填后引水渠道衬砌防冻胀措施进行研究。结果表明：换填厚度增大时，渠道衬砌受到的最大法向应力和切向应力均逐渐减小，其最大法向应力和切向应力消减率逐渐增大。相同换填厚度，砂砾石渠道基础的衬砌冻胀量小于风积沙，冻胀量消减率大于风积沙。研究结果为渠道施工提供参考。
为提高渠道利用效率。文章依托灌区引水隧道，对渠基土换填后引水渠道衬砌防冻胀措施进行研究。结果表明：换填厚度增大时，渠道衬砌受到的最大法向应力和切向应力均逐渐减小，其最大法向应力和切向应力消减率逐渐增大。相同换填厚度，砂砾石渠道基础的衬砌冻胀量小于风积沙，冻胀量消减率大于风积沙。研究结果为渠道施工提供参考。
为提高渠道利用效率。文章依托灌区引水隧道，对渠基土换填后引水渠道衬砌防冻胀措施进行研究。结果表明：换填厚度增大时，渠道衬砌受到的最大法向应力和切向应力均逐渐减小，其最大法向应力和切向应力消减率逐渐增大。相同换填厚度，砂砾石渠道基础的衬砌冻胀量小于风积沙，冻胀量消减率大于风积沙。研究结果为渠道施工提供参考。
考虑渠道衬砌和冻土界面的冻结力与冻胀作用，结合地基梁弹性理论建立了渠道坡板与底板剪力、弯矩和冻胀变形计算模型，能够更好的掌握冻区渠道坡板与底板的受力情况和冻胀位移，并将试验结果和模型计算值进行了对比，研究表明：坡板与底板变形实测值和计算模型所得结果较为接近，表明此次所提渠道坡板与底板衬砌变形计算方式较为合理；渠道冻胀变形受地下水埋深影响较大，底板衬砌剪力、弯矩以及冻胀变形的最大值随着地下水埋深的增大而显著降低，这表示渠道的防冻胀破坏可以通过调整地下水位的方式来进行实现；坡板剪力、弯矩以及冻胀变形的最大值和底板有着相同的变化趋势，均随着地下水埋深的增大而显著降低；在距离坡脚44%、26%坡板长度部位的冻胀位移值和弯矩值最大；在对高寒地区的渠道衬砌进行设计时，仅考虑衬砌刚度时，可忽略界面冻结力对刚度的影响，当在特殊区域，重点考虑衬砌强度的情况下，不能忽略界面冻结力对刚度的影响。
考虑渠道衬砌和冻土界面的冻结力与冻胀作用，结合地基梁弹性理论建立了渠道坡板与底板剪力、弯矩和冻胀变形计算模型，能够更好的掌握冻区渠道坡板与底板的受力情况和冻胀位移，并将试验结果和模型计算值进行了对比，研究表明：坡板与底板变形实测值和计算模型所得结果较为接近，表明此次所提渠道坡板与底板衬砌变形计算方式较为合理；渠道冻胀变形受地下水埋深影响较大，底板衬砌剪力、弯矩以及冻胀变形的最大值随着地下水埋深的增大而显著降低，这表示渠道的防冻胀破坏可以通过调整地下水位的方式来进行实现；坡板剪力、弯矩以及冻胀变形的最大值和底板有着相同的变化趋势，均随着地下水埋深的增大而显著降低；在距离坡脚44%、26%坡板长度部位的冻胀位移值和弯矩值最大；在对高寒地区的渠道衬砌进行设计时，仅考虑衬砌刚度时，可忽略界面冻结力对刚度的影响，当在特殊区域，重点考虑衬砌强度的情况下，不能忽略界面冻结力对刚度的影响。
以山东省滨州市小开河引黄灌区渠道为工程背景，利用室内试验的方式探讨了透水体设置参数对渠道渗流量和冻胀量的影响规律。结果表明：采用透水衬砌结构可以有效控制北方寒区高地下水位渠道的冻胀破坏，根据试验结果，建议在灌区渠道两侧渠坡底部设置厚度为25cm,长度为75cm的透水体，研究成果具有重要的理论意义和工程参考价值。
以山东省滨州市小开河引黄灌区渠道为工程背景，利用室内试验的方式探讨了透水体设置参数对渠道渗流量和冻胀量的影响规律。结果表明：采用透水衬砌结构可以有效控制北方寒区高地下水位渠道的冻胀破坏，根据试验结果，建议在灌区渠道两侧渠坡底部设置厚度为25cm,长度为75cm的透水体，研究成果具有重要的理论意义和工程参考价值。
考虑基土冻胀作用于衬砌的法向冻胀力与界面冻结力的关系,基于弹性地基梁理论,建立开放系统中梯形渠道衬砌的冻胀破坏力学模型,使用解析法得到衬砌冻胀变形和内力解。通过与原型渠道及已有研究的冻胀变形进行对比,验证计算的正确性。研究结果表明:坡板最大冻胀变形发生在距离坡脚43%坡板长度处,最大弯矩发生在距离坡脚25%坡板长度处,这与已有的研究成果中梯形渠道衬砌破坏主要发生在距离渠坡坡脚25%～45%坡板长度处吻合。当考虑界面冻结力时,冻结力对挠度和剪力影响较小,而对弯矩的影响较大。界面的冻结力相当于作用于梁上的偏心拉压荷载,对弯矩有正叠加作用。因此,当仅考虑衬砌的刚度时,可不考虑冻结力的影响;但当重点考虑衬砌的强度时,应考虑界面冻结力的影响。
考虑基土冻胀作用于衬砌的法向冻胀力与界面冻结力的关系,基于弹性地基梁理论,建立开放系统中梯形渠道衬砌的冻胀破坏力学模型,使用解析法得到衬砌冻胀变形和内力解。通过与原型渠道及已有研究的冻胀变形进行对比,验证计算的正确性。研究结果表明:坡板最大冻胀变形发生在距离坡脚43%坡板长度处,最大弯矩发生在距离坡脚25%坡板长度处,这与已有的研究成果中梯形渠道衬砌破坏主要发生在距离渠坡坡脚25%～45%坡板长度处吻合。当考虑界面冻结力时,冻结力对挠度和剪力影响较小,而对弯矩的影响较大。界面的冻结力相当于作用于梁上的偏心拉压荷载,对弯矩有正叠加作用。因此,当仅考虑衬砌的刚度时,可不考虑冻结力的影响;但当重点考虑衬砌的强度时,应考虑界面冻结力的影响。
中国北方冻土地区的灌区渠道多采用衬砌或者保温措施进行防渗抗冻胀，从而减少输水损失。依据近年来北方冻土地区常用的渠道衬砌形式，从取材和施工的难易程度等角度，对北方高寒地区新疆阿勒泰灌区农十师渠道3种抗冻胀措施的效果进行了研究，分别建立了混凝土、HAS固化剂固化粉煤灰和聚苯乙烯泡沫板(EPS)3种衬砌材料的本构模型。通过ABAQUS温度-应力耦合模拟，分析了3种抗冻胀措施的效果。分析结果表明：3种抗冻胀措施均能有效减少渠道冻胀变形，而HAS固化剂固化粉煤灰和铺设聚苯乙烯泡沫板削减冻胀变形效果更为显著；其中铺设聚苯板措施效果最佳，不仅使混凝土衬砌最大法向冻胀量削减了54%,法向冻胀力削减了74%,切向冻结力削减83%,而且使应力和位移分布更均匀，避免了应力集中现象的发生。3种防冻胀措施的效果为铺设聚苯板>HAS固化粉煤灰>混凝土衬砌。考虑到HAS固化粉煤灰可实现就地取材，从而得出HAS固化剂固化粉煤灰渠道衬砌适用于新疆等寒冷地区的结论。研究成果为寒冷地区渠道抗冻胀设计提供了有效参考。