季冻区条件下的膨胀土边坡因土体自身“遇水膨胀、失水收缩”特性，且受高寒地区环境威胁，渠道边坡极易发生表面开裂、滑塌等破坏现象。本文选取黑龙江省内典型膨胀土渠道，采用室内试验的方法，探究膨胀土的基本物理特性及膨胀性，揭示封闭系统下土体的冻胀变形规律，厘清含水率与冻胀率之间的关系。结果表明：该地区膨胀土为弱膨胀土，封闭系统下不同含水率的土样冻胀量随着含水率的增大不断升高，最大冻胀率为5.86%。本文研究成果可为膨胀土边坡稳定性治理提供一定参考。
某高寒地区长距离供水渠道工程沿线分布膨胀土，保证渠道边坡稳定是工程正常运行的前提保障。以该工程为例，以实测统计资料为基础，分析总结了工程改造运行的情况，建立了自由水水位—渠道水位—抽排作业的关系，并计算分析了膨胀土劣化趋势及渠坡稳定性，提出了渠道换填的设计原则，以期为类似工程设计及运行管理提供借鉴。
膨胀性渠基土性质受外部环境影响易发生劣化，由此造成膨胀土渠道边坡失稳破坏。为解决这一难题，人们采用粉土质砂对膨胀性渠基土进行换填。本文开展湿干循环、冻融循环及湿干-冻融耦合循环下粉土质砂换填料三轴剪切试验，研究粉土质砂换填料的应力-应变关系、弹性模量、破坏强度和抗剪强度指标的变化特征，对比分析粉土质砂换填料与膨胀泥岩的力学特性，从颗粒级配的角度揭示粉土质砂换填料强度演化特征的形成机理。研究结果表明：湿干循环、冻融循环和湿干-冻融耦合循环过程使得粉土质砂换填料的力学性能指标出现一定程度的衰减，其衰减幅度为0.3%～10.0%，显著低于膨胀性渠基土的最大衰减幅度(约40%)；相较于膨胀性渠基土，寒区复杂环境下粉土质砂换填料的力学性质更加稳定；粉土质砂换填料的颗粒级配受湿干循环、冻融循环和湿干-冻融耦合循环的影响程度较低，可见复杂环境下粉土质砂换填料的内部结构较稳定。
边坡防护对于季节冻土区膨胀土渠道边坡冻胀破坏和边坡稳定性是非常必要的。通过工程背景和膨胀土特性的分析,认为季节冻土区膨胀土渠坡防护的目标是尽量抑制破坏区的含水率变化幅度,从而保证膨胀土边坡的土体结构不被破坏,抑制裂隙发育;基于对土体的冻胀和膨胀特性理论研究,提出了兼顾防水与排水的综合防护技术,确保防护措施的长效性。
