冻胀破坏是制约我国北方寒冷地区渠道衬砌与防渗工程建设的一个关键因素。我国作为农业大国,通过渠道输水灌溉是我国农业灌溉的主要方式之一,由于我国淡水资源十分紧缺,因此,进行渠道衬砌和防渗对我国农业节水灌溉事业的长久发展有着不可替代的作用及意义。本文在分析我国渠道防渗置换防冻胀技术研究及应用的基础上,系统地总结了衬砌防渗渠道冻胀破坏的影响因素,通过分析调研资料和渠道置换防冻胀试验结果,提出了渠道防渗置换防冻胀标准化结构形式。同时,建立了基于热阻等效原理和“允许预留一定冻胀层”的置换层厚度计算公式,并利用试验数据对其进行了分析验证。主要研究成果如下:(1)通过系统分析总结季节性冻土地区渠道冻胀破坏机理及破坏特征,根据目前我国渠道防渗置换防冻胀技术的实际应用情况,提出了渠道防渗置换防冻胀技术的标准化结构形式,明确了其适用条件和范围,确定了置换层施工技术要求,建立了置换层厚度计算公式,形成了渠道防渗置换防冻胀技术标准化模式。(2)通过对新疆冲乎尔灌区渠道置换防冻胀试验结果进行分析,证明采用置换防冻胀可以有效防止渠道冻胀破坏的发生,本次试验最佳方案为方案4,即:渠坡上部置换厚度50cm,渠坡中部60cm,渠坡下部和渠底70cm。采用最佳置换方案的渠道冻胀变形量在规范要求范围内,满足渠道实际工程防渗防冻胀要求。(3)针对渠道防渗置换防冻胀技术标准化结构型式,基于热阻等效原理并根据规范所给渠道衬砌结构允许一定法向位移值(即允许预留一定冻胀层)的基础上,建立了渠道置换层厚度计算公式,结合相关试验数据确定了修正系数K的计算公式,并通过冲乎尔灌区试验结果验证了置换层厚度计算公式的准确度,结果表明计算值与试验最佳方案值的最大误差仅为4%,表明本文计算公式具有较高的准确度,可对渠道防渗置换防冻胀工程的设计和建设起到一定参考作用。