我国的水资源的总体情况是总量丰富但是时空分布不均匀,人均水资源占有量少,利用率低。尤其是在我国北方地区,粮食产量占全国总产量的46%,但是水资源量仅占全国总水量的10%左右,因此在水资源紧缺、供需矛盾日益突出的北方大部分地区建立节水型社会、修建节水建筑物势在必行,其中对渠道进行衬砌处理是减少输水过程中水量损失最行之有效的方式。但是我国北方大部分地区处于季节性冻土区,土壤冬季冻结膨胀、春季融化回落,导致了基土上衬砌板出现不同形式、不同程度的开裂破坏。本文以水利部大中型灌区续建配套项目设立的“大型梯形渠道弧形底混凝土防渗结构抗冻性能研究”(项目编号：20081015)项目为依托,对原型原位试验渠道的十四种不同衬砌板处理方式进行了两个冻融期的观测,在阅读和分析大量文献的基础上,总结前人己有的冻土规律、冻胀机理、衬砌板破坏的主要因素、力学及有限元模型模拟,基于试验中的新发现：同样条件和尺寸参数的同厚度同配置衬砌板,一块出现裂缝而另一块完好但是出现渠顶部分基土分离的现象。因此本文将施工质量的好坏加入衬砌板开裂与否的因素之一,同时在现有的力学模型基础上加以新的思路,即认为在施工质量均匀较好时衬砌板在基土冻胀作用下被顶托起后出现基土与衬砌板分离,但是对质量一般的衬砌板在被悬起后在重力产生的拉应力作用下开裂,应力释放后上部衬砌板重新回落到基土上,形成冻胀裂缝。同时本文以此建立新的衬砌板冻胀破坏力学模型,编写VB程序模拟,通过已有的试验结果验证这一思路,结果基本符合实测情况。研究结果表明：(1)薄型(10cm以下)混凝土现浇衬砌板中设置铅丝网的防渗体,其开裂宽度小于未设铅丝网的；而对于厚型(10cm以上)混凝土衬砌板,其开裂宽度主要由厚度决定,所以配置铅丝网的开裂宽度反而大于未配置的。(2)板下设置土工膜的衬砌板,其开裂程度大于未设置的；(3)预制混凝土衬砌板的开裂程度大于现浇板,且预制件的尺寸越小,裂缝的数量越多,宽度越大。(4)衬砌板的开裂宽度与板的厚度成正比关系,裂缝宽度随衬砌板板厚的增加而变大；同时开裂宽度与积温的负值也成正比(5)衬砌板越厚,在一个冻融期末的裂缝残留量越大,开裂位置越低。(6)衬砌板浇筑时在板面1/3水深处提前设置一道纵向变形缝也可以防止开裂,但是施工程序较其他复杂,增加施工成本。(7)根据程序预测结果,如果在施工质量一般时,可以将衬砌板做成上薄下厚的不等厚的形式来减小混凝土用量。