吉林省西部地处季节性冻土区和土体盐碱化地区,“引嫩入白”、“大安灌区”等大型水利枢纽的建设,为粮食生产提供了安全保障。盐碱土渠道在夏季渠道输水时,渠道迎水面长期浸泡在水中,土中盐分融于水中,并随水流走,致使渠道迎水面出现溶陷现象,冬季渠基土体在冻胀作用下,引起土体结构松散破坏、土颗粒流失,致使渠道边坡出现裂缝,安全稳定性降低,极大地影响了农田灌溉效率。本文以吉林省松原市乾安试验站盐碱土渠道为研究对象,在试验段布置原型监测试验,对三层渠基土的温度、湿度、冻胀力、地下水位、冻胀量进行实时监测,利用SPSS软件分析监测数据,拟合非线性回归方程,总结渠道冻胀规律。通过ABAQUS软件建立原型渠道有限元模型,采用顺序热力耦合方法进行数值模拟,与原型试验结果对比,验证模型的合理性。建立不同厚度的固化土衬砌渠道,对其进行数值模拟及经济性分析,获得最合理的固化土衬砌结构。主要研究成果如下:(1)在试验区布置原型监测试验,对盐碱土原型渠道的温度、湿度、冻胀力及冻胀量分三层进行实时监测,通过“知物云”平台获取数据。(2)通过数据分析,得到三层渠基土的温度、湿度、冻胀力及冻胀量随时间变化的规律。利用SPSS软件进行相关性分析,得到影响因素与渠基土冻胀量的相关性依次是湿度>温度>冻胀力。通过曲线拟合及非线性回归分析,分别拟合得到三层渠基土冻胀量关于温度、湿度、冻胀力的非线性回归方程。(3)建立不同厚度的固化土衬砌渠道模型,采用顺序热力耦合的方法对其变形场、应力场进行优化,结果表明:不同厚度的衬砌板冻胀位移、法向冻胀力、切向冻结力均呈现上小下大的变化趋势,以最小冻胀量为目标,选取坡脚为10～12cm的固化土衬砌板最为适宜;若在保证渠道安全稳定运行的前提下,结合工程经济性分析,选取8～10cm的固化土衬砌板为最优结构。