黑龙江省作为我国重要的粮食产区,肩负着国家粮食安全“压舱石”,除拥有肥沃的黑土地,水资源的灌溉也是粮食高产的关键因素。为此,黑龙江省建设大规模的灌溉渠道,但受季节性冻土地区寒冷环境的影响,该地区水渠易发生冻胀破坏,导致渠基土发生不均匀变形,引起衬砌开裂、脱落,易产生边坡滑塌及渗水等破坏现象,严重影响渠道的长期服役性,降低农田的灌溉率。因此,研究渠基土的冻胀问题对于渠道冻害防治具有重要意义。黑龙江省松干渠道覆盖面广,具有复杂的地质条件,渠基土水分及土质的细粒含量均具有很大差异性。为了预防冻胀灾害,季冻区渠道常选砂性土作为基土主要填充材料,但局部渠基仍发生较大的冻胀破坏。本文以松干渠道为研究对象,阐明土的冻胀机理,考虑水分及土质细粒含量的影响,分析冻胀过程中渠基土的温度场、水分场及冻胀特性,建立多因素影响的冻胀预测方程,基于有限差分法分析冬季渠基冻胀全过程,揭示渠基冻胀的一般规律。主要研究内容及成果如下:（1）阐明土的冻胀机理,揭示土在冻结过程中温度相变以及水分迁移的基本理论,给出了判别冻胀性的基本参量,论述了基于有限差分法冻胀模拟的基本原理。（2）探究补水方式对渠基冻胀的影响,针对不同含水率的渠基土进行冻胀试验,分析冻结过程中温度场、位移场的演变规律以及水分分布情况,给出不同补水方式下渠基土冻胀的差异性,其中开放系统下的冻胀量远大于封闭系统,二者之间的比值为2～22,且比值与土样初始含水率成反比。（3）分析细粒含量对渠基土冻胀特性的影响,设计不同配比的细粒含量,揭示了细粒含量与渠基温度场、冻胀量的关系,随着细粒含量增加,冻胀量呈现先增大后减小的变化趋势,细粒含量25%的土样冻胀变形达到最大值,相同细粒含量条件下,水分补给是决定渠基变形程度的关键因素。（4）根据当地气温数据作为温度施加条件,构建基于有限差分法的渠基冻胀数值模型,给出渠基冻结过程中的一般规律。渠基温度、冻胀量均与渠基深度呈负相关,冻结深度随着时间的推移不断向下延伸,2月份冻结深度达到最大,冻胀变形最显著,渠坡的冻胀变形略高于渠底。