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针对U形断面渠道，将复合土工膜和刚性混凝土衬砌体的摩擦力考虑在内，建立U形复合衬砌渠道的冻胀破坏力学模型，分别求出渠道坡板和底板内力表达式并对衬砌板的厚度进行了验算。对比刚性混凝土渠道，加入复合土工膜后，削减了冻土对衬砌板的切向约束力，改善了衬砌体本身的受力状态，使得冻胀量分布更加均匀，起到了防冻胀破坏的作用，揭示了冻胀破坏的机理。U形断面渠道水力条件更优，接近水力最佳断面，整体结构性更强，更能适应地基不均匀变形，更有利于渠道的防冻胀破坏。为U形复合衬砌渠道的防冻胀破坏技术提供了理论依据。