（一）冻结变化规律
图3-11 1999～2000年渠道对比段和保温处理段冻深过程线
（a）永刚分干渠阴坡上部；（b）永刚分干渠阴坡下部；（c）西济支渠渠底
表3-7 季节冻结的各冻结时段发展过程特征值（1999～2000年阴坡）
图3-11为永刚分干渠阴坡上部、阴坡下部和西济支渠渠底对比段和采用不同保温板厚度的冻深发展过程线。由图可见，衬砌渠道基础采用保温措施后冻深值有明显减少，而其冻结的发展大趋势与对比段基本相同，但因保温板的保温隔热作用，各冻结时段的起止时间有所变化和调整。具体表现在：采用保温措施后，不稳定冻结期缩短或消除；缓慢冻结期延长，快速冻结期缩短且冻结速率较小，明显减缓了冻结线的发展进程；拟稳定冻结期与无措施段基本同步；在融化阶段，由于保温板下冻结基土为高温冻土，融化的速率较快，融化期较短。衬砌渠道基础铺设保温板后这种冻结规律的变化随着保温板厚度的增加而越加明显。表3-7为永刚分干渠、西济支渠在1999～2000年冻融周期的各冻结时段的发展过程特征，表中反映出西济支渠冻深发展规律与永刚分干渠基本一致，只是由于走向不同，遮阴程度不同，其冻结深度稍有差异。
（二）冻结特征
冻结特征是受区域自然环境条件所控制的。根据永刚分干渠、西济支渠冻结试验观测表明：在内蒙古自治区自然条件下的冻结过程中，环境负温条件为上边界变化大，而下边界变化小，冻深主要受上边界制约，即冻深取决于冻结指数的影响。由气象资料获悉，试区1999～2002年3年的冻结指数分别为753.2 ℃·d、538.8 ℃·d、484.5 ℃·d，其中在1999～2000年冻融周期内产生的最大冻深值均大于2000～2001年和2001～2002年冻融周期的冻深值。在冻结环境一定时，采用保温措施处理后，由于保温基础导热系数低的特性，能有效缓解冻结速率，抑制冻深的发展。与无措施段相比较，保温措施处理明显影响基土冻结深度，在断面同一对应位置，由于保温板厚度的不同，其冻深也不同，随着保温板厚度的增大其冻结深度随之在减小。
表3-8反映了永刚分干渠、西济支渠在试验条件下的冻深值。永刚分干渠阴坡上部铺设3cm、4cm、5cm厚的保温板，分别削减冻深平均为18.7%、44%、47.3%；下部铺设5cm、8cm、10cm厚保温板，分别削减冻深平均为48.7%、65.3%、68%；阳坡上部铺设3cm厚保温板，削减冻深平均为68.3%；下部铺设3cm、5cm厚保温板，分别削减冻深平均为38.7%、56.7%。永刚分干渠不同厚度保温板削减冻深的百分率见表3-9。西济支渠阴坡上部铺设3cm、4cm厚保温板，分别削减冻深平均为31.7%、43.7%；阴坡下部铺设5cm、8cm厚保温板，分别削减冻深平均为66.7%、70.0%；阳坡上部铺设3cm厚保温板，削减冻深平均为39%；下部铺设3cm、5cm厚保温板，分别削减冻深平均为50.7%、55.7%；渠底铺设5cm、8cm厚保温板，分别削减冻深平均为61%，69.7%。西济支渠不同厚度保温板削减冻深百分率见表3-10。
表3-8 永刚分干、西济支渠各处理冻深值 （单位：cm）
续表
注 表中冻深值均以衬砌渠道的表面为基准。(www.xing528.com)
表3-9 永刚分干渠不同厚度保温处理的冻深削减率 （单位：%）
表3-10 西济支渠不同厚度保温处理的冻深削减率 （单位：%）
由表3-8中的数据计算得出，三个冻融周期中，平均每厘米厚度保温板可分别减少冻深量的值见表3-11。由表可知，由于阴、阳坡的上、下部位的基土温度和含水量都有差异，平均每厘米厚保温板对冻深的削减量也不同，永刚分干渠阴坡上部平均每厘米保温板可减少冻深11.3cm，下部减少6.8cm，阳坡上部减少冻深11.7cm，下部减少5.0cm。西济支渠平均每厘米保温板可减少冻深：阴坡上部为10.4cm，下部为9.5cm；阳坡上部为9.5cm，下部为6.9cm。由以上计算结果还可看出，东西走向与南北走向渠道其保温板防冻能力也有差异，表现为东西走向渠道阴坡保温板防冻能力大于阳坡，且上部大于下部，差异还比较大；南北走向渠道阴坡防冻能力大于阳坡，上、下部差异较小。
表3-11 每厘米厚度保温板对冻深削减值 （单位：cm）
根据1999～2002年三个冻融周期的观测资料，在试验条件下作冻深H 与保温板厚度S 的回归拟合曲线，如图3-12 所示，图中反映了保温板厚度对土体冻结深度影响规律，其表达式为
式中 H ——冻结深度，cm；
图3-12 冻深与保温板厚度的关系曲线
S ——保温板厚度，0 ≤S ≤10，cm。
回归分析表明，冻深与保温板厚度呈线性关系，即随保温板厚度的增加冻深呈线性规律减小。
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