以渠道工程為主體的國家大水網是我國水安全的根本保障，強輻射極干旱特寒冷的嚴酷環境直接威脅著“脆弱”的渠道工程全生命周期的安全，制約了西部引調水工程的健康發展。
本書基于凍土力學、工程力學及彈性地基梁理論，建立了襯砌渠道凍脹破壞的工程力學模型，探明了凍土與襯砌相互作用機理及凍脹變形不協調產生的凍脹力與凍結力互生平衡規律，以及結構抗力缺陷導致強度、剛度、穩定失效的鏈鎖反應的渠道凍脹破壞力學機理；同時對冬季輸水情況考慮不足，研究了冬季冰蓋輸水渠道冰凍破壞力學模型。進一步提出了渠道襯砌結構凍脹力及結構內力應力與強度與凍脹變形的計算方法，為旱寒區渠道防凍脹的科學分析、設計建設與運行管理提供理論指導。主要包括渠道凍脹破壞機理，渠道凍脹的試驗基礎，線性和非線性分布凍脹力的渠道凍脹結構力學模型，考慮凍土與襯砌結構之間相互作用的彈性地基模型以及考慮冰蓋生消過程的渠道彈性地基梁模型。