为探讨 U 形渠道衬砌的冻胀断裂力学模型,采用有限元软件简化模拟混凝土衬砌板初始裂缝扩展,并结合线弹性断裂力学的双应力强度因子的混凝土双 K 断裂破坏准则,建立了冻胀力与冻结力共同作用下的 U 形渠道混凝土衬砌板冻胀断裂力学模型。根据混凝土双 K 断裂准则与冻胀条件下的混凝土衬砌力学模型,计算了 U 形渠道各部位混凝土衬砌板在初始裂缝扩展情况下,混凝土衬砌板冻胀断裂破坏的临界厚度。通过实例计算,验证了此双 K 断裂准则下的混凝土渠道衬砌冻胀力学模型具有一定的实际应用价值,为以后的 U 形混凝土衬砌渠道抗冻胀设计提供了合理的理论参考。