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垫层的主要作用是通过改善渠基土的水分场和温度场，使得冻胀发生的3个因素在一定程度上被削弱，从而达到抗冻胀的目的。其抗冻胀机制包括以下几点：
（1）垫层一般采用粗粒土，吸水难、排水易，也给垫层下土层留了一定的排水缓冲时间。
（2）粗粒土的热物理参数随着含水率和密度的改变而改变，在一定程度上影响了冻结深度。
（3）水分环境相同时，粗粒土中持水量低于原基土，使得土板间冻结力在发生冻结后减小，衬砌板受力得到改善。
（4）粗粒土与细粒土分层填筑时，其有一定的“阻毛减渗”作用，削弱了地下水的影响。
