传统的U型渠混凝土强度较低，抗冻胀性较差，在寒区使用各方面指标难以达到正常运行要求，因此提出新型矩型渠。采用聚苯乙烯泡沫（EPS）颗粒轻质土垫层作为矩型渠的保温材料，对比不同掺量EPS颗粒轻质土对矩型渠的保温效果，结合数值模拟和物理试验模型，分析土体的冻结融化规律及冻融循环后的残余变形量。研究结果表明：土体冻结是单向冻结、双向融化的过程，且土体的最大冻深发生在温度上升段0℃附近；EPS颗粒轻质土垫层对矩型渠土体起到很好的保温作用，EPS颗粒轻质土掺量越高，土体冻胀量和冻深的削减量也越大。