Climate Change Considerations for Geotechnical Design in the Cold Regions

RÉSUMÉ: La température de l’air et les précipitations ainsi que leurs changements à long terme, ont une influence majeure sur la conception géotechnique à l’échelle mondiale en général, mais plus encore dans les régions froides. Cette région est plus sensible à ces changements et les principales considérations sont: la profondeur de la zone active, le soulèvement dû au gel dégel, le ramollissement et la traction vers le bas dû au gel, la congélation adhérente et soulèvement dû au gel, la dégradation du pergélisol, le ruissellement excessif en surface, et les fluctuations de la nappe phréatique. Cet article présente les défis de conception géotechnique pour le développement civil et minier dans cette région. Dans la zone de pergélisol discontinu, les profils de sol gelé et non gelé coexistent côte à côte. On prévoit qu’en raison du réchauffement climatique, la région du pergélisol discontinu passera partiellement au gel saisonnier, tandis que certaines parties du pergélisol continu passeront au pergélisol discontinu. Le changement climatique, ses impacts sur la conception géotechnique et les technologies de mitigation basées sur certaines expériences de projets dans cette région sont présentés. L’objectif est de mieux comprendre nos pratiques actuelles en matière de prévisions climatiques et d'améliorer la conception géotechnique pour les régions froides.

ABSTRACT: Air temperature and precipitation; and its long-term changes have major influence on geotechnical design globally in general but more so in the cold regions. This region is more sensitive to these changes and the main geotechnical design considerations are for: active zone depth; frost heave; thaw weakening and down drag; adfreeze and frost jacking; degradation and/ or maintenance of permafrost; excessive surface runoff; ground water fluctuation. This paper presents geotechnical design challenges for the civil and mining development in this region. In the discontinuous permafrost zone, frozen and non-frozen soil profiles coexist side by side. It is predicted that due to global warming, the discontinuous permafrost region will partially transition to seasonal frost, while portions of continuous permafrost will transition to discontinuous permafrost. The climate change, its impacts on geotechnical design and mitigation technologies based on some project experiences in this region are presented. The aim is to better understand our current practice for climate predictions and a better geotechnical design for the clod regions.