Preliminary analysis of permafrost degradation in Ingraham Trail, Northwest Territories

ABSTRACT: Global warming is currently a critical issue that draws attention extensively, and permafrost degradation is one of the consequences. As the ground warms, the thawing permafrost causes differential settlement, which is primarily associated with the damage of the human infrastructures in the permafrost region. Ingraham Trail in Northwest Territories serves as the major access to Yellowknife, where the permafrost is extensively discontinuously distributed. This paper examines the permafrost degradation impacts by focusing on the vertical settlements along Ingraham Trail. A numerical model was created to investigate such impacts during freeze-thaw cycles. Changing settlements were simulated for the same season from 2013 to 2020. Furthermore, with two anticipated impacts caused by global warming: climate change and water table change, the increasing thaw settlements until 2050 were projected for the same season. The settlements with the potential permafrost protection (i.e., insulation materials) were also analyzed using the model, corroborating its essential function with significantly decreased frost heaves in pavements.

RÉSUMÉ: Le réchauffement climatique est actuellement un problème critique qui retient tellement d'attention, et la dégradation du pergélisol est l'une des conséquences. Le dégel du pergélisol provoque des tassements différentiels ainsi que le sol se réchauffe, principalement associés aux dommages causés aux infrastructures humaines dans la région du pergélisol. Le sentier Ingraham, dans les Territoires du Nord-Ouest, est le principal accès à Yellowknife, où le pergélisol est distribué de manière discontinue. Cet article examine les effets de la dégradation du pergélisol en se concentrant sur les tassements verticaux au long du sentier Ingraham. Un modèle numérique a été créé pour étudier ces impacts pendant les cycles de gel-dégel. Les changements des tassements ont été simulés pour la même saison de 2013 à 2020. Avec deux impacts prévus causés par le réchauffement planétaire: le changement climatique et le changement de la nappe phréatique, l'augmentation des tassements dû au dégel jusqu'en 2050 a été projetée pour la même saison. Les tassements avec la protection potentielle contre le pergélisol (e.g. les matériaux isolants) ont également été analysées, corroborant sa fonction essentielle avec une diminution des soulèvements dû au gel dans les chaussées.