EVALUATION OF THE EFFECTS OF INITIAL SOIL MOISTURE CONDITIONS ON THE STABILITY OF ROAD EMBANKMENTS IN ONTARIO

ABSTRACT: Climate change continues to affect the magnitude and frequency of extreme events. These events can impact the stability of embankments which play a critical role in transportation infrastructure sustainability. The slope destabilization depends not only on the intensity and duration of the extreme precipitation but also on the soil hydraulic characteristics and the initial soil moisture conditions within the slope at the onset of extreme events. In this research, the slope initial moisture conditions before the occurrence of the extreme precipitation events were estimated based on statistical analysis of the results of a series of 2D variably saturated flow numerical simulations considering the soil-atmosphere interaction. The statistical analysis was carried out to determine the most probable initial moisture conditions within the slope over historical and future climate conditions. A Limit Equilibrium (LE) model was used to assess the stability of the slope under the above-mentioned condition in terms of the factor of safety. The obtained results indicate that the slope initial moisture conditions prior to extreme rainfalls can lead to different stability conditions.

RÉSUMÉ: Le changement climatique continue d'affecter l'ampleur et la fréquence des événements extrêmes. Ces événements peuvent compromettre la stabilité des remblais qui jouent un rôle essentiel dans la durabilité des infrastructures de transport. La déstabilisation de la pente dépend non seulement de l'intensité et de la durée des précipitations extrêmes, mais aussi des caractéristiques hydrauliques du sol et des conditions d'humidité initiale du sol dans la pente au début des événements extrêmes. Dans cette recherche, les conditions d'humidité initiales de la pente avant l'occurrence des événements de précipitations extrêmes ont été estimées sur la base de l'analyse statistique des résultats d'une série de simulations numériques 2D d'écoulement saturé variable en tenant compte de l'interaction sol-atmosphère. L'analyse statistique a été réalisée pour déterminer les conditions d'humidité initiales les plus probables dans la pente par rapport aux conditions climatiques historiques et futures. Un modèle d'équilibre limite (LE) a été utilisé pour évaluer la stabilité de la pente dans les conditions susmentionnées en termes de facteur de sécurité. Les résultats obtenus indiquent que les conditions d'humidité initiales de la pente avant les pluies extrêmes peuvent conduire à des conditions de stabilité différentes.