NUMERICAL SIMULATION OF GROUND THERMAL RESPONSE IN CANADIAN NO-PERMAFROST REGIONS TO CLIMATE WARMING

ABSTRACT: Roads, railway, and other transportation infrastructure are of vital economic, social, and political importance in all Canadian regions, particularly in Canadian no-permafrost areas. The geotechnical design and stability of these structures and many other civil engineering structures require knowledge, expertise and understanding of the thermal regime of the ground. Temperature change-induced soil freezing and thawing significantly affects the strength, bearing capacity and settlement of soils. In the present paper, the results of a modeling study to assess and predict the effect of global warming on the thermal regimes of grounds in Canadian no-permafrost regions are presented and discussed. The results show that future climate changes will significantly affect the soil thermal regimes in Canadian no-permafrost regions. The numerical tool developed, and results obtained will be useful for the geotechnical design of climate-adaptive transportation structures in Canadian no-permafrost areas.

RÉSUMÉ: Les routes, les chemins de fer et d'autres infrastructures de transport sont d'une importance économique, sociale et politique vitale dans toutes les régions du Canada, en particulier dans les régions canadiennes non-pergélisol. La conception géotechnique et la stabilité de ces structures et de nombreuses autres structures de génie civil nécessitent la compréhension du régime thermique du sol. Le cycle du gel-dégel induits par les changements de température affectent considérablement la résistance, la capacité portante et le tassement des sols. Dans cet article, les résultats d'une étude de modélisation visant à évaluer et à prédire l'effet du réchauffement climatique sur les régimes thermiques des sols dans les régions canadiennes sans pergélisol sont présentés et discutés. Les résultats montrent que le changement climatique affectera considérablement le régime thermique du sol dans les régions canadiennes non-pergélisol. L'outil numérique mis au point et les résultats obtenus seront utiles pour la conception géotechnique des structures de transport adaptées au climat dans les régions canadiennes non-pergélisol.