State-of-practice for synthesizing climate modelling data and risk-based estimation of geotechnical properties within the Canadian context: a literature review

ABSTRACT: The need for an improved understanding of thawing permafrost behaviour is increasing due to the demand for infrastructure adaptation to climate change in Canada. Thawing permafrost leads to potential hazards such as reduced ground strength, thaw settlement, ground instability, frozen ground creep, increased runoff and flooding, and undesirable impacts on socioeconomic aspects of communities. We review the literature and state-of-practice for geotechnical characterization in permafrost regions considering: 1) current climate models and possible future socioeconomic pathways, 2) geotechnical models for changes to soil properties resulting from changes to ground temperature profile, 3) state-of-practice for incorporating climate impacts into geotechnical design and analysis. We conclude by suggesting key areas of focus for future research and improvement to design practices for sustainable and resilient infrastructure.

RÉSUMÉ: Le besoin d'améliorer la compréhension du comportement du dégel du pergélisol augmente en raison de la demande d'adaptation des infrastructures aux changements climatiques au Canada. Le dégel du pergélisol entraîne des dangers potentiels tels que la résistance réduite du sol, le tassement du dégel, l'instabilité du sol, le fluage du sol gelé, l'augmentation du ruissellement et des inondations, et des impacts indésirables sur les aspects socio-économiques des communautés. Nous passons en revue la littérature et l'état des pratiques pour la caractérisation géotechnique dans les régions de pergélisol en tenant compte de ce qui suit: 1) les modèles climatiques actuels et les voies socioéconomiques futures possibles, 2) des modèles géotechniques pour les changements apportés aux propriétés du sol résultant des changements apportés au profil de température du sol, 3) l'état des pratiques pour l'intégration des impacts climatiques dans la conception et l'analyse géotechniques. Nous concluons en suggérant des domaines d'intérêt clés pour la recherche future et l'amélioration des pratiques de conception pour des infrastructures durables et résilientes.