DEVELOPMENT OF FRAGILITY CURVES FOR SOIL EMBANKMENT SLOPES DUE TO FUTURE EXTREME RAINFALL EVENTS

ABSTRACT: The performance of earth embankments is essential in sustaining the transportation infrastructure. Increasing the likelihood of extreme precipitation as a consequence of climate change can create embankment failures. The objective of this paper is to develop fragility curves for earth embankments under extreme rainfall events in Niagara Falls. For this purpose, a series of reliability analyses were carried out to consider the effects of soil parameter uncertainties on the stability of the embankment slopes under various extreme rainfall events. The developed fragility curves for sand embankments show a decreasing trend in the probability of failure with an increase in return period and rainfall duration. Contrary to sand embankments, the developed fragility curves for silt embankment generally show an increasing trend in the probability of failure with increasing rainfall return period. It can also be observed that the probability of failure for silt embankment is higher for future conditions in comparison to the historical conditions. Besides, the occurrence of a shallow failure in this type of embankment is more probable than general failure.

RÉSUMÉ: La performance des remblais en terre est essentielle au maintien des infrastructures de transport. L'augmentation de la probabilité d'une participation extrême en raison du changement climatique peut créer des défaillances de remblai. L'objectif de cet article est de développer des courbes de fragilité pour les remblais de terre sous des événements de précipitations extrêmes à Niagara Falls. À cette fin, une série d'analyses de fiabilité ont été effectuées pour examiner les effets des incertitudes des paramètres du sol sur la stabilité des talus de remblai sous divers événements de précipitations extrêmes. Les courbes de fragilité développées pour les remblais de sable montrent une tendance à la baisse de la probabilité d'échec avec une augmentation de la période de retour et de la durée des précipitations. Contrairement aux remblais de sable, les courbes de fragilité développées pour les remblais de limon montrent généralement une tendance à la hausse de la probabilité de défaillance avec l'augmentation de la période de retour des précipitations. On peut également observer que la probabilité de défaillance du remblai de limon est plus élevée pour les conditions futures par rapport aux conditions historiques. De plus, la survenue d'une défaillance superficielle dans ce type de remblai est plus probable qu'une défaillance générale.