Bearing capacity of pile foundations in Canadian permafrost regions in a warmer climate
Notice bibliographique
Résumé
The Arctic experienced unprecedented climatic changes in the past few decades and according to the intergovernmental panel on climate change, the warming is projected to continue at twice the rate as for the rest of the world. Adaptation of engineering systems for this region cannot therefore be further delayed. However, one of the major barriers to studies focused on adapting northern engineering systems is the lack of climate change information at the spatial and temporal scales required for engineering applications. This study, to inform decision making, investigates pile bearing capacity for selected pile configurations for the Canadian permafrost regions (Nunavut and Northwest Territories), for current and future climates, using the very first ultra-high resolution (4 km) climate change simulation developed for the region using the Global Environmental Multiscale (GEM) model, for a high emission scenario. Comparison of the ultra-high-resolution GEM simulation, driven by reanalysis, with available observations confirms the model’s ability in representing near-surface permafrost, particularly the continuous extent, and related climate variables. The estimated adfreeze force contribution to the total bearing capacity, for current climate, informed by the reanalysis-driven GEM simulation, for a 5-m cement pile, is found to be of the order of 10% for regions with shallow bedrock and up to 70% for regions with deeper bedrock, within the study domain. Application of the GEM climate change simulation outputs, for RCP8.5 scenario, suggest increases to the active layer thickness, associated with increased ground temperatures, in the 1-3 m range for regions in the southern boundaries of the continuous permafrost extent. Subsequently, decreases to adfreeze force are projected to be in the 5-30% range by 2040, with the largest differences noted for regions with deeper bedrock and warmer permafrost. For steel piles, which are recommended by the Canadian Standard Association, of same configuration, the projected relative changes will be of similar magnitude, although the adfreeze forces are only about 70% of that for cement piles. Further downscaling to 250 m resolution using the land model of GEM for the Slave Geological-Grays Bay corridor, where future developments are planned, including an all-season road, enables better estimation of bearing capacity for realistic pile scenarios such as those for bridges (in thick layer of sediments) used for river crossings. Due to the wide variation of pile materials, lengths and installation methods, site specific information can be developed from the framework developed in this study. The results of this study, while providing the first regional-scale analysis for pile bearing capacity over the region, will form the basis for additional detailed investigations on climate-infrastructure interactions and climate resiliency studies
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».