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This paper describes geostatistical analyses completed at a discontinuous permafrost site in central Yukon to develop a predictive model for the presence of late-season frozen ground in support of planning and design for potential site development. The most important factors in the bivariate statistical model were soil type, as determined through terrain analysis, and slope aspect, as inferred from available topographic data. The other three factors included in the final model were profile curvature, slope angle, and ground elevation, each interpreted from available topographic data. The resulting model subdivides the site into three broad classes of frozen ground likelihood: low, where frozen ground can be expected to be encountered in late summer at 15% of observation locations; medium, where 50% of the ground is expected to remain frozen; and high, where 85% of the ground is expected to remain frozen. New test pit and borehole data from the summer of 2012 were used to verify model performance. The inferred correlations between frozen ground and soil type, aspect, curvature, slope, and elevation obtained in this case study may provide useful information relative to expected permafrost occurrence at sites in central Yukon with similar geology and physiography. Key words: permafrost, weights of evidence, susceptibility modelling, geographical information system (GIS), Yukon. Cet article decrit des analyses geostatistiques realisees sur un site de pergelisol discontinu au centre du Yukon dans le but de developper un modele predictif de la presence de sol gele tard en saison afin de supporter la planification et la conception d'un developpement potentiel sur le site. Les facteurs les plus importants dans le modele statistique bivarie sont le type de sol, determine a partir d'analyses de terrain, et l'aspect de la pente, estime avec des donnees topographiques disponibles. Les trois autres facteurs inclus dans le modele final sont la courbure du profil, l'angle de la pente et l'elevation du sol, tous interpretes a partir de donnees topographiques disponibles. Le modele subdivise le site en trois grande categories selon la possibilite de gel du sol: faible, lorsqu'il est possible de retrouver du sol gele a la fin de l'ete pour 15% des endroits d'observation; moyen, ou 50% du sol devrait demeurer gele; et eleve, ou 85% du sol peut demeurer gele. Une nouvelle fosse d'essai et des donnees de forage de l'ete 2012 ont ete utilisees pour verifier la performance du modele. Les correlations deduites entre le sol gele et le type de sol, l'aspect, la courbure, la pente et l'elevation obtenues dans cette etude de cas peuvent etre de l'information utile relativement aux possibilites de retrouver du pergelisol a des sites ayant une geologie et physiographie similaire au centre du Yukon. [Traduit par la Redaction] Mots-cles: pergelisol, valeurs probantes, modele de susceptibilite, systeme d'information geographique (SIG), Yukon., Introduction Resource development in Canada's north faces a number of challenges, in particular the need to account for the presence of permafrost, which can cause difficulties during construction, operation or [...]

The development of progressive failure in sensitive clay slopes is analysed using principles from fracture mechanics, where failure stress depends on a material property (toughness) and length of an existing weakness, unlike traditional soil mechanics where failure stress is generally assumed to be only a function of material strength. An existing weakness, or partially developed failure surface, can propagate due to sudden loads, as might be induced by seasonal erosion cycles, small local landslides at a river bank or earthquake shaking. The paper examines the growth of the failure surface over time due to such loads. The analysis shows that a large landslide in sensitive clay can occur after a number of seasonal erosion cycles with no obvious trigger. It also shows that a larger load due to either a small landslide or earthquake can cause a developing failure surface to propagate freely toward general collapse. Large landslides in sensitive clay are often preceded by a smaller landslide at the river bank, but can be triggered by large earthquakes or may occur for no obvious reason. The agreement between predictions and real behaviour suggests that the model for progressive failure of large landslides in sensitive clay deserves further consideration. Key words: sensitive clay, progressive failure, fracture mechanics, retrogressive landslides, brittleness. Le developpement de ruptures progressives dans des pentes d'argile sensible est analyse a l'aide de principes de la mecanique des ruptures, ou la contrainte de rupture depend d'une propriete du materiau (resistance) et de la longueur d' une faiblesse existante, contrairement a la mecanique des sols traditionnelle qui considere generalement que la contrainte de rupture est fonction seulement de la resistance du materiau. Une faiblesse existante, ou une surface de rupture partiellement developpee, peut se propager lors de charges soudaines, tels les cycles d'erosion saisonniere, les petits glissements de terrains localises sur la rive d'un cours d'eau, ou les secousses d'un seisme. Cet article examine la croissance d'une surface de rupture avec le temps en raison de telles charges. L'analyse demontre qu'un grand glissement de terrain dans de l'argile sensible peut se produire suite a de nombreux cycles d' erosion saisonniere sans declencheur evident. Il est aussi demontre qu'une charge plus importante due a un petit glissement de terrain ou seisme peut entrainer la propagation libre d'une surface de rupture en developpement jusqu' al' effondrement general. Les grands glissements de terrain dans l' argile sensible sont souvent precedes de petits glissements de terrain sur les rives des cours d'eau, mais peuvent etre declenches par des seismes importants, ou peuvent se produire sans raison evidente. La correspondance entre les predictions et les comportements reels suggere que le modele de rupture progressive de grands glissements de terrain dans l'argile sensible merite d'etre considere plus en profondeur. Mots-cles : argile sensible, rupture progressive, mecanique des ruptures, glissements de terrains retrogressifs, fragilite. [Traduit par la Redaction], Introduction Background Large, natural landslides in sensitive clay tend to originate at steep river banks and subsequently involve significant areas of very gently sloping terrain beyond the river bank. A [...]

A new model is proposed for the development of large landslides in sensitive clay, and supported by concepts from fracture mechanics. A key assumption in this new model is that the complete failure surface develops before the onset of significant movement, thus predetermining the final extent of failure. The appearance of retrogression is actually the rearward advancing disruption of a monolithic slide mass over a growing zone of liquefied clay. It is seen that the likelihood of propagation of failure, and the resulting occurrence of a large landslide, depend primarily on the brittleness of the sensitive clay. The potential length of shear band propagation is limited by slope geometry, and increases for higher riverbanks and for flatter slopes above the riverbank. The model explains why large landslides in sensitive clay often terminate just adjacent to a reverse break in slope, such as an older landslide crater or a stream gully. The model also indicates that large landslides in sensitive clay could be expected to occur suddenly after a large single perturbation, such as an earthquake, or after a seemingly innocuous small trigger following the accumulation of a large number of annual load cycles, as observed frequently in nature. Key words: sensitive clay, progressive failure, fracture mechanics, retrogressive landslides, brittleness. Un nouveau modele est propose pour expliquer le developpement de grands glissements de terrain dans de l'argile sensible, ce modele etant supporte par les concepts de mecanique de rupture. Une hypothese importante de ce nouveau modele est que la surface de rupture complete se developpe avant l'apparition de mouvements significatifs, ce qui permet de predeterminer l'ampleur finale de la rupture. L'apparence de retrogression est en fait l'avancement vers l'arriere de la rupture d'une masse monolithique glissante sur une zone grandissante d'argile liquefiee. Il est observe que la probabilite de propagation de rupture, et le grand glissement de terrain ainsi provoque, dependent principalement de la fragilite de l'argile sensible. La longueur potentielle de la propagation de la bande de cisaillement est limitee par la geometrie de la pente, et augmente dans le cas de rives elevees et de pentes plus plates au-dessus de la rive. Le modele explique pourquoi les grands glissements de terrain dans l'argile sensible se terminent souvent juste a cote d'une cassure inverse dans la pente, comme un cratere d'un vieux glissement de terrain ou un ruisseau. Le modele indique aussi que les grands glissements de terrain dans l'argile sensible sont susceptibles de se produire de facon soudaine suite a une grande perturbation unique, comme un seisme, ou suite a un petit declencheur d'apparence inoffensive suivant l'accumulation dee plusieurs charges cycliques annuelles, comme c'est frequemment observe dans la nature. Mots-cles : argile sensible, rupture progressive, mecanique de rupture, glissements de terrains retrogressifs, fragilite. [Traduit par la Redaction], Introduction Large landslides in sensitive clay are often described as being retrogressive. This idea is embedded in the literature and in practice, having been first introduced by Bjerrum (1955). This [...]

The clay plains of the Saint Lawrence Lowlands of eastern North America are subject to large landslides in sensitive clay. These landslides occur relatively infrequently, but can have very significant consequences. This type of risk (low frequency, high consequence) can be difficult to manage, as the return period is long enough that the most recent major event tends to be forgotten by the time the next major event occurs. This paper examines characteristics of large landslides in sensitive clay with the purpose of understanding the nature of the hazard, and this work is extended to develop a high level appreciation of risk to a network of linear infrastructure, using railways as an example. The analysis considers the characteristics of a number of large landslides documented in the literature, as well as statistical characteristics of a digital inventory of large landslides, including: surface area, debris travel distance, retrogression length, proximity to other landslides, crater shape, landslide mechanism, temporal frequency, and documented effects. A linear network with between 100 and 1000 river crossings in the sensitive clay deposits in eastern Canada is expected to suffer a major disruption once every 10 to 100 years. Key words: sensitive clay, landside susceptibility, hazard, risk, linear infrastructure. Les plaines argileuses des basses terres du Saint-Laurent a l'est de l'Amerique du Nord sont susceptibles de subir des grands glissements de terrain dans l'argile sensible. Ces glissements de terrain sont relativement peu frequents, cependant leurs consequences peuvent etre importantes. Ce type de risque (frequence faible et consequences importantes) peut etre difficile a gerer puisque la periode de retour est assez longue pour que l'evenement majeur le plus recent soit oublie avant que le prochain evenement majeur se produise. Cet article examine les caracteristiques des grands glissements de terrain dans l'argile sensible dans le but de comprendre la nature du danger; et ce travail permet de developper une appreciation de haut niveau du risque a un reseau d'infrastructure lineaire, avec les chemins de fer comme exemple. L'analyse considere les caracteristiques de plusieurs grands glissements de terrain documentes dans la litterature, ainsi que les caracteristiques statistiques d'un inventaire digital des grands glissements de terrain, incluant : l'aire, la distance parcourue par les debris, la longueur de la retrogression, la proximite de d' autres glissements de terrain, la forme du cratere, le mecanisme de glissement, la frequence temporelle et les effets documentes. Un reseau lineaire avec entre 100 et 1000 traverses de riviere dans les depots d'argile sensible de l'est du Canada peut s'attendre a subir une rupture majeure une fois tous les 10 a 100 ans. Mots-cles : argile sensible, susceptibilite aux glissements de terrain, danger, risque, infrastructure lineaire. [Traduit par la Redaction], Introduction The gentle clay plains of the Saint Lawrence Lowlands in eastern North America contain extensive deposits of sensitive clay, known in Canada as Leda clay or Champlain clay. The [...]

Large landslides are common in the gently sloping clay plains of the Saint Lawrence Lowlands of eastern Canada. These tend to occur along rivers carved into the marine soils deposited in the former Champlain Sea, which occupied the area roughly 10000 years ago. This paper presents a landslide susceptibility model, developed at the regional scale using a bivariate statistical method: the weights of evidence method. The analysis considers the association of existing large landslides in a portion of the study area with key terrain features, such as ground elevation, flow accumulation in adjacent streams, soil type, soil thickness, and land use. The resulting model identifies three different levels of susceptibility: low, low to moderate, and moderate to high. These descriptors are related statistically to the probability of encountering existing large landslides within 500 m, 1 or 2 km, respectively. The model is tested along primary railway corridors and isolates 8% of the total length for further consideration of landslide hazard. Reconnaissance level air photo survey results further reduce the length of corridor with elevated susceptibility to 2% of the total length, thus focusing the application of additional resources to a very small proportion of the total inventory. Key words: landslide, susceptibility, weights of evidence, hazard, risk. Les grands glissements de terrain sont frequents dans les plaines d'argiles a pente douce dans les basses terres du Saint-Laurent a l'est du Canada. Ces glissements de terrains ont tendance a se produire le long de rivieres creusees dans des sols marins deposes par l'ancienne mer de Champlain qui occupait le territoire il y a environ 10000 ans. Cet article presente un modele de susceptibilite au glissement de terrain developpe a l'echelle regionale en utilisant la methode statistique bi variee des valeurs probantes. Cette analyse associe les grands glissements de terrain existants a l'interieur d'une portion de la zone d'etude aux caracteristiques importantes du terrain telles que l'elevation du sol, l'accumulation lors de l'ecoulement dans les cours d'eau adjacents, le type de sol, l'epaisseur du sol et l'utilisation du terrain. Le modele developpe identifie trois niveaux de susceptibilite : faible, faible a modere et modere; a eleve. Ces niveaux sont relies statistiquement a la probabilite de rencontrer des grands glissements de terrain a l'interieur de 500 m, 1 ou 2 km, respectivement. Le modele est teste le long de corridors de chemin de fer principaux, et a permis d'isoler 8 % de la longueur totale pour une analyse plus approfondie du risque de glissement de terrain. Des sondages photographiques aeriens a un niveau de reconnaissance ont de plus permis de reeduire la longueur du corridor avec susceptibilite elevee a 2 % de sa longueur totale, ce qui permet ainsi d'orienter l'application de ressources additionnelles sur une faible proportion de l'inventaire initial. Mots-cles: glissements de terrain, susceptibilite, valeur probante, danger, risque. [Traduit par la Redaction], Introduction The Saint Lawrence Lowlands in eastern Canada contain substantial deposits of marine soils laid down in the postglacial Champlain Sea some 10000 years ago. The fine-grained marine silts and [...]