Direct shear box tests have revealed that the stiffness and strength of an ice‐filled joint are a function of both normal stress and temperature. Comparison of these data with the results of similar experiments conducted on unfrozen joints indicates that at low temperatures and normal stresses the strength of an ice‐filled joint can be significantly higher than that of an unfrozen joint. However, in the absence of sufficient closure pressure, the strength of an ice‐filled joint can be significantly less than that of an unfrozen joint. This implies that if the stability of a slope is maintained by ice‐filled joints, its factor of safety will reduce with temperature rise. This hypothesis suggests that a jointed rock slope that is stable when there is no ice in the joints and is also stable when ice in the joints is at low temperatures will become unstable as the ice warms. Results from the model tests have confirmed this hypothesis. Copyright © 2001 John Wiley & Sons, Ltd.RÉSUMÉDes tests de cisaillement directs ont révélés que la rigidité et la résistance d'un joint rempli de glace est fonction à la fois de la contrainte normale et de la température (Davies et al., 2000). La comparaison de ces données avec les résultats d'expériences semblables conduites sur des joints non gelés indique qu'à basse température et pour des contraintes normales identiques, la résistance d'un joint rempli de glace peut être plus élevée d'une manière significative que celle d'un joint non gelé. Toutefois, en l'absence d'une pression de fermeture suffisante, la résistance d'un tel joint rempli de glace peut être significativement moindre que celle d'une fissure non gelée. Ceci implique que si la stabilité de la pente est maintenue par des joints remplis de glace, son facteur de sécurité sera réduit avec l'augmentation de la température. Cette hypothèse suggère qu'une pente de roches fissurées qui est stable quand il n'y a pas de glace dans les joints et est aussi stable quand la glace dans les joints est à basse température, deviendra instable quand la glace s'échauffe. Des résultats obtenus par des tests ont confirmé ce résultat. Copyright © 2001 John Wiley & Sons, Ltd.

No abstract

Plant roots have considerable impact on the mechanical stability of soil, but to date the underlying mechanisms have been poorly quantified. In this study, controlled laboratory studies of soil reinforced with willow trees (Salix viminalis cv Tora) found a strong correlation between the cross‐sectional area of soil covered by roots and shear reinforcement. We separated broken versus pulled‐out roots and measured individual root diameters crossing the shear‐plane. The shear strength of planted specimens compared with non‐planted specimens increased eight‐fold at 0.10‐m shear depth, more than four‐fold at 0.25‐m depth, and more than doubled at 0.40‐m depth. These data were used to evaluate several models of root‐reinforcement. Models based on catastrophic and simultaneous failure of all roots overpredicted reinforcement by 33% on average. Better agreement between experimental and model results was found for a stress‐based fiber‐bundle‐model, in which roots break progressively from weakest to strongest, with the load shared on the remaining roots at each step. Roots have a great capacity to reinforce soils, with existing models providing reasonable predictions of increased shear strength. However, deterministic understanding and modeling of the processes involved needs to consider root failure mechanisms. In particular, the role of root stiffness and root–soil adhesion is not considered in existing models of soil reinforcement by plant roots.

European mountain permafrost is generally only a few degrees below zero Celsius, and may therefore be highly sensitive to climate change. Permafrost degradation may lead to thaw settlement and reduction in the stability of mountain slopes. Engineering projects within the high mountain zone require careful investigations of potential permafrost‐related hazards. This paper summarizes a staged approach to such investigations. Phase 1 involves walkover site survey supported by a desk study to define potential permafrost hazard zones. Data from permafrost distribution maps, topographic and geological maps are integrated, preferably using GIS methodology. If permafrost is possible and is judged to pose a significant threat to the development, phase 2 investigations are recommended whereby field thermal measurements, drilling of exploratory boreholes, and geophysical surveys are undertaken to clarify permafrost characteristics. The resulting data set should form an important component in subsequent engineering design. On a larger scale, a similar approach should be adopted as part of land‐use planning within the mountain permafrost zone. Copyright © 2001 John Wiley & Sons, Ltd.RÉSUMÉGénéralement, le pergélisol européen de montagne est seulement quelques degrés en dessous du zéro Celsius et est, de ce fait, très sensible aux changements climatiques. La dégradation du pergélisol peut entraîner des affaissements du sol au dégel et une réduction de la stabilité des pentes de montagne. Des projets d'ingénierie dans la haute montagne exigent donc des recherches soigneuses concernant les risques potentiels liés à l'existence du pergélisol. Le présent article résume une approche en différentes étapes d'une telle recherche. La phase 1 consiste en un examen attentif du terrain, travail suivi par une étude en laboratoire afin de définir les zones potentielles où existerait un pergélisol dangereux. Des données provenant de cartes de la distribution du pergélisol ainsi que de cartes topographiques et géologiques doivent être intégrées en utilisant si possible un système d'information géographique. Si un pergélisol est possible et paraît constituer une menace, une deuxième phase de recherches est recommandée. Elle comprendra des mesures de température sur le terrain, la réalisation de forages d'exploration et des levés géophysiques pour définir les caractéristiques du pergélisol. Les données recueillies constitueront une partie importante du projet d'ingénierie. A une échelle plus grande, une approche semblable devrait être adoptée dans toute étude visant à modifier l'affectation de terrains dans la zone du pergélisol de montagne. Copyright © 2001 John Wiley & Sons, Ltd.