Original paper

Head scarps and toe heaves

Ibsen, M.-L.; Bromhead, E.N.

Zeitschrift für Geomorphologie Supplement Volumes Band 115 (1999), p. 125 - 139

20 references

published: Jul 1, 1999

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ArtNo. ESP023011500008, Price: 29.00 €

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Abstract

Where the historical archival record is poor, evidence of the temporal occurrence and magnitude of mass movement must be derived from the identification and investigation of the landslides themselves. Inevitably, the geomorphologist must learn to recognise the significance of subtle elements of old landslides, in order to correctly anticipate the necessary scope and scale of sub-surface geotechnical investigations without which there can be no confidence in the design of remedial measures. Features described loosely as head scarps and toe heaves, relating to a variety of landslide types, are described in this paper, with examples drawn from small and medium size landslides. Accurate recognition of these features permits preliminary assessments of slip surface position and shape to be made using general guidelines. Related problems associated with graben geometry are also discussed, and the observations of C ruden et al. 1991, are extended. It is often the case that the head scarp of a developing landslide is easier to distinguish than the toe heave. The reasons for this are discussed. Movements at both the head and toe of a landslide failure often have virtually the same dimensions, indicating that the material has merely been displaced downslope, yet the resulting features are different in shape, and the head scarp is significantly easier to detect. Some of the results of this study explain the development of the composite landslide type termed a “slump earthflow”. During the production of‘Landslide Recognition’ (Dikau et al. 1996), the authors came across the problem of defining the characteristics of a slump-earthflow. It was considered essentially a complex failure comprising an upper rotational section which extends into a mudslide. Clear evidence of this comes from the recognition in the ‘slump earthflow’ of the toe and head scarp ofthe constituent slides. The paper concludes with a number of observations on the degradation with time of head scarps and toe heaves, and the problems of assessing the frequency and magnitude of movement from such geomorphological features.

Kurzfassung

Wo nur spärliche Archiv-Informationen über Erdbewegungen existieren, müssen die Existenz von Häufigkeit und das Ausmaß an Erdbewegungen aus der Untersuchung von Erdrutschen selbst nachgewiesen werden. Der Geomorphologe muß dabei die Signifikanz von subtilen Spuren alter Erdrutsche erkennen lernen, um den Umfang unterirdischer geotechnischer Untersuchungen korrekt abschätzen zu können, ohne die Präventivmaßnahmen nicht überzeugend geplant werden können. In dem vorliegenden Beitrag werden die Charakteristika Kopfsekundärabriß und Fußspitze im Zusammenhang mit verschiedenen Erdrutschen und anhand von Beispielen kleiner und mittlerer Erdrutsche beschrieben. Ein genaues Erkennen dieser Charakteristika ermöglicht ein vorläufiges Determinieren der Position von Rutschoberflächen und deren Form. Probleme, die mit der Grabengeometrie zusammenhängen, werden ebenfalls erläutert, und die Beobachtungen von Cruden et al. 1991 werden weitergeführt. Oftmals ist der Kopfüberhang eines sich entwickelnden Erdrutsches leichter zu erkennen als die Fußspitze. Die Gründe hierfür werden erläutert. Bewegungen an Kopfsekundärabriß und Fußspitze eines Erdrutsches haben häufig die gleichen Dimensionen, was darauf hindeutet, daß das Material sich lediglich hangabwärts bewegt hat. Allerdings sind die dabei entstehenden Formen unterschiedlich, wobei der Kopfüberhang wesentlich leichter auszumachen ist. Einige Ergebnisse dieser Untersuchung erklären die Entwicklung des zusammengesetzten Erdrutsches, der als “slump earthflow” bezeichnet wird. Während der Arbeiten zu “Landslide Recognition” (Dikau et al. 1996) stießen die Autoren auf das Problem, die Charakteristika eines “slump earthflow” zu definieren. Es wurde grundsätzlich als komplexe Ruptur betrachtet, mit einer oberen rotierenden Sektion, die sich zu einem Schlammrutsch entwickelt. Ein klarer Beleg dafür ist das Erkennen eines “slump earthflow” in der Fußspitze und dem Kopfsekundärabriß der jeweiligen Erdrutsche. Der Beitrag schließt mit einigen Observationen zum Abflachen von Kopfüberhangen und Fußspitze über eine Zeitspanne sowie mit den Problemen, die sich beim Determinieren von Häufigkeit und Ausmaß von Erdbewegungen aus solchen geomorphologischen Charakteristika ergeben.

Résumé

Là où les archives historiques sont pauvres, la preuve de l’existence d’un mouvement de masse et son amplitude doit être déduite de l’identification et de la recherche des glissements de terrain eux même. Il va de soi que le géomorphologue doit apprendre à reconnaître la signification des subtils éléments des anciens glissements de terrain afin de prévoir avec justesse l’étendue et l’importance des recherches géotechniques souterraines sans lesquelles il ne peut y avoir d’assurances quant à l’étude des mesures correctives. Les caractéristiques vaguement décrites comme les têtes d’escarpement et les fronts de soulèvement, qui font références à différents types de glissemnt de terrain, seront décrites dans cet article avec des exemples tirés de glissements de petite et moyenne taille. Une reconnaissance exacte de ces caractéristiques permet en utilisant des règles générales une évaluation préparatoire de la surface, de la position, et de la forme du glissement. Les problèmes apparentés, liés à la ‘géometrie graben’ seront aussi abordés et nous étendrons les observations de Cruden et al. 1991. C’est souvent le cas que la tête d’escarpement d’un glissement en préparation est plus facile à distinguer que son ‘front de soulèvement’ est fréquent, et nous en expliqueront les raisons. Les mouvements au sommet et au pied du glissement ont souvent des dimensions semblables, indiquant que les matériaux se sont simplement déplacés vers le bas de la pente, toutefois les caractéristiques résultants possèdent des formes différentes et la tête d’escarpement est sensiblement plus facile à détecter. Quelques résultats de cette étude expliquent le développement de glissements composite étiquetés sous le nom ‘slump earth flow’. Pendant la production de ‘Landslide Recognition’ (Dikau et al. 1996), les auteurs ont rencontré le problème de la définition des caractéristiques d’un ‘slump earth flow’. Cela était considéré comme une ‘défaillance’ complexe comprenant une parie supérieure en rotation se prolongeant en une coulée de boue. Des preuves nettes de ceci proviennent de la reconnaissance dans un ‘slump earth flow’ du front et de la tête du glissement le constituant. Cet article se termine par plusieurs observations sur la dégradation au cours du temps des têtes d’escarpement et des fronts de soulèvement et sur la difficulté d’estimer la fréquence et l’ampleur des mouvements de tels traits géomorphologiques.

Keywords

scarpsmass movementshistoric