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Determination of potential landslide shear plane depth using seismic refraction—a case study in Rheinhessen, Germany

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Abstract

Landslides on the Rheinhessen cuesta are not only a natural component of slope evolution but also have been influenced by anthropogenic activities such as viniculture. Single landslides as well as the regional occurrence of hundreds of mass movements have a direct and indirect effect on the environment and cause high economic loss.

This study analyses a regionally characteristic landslide, DROM 9, to establish the potential for the use of seismic refraction to determine the change of substrate below the ground surface. In Rheinhessen, landslides commonly occur as shallow translational features in depressions that were probably created as Pleistocene valleys. Seismic field data have been analysed using the “intercept technique” and the “generalised reciprocal method”. The depth of the substrate and the divisions within it were confirmed by boreholes. With this information, it is possible to develop a structural model of the subsurface, which leads to a better understanding of landslide kinematics.

Résumé

Les glissements de terrain, le long de la côte de Rheinhessen, représentent non seulement une caractéristique de l’évolution des pentes mais aussi les conséquences d’activités anthropiques telles que la viniculture. Des glissements majeurs isolés, comme des centaines de mouvements de terrain à l’échelle régionale, ont des effets directs et indirects sur l’environnement et causent des pertes économiques importantes.

Cette étude prend appui sur un glissement caractéristique, DROM 9, pour mettre en évidence l’intérêt de la sismique-réfraction pour identifier un substratum sous des terrains de surface. Dans la région de Rheinhessen, les glissements de terrain sont généralement des glissements plans peu profonds se présentant dans des dépressions, héritages probables des processus d’érosion du Pléistocène. Les données sismiques de terrain ont été analysées à partir de la « Technique des intercepts » et de la « Méthode inverse généralisée ». La profondeur du substratum et sa structure ont été confirmées par des forages. Avec cette information, il est possible d’établir un modèle structural des terrains de surface, ce qui autorise une meilleure compréhension de la cinématique des glissements de terrain.

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Acknowledgements

This study was part of the project ‘Landslides in South and West Germany’ MABIS and benefited from financial support from the German Science Foundation (DFG). Georg Pfeffer, Marc-Oliver Löwner and Thomas Hoffmann supported the authors in various methodological aspects of seismic refraction during the fieldwork and analysis. Thomas Hoffmann gave helpful comments on the first version of this manuscript. Thanks are also due to Thorsten May and Stefan Haury, without whom the extensive fieldwork would not have been possible.

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Authors and Affiliations

  1. Dept. of Geography, University of Bonn, Meckenheimer Allee 166, 53115, Bonn, Germany

    Thomas Glade

Authors
  1. Thomas Glade
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  2. Patrick Stark
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  3. Richard Dikau
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Glade, T., Stark, P. & Dikau, R. Determination of potential landslide shear plane depth using seismic refraction—a case study in Rheinhessen, Germany. Bull Eng Geol Environ 64, 151–158 (2005). https://doi.org/10.1007/s10064-004-0258-1

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