A Coastal Mudflow on the London Clay Cliffs at Beltinge, North Kent

Abstract

Synopsis The Paper describes an investigation into the nature and movements of a coastal mudflow on London Clay cliffs at Beltinge, north Kent, which are undergoing moderate marine erosion. The mudflow consists of hard clay fragments in a soft matrix; it is glacier-like in form and is bounded by slicken-sided slip surfaces. It is associated with a corrie in the upper cliff. The liquidity index of the matrix lies between 0·15 and 0·35 and vane tests show that the undrained strength of the mudflow is generally between about 5 and 15 kN/m2 (100 and 300 lb/sq ft). Relatively steep feeder flows discharge debris onto the head of a gently inclined accumulation flow. The feeder flows behave like ordinary translational slides, starting to move with the seasonal rise in groundwater levels. The accumulation flow, whose movements were observed for over four years, generally moves later and then more vigorously, despite its rather flat slope. The fundamental mechanism of these movements is inferred to be the generation of very high pore-water pressures in the head of the accumulation flow by its relatively rapid loading by debris from the feeder flows, producing a condition of underconsolidation. It is suggested that similar mechanisms operate in certain solifluction movements and submarine slides. Surface and subsurface movements of the accumulation flow, the latter measured with a specially designed inclinometer, occur chiefly by shearing at its boundaries. The mudflow enlarges its channel by a process termed basal incorporation. The other sources of debris supply to the mudflow are fallsand shallow slides from its sides and rear. The relative importance of these supply sources is explored and a connexion is established between the discharge of the mudflow and the rate of cliff retreat. Cet article décrit une investigation sur la nature et les mouvements d'une coulée boueuse dans les falaises du London Clay à Beltinge, Kent du nord, qui subit une érosion marine moderée. La coulée est formée de fragments d'argile dure dans une matrice molle; elle a les formes d'un glacier et est limiteé par des surfaces striées. Elle est associée à un cirque dans la falaise supérieure. L'indice de liquidité de la matrice varie entre 0,15 et 0,35 et des essais au scissomètre indiquent que la résistance au cisaillement non-drainée de la coulée se trouve entre environ 5 et 15 kN/m2 (100 et 300 Ib/ft2). Des coulées secondaires relativement pentues déchargent des débris au sommet de la coulée d'accumulation, celle-ci étant de faible pente. Les coulées secondaires se comportent comme des glissements translationnels habituels, commencant à bouger avec l'élévation saissonnière de la nappe d'eau. La coulée d'accumulation, dont les mouvements ont été observés durant plus de quatre ans, se met en mouvement généralement plus tard et plus vigoureusement malgré sa pente plutôt faible. Le mécanisme fondamental de ces mouvements semble être la formation d'un pression d'eau interstitielle très élevée au sommet de la coulée d'accumulation causée par un chargement relativement rapide de débris provennant des coulées secondaires, produisant une condition de sous-consolidation. Il est suggéré qu'un mécanisme similaire régit certains mouvements de solifluxion et de glissements sousmarins. Les mouvements de la coulée d'accumulation en surface et en profondeur, ces demiers mesurés avec un inclinomètre specialement construit, ont lieu principalement par cisaillement le long des limites de la coulée. La coulée élargit son chenal par un procédé nommée incorporation à la base. Les autres sources d'alimentation en débris sont des chutes et des glissements peu profonds sur les côtes et à l'arrière. L'importance relative de ces sources d'alimentation est examinée et une relation est établie entre la décharge de la coulée et la vitesse de recul de la falaise.