apuntes

GEOLOGIA ESTRUCTURAL

Bloque I. Fundamentos sobre deformación y comportamiento mecánico de las rocas.

Tema 1. Fuerza y esfuerzo.
Las fuerzas que actúan sobre un cuerpo son de dos tipos:
Masivas o de volumen: surgen en el seno del material y son proporcionales a la masa del cuerpo. Se miden en unidad de fuerza/volumen.
Ej: gravedad, centrifuga.
Superficie o esfuerzo: son las fuerzas queactúan en la superficie del cuerpo. Se miden en fuerza por unidad de superficie.
 = dF/dS
Se puede descomponer en dos:
Esfuerzo normal (): esfuerzo perpendicular a la superficie. Puede ser de tracción (-) o de compresión (+).
Esfuerzo de cizalla (): es un esfuerzo paralelo a la superficie.

El esfuerzo normal se descompone en las tres direcciones del espacio:
1 > 2 > 3
Cuando lostres esfuerzos son iguales nos da una esfera, pero lo usual es un elipsoide de esfuerzos.
Al someter la roca a diferentes esfuerzos obtenemos diferentes círculos de Mohr.
El esfuerzo de cizalla máximo se produce cuando  es 45º (en realidad nunca se llega a 45º)




γ ~~~ ángulo de rozamiento de la roca.







Al unir todos los puntos de rotura (R) determinamos eldominio estable y el dominio inestable. La formula de la línea es:
 = 0 +  tg γ

Según aumentamos 1 y 3 el ángulo de fractura es mayor, aproximándose a 90º.

Diferentes tipos de curvas intrínsecas.

El aumento de presión de los fluidos de impregnación puede provocar la rotura por desplazamiento del círculo de Mohr.
Trayectorias de esfuerzos.
Son las líneas ortogonales que representanlas direcciones de los esfuerzos principales.

Puntos isótropos.
Son aquellos en los que los esfuerzos principales tienen igual valor, pueden ser positivos (cuando hay entrelazamiento de las trayectorias) y negativos (cuando no).
Pto. isótropo positivo Pto. isótropo negativo

Tema 2. Estado de deformación de las rocas.
Deformación
Es eldesplazamiento a nuevas posiciones de las partículas que constituyen una masa rocosa al estar sometido a esfuerzos.
Tipos de deformación:
Traslación global en masa.
Traslación

Rotación.

deformación interna.
Dilatación o compresión.

Distorsión.

Trayectoria real (T. R.): Es la línea que une todas las posiciones por las que ha ido pasando la partícula durante la deformación.
Vectordesplazamiento (V. D.): Es el vector que describe el desplazamiento de la partícula desde el estado no deformado, al estado deformado.
Campo de desplazamiento: Conjunto de vectores desplazamiento.
Gradiente de desplazamiento: Es la manera en que los vectores de desplazamiento varían de un punto a otro en un cuerpo deformado.


Deformación homogénea.
El gradiente de desplazamiento es constante.
Secaracteriza por:
Las líneas rectas permanecen rectas, hasta después de la deformación.
Las líneas paralelas se mantienen paralelas.
Todas las líneas con la misma dirección poseen e, λ, ψ, γ iguales.

Deformación heterogénea.
El gradiente de desplazamiento no es constante.
Se caracteriza por:
Las líneas rectas se convierten en cuervas.
Las líneas paralelas pierden su paralelismo.
Paracualquier línea los valores de e, λ, ψ, γ son diferentes.

e: Extensión.
e = l1 – l2 / l0 l1: Longitud final. l2: Longitud inicial.

λ: Elongación cuadrática.
λ = (l1 / l0)2 = (1 + e)2
El cuadrado de la longitud final de una línea de dimensión original la unidad.

Ψ: deformación angular por cizalla.
Angulo de desviación de dos líneas que formen un ángulo recto.

γ:deformación por cizalla.
tg Ψ

Tipos de cizalla
Pura: Las partículas se desplazan paralelas a los ejes por que los esfuerzos están contenidos en el mismo eje pero tienen sentidos opuestos. No es una deformación rotacional.

Simple: Presenta rotación interna y dos esfuerzos de sentidos opuestos no contenidos en el mismo eje (creando un par de fuerzas).
Tema 3. Comportamiento mecánico de las...