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GEOLOGIA ESTRUCTURAL

MANUAL DE
GEOLOGIA
PARA
INGENIEROS
Cap 11
GEOLOGÍA
ESTRUCTURAL

Salto del Laja, Chile. Maria Cecilia Reyes.

GONZALO DUQUE
ESCOBAR

11.1 CONCEPTOS BASICOS

11.1.1 Algunos conceptos de la teoría de la deformación. La deformación de un cuerpo
es el cambio de su forma o volumen bajo la influencia de fuerzas externas; en la corteza
terrestre pueden ser antetodo elásticas y residuales.

- Elasticidad. Es una propiedad de los cuerpos sólidos, los que pueden modificar forma y
volumen bajo la influencia de efectos físicos, y recobrar completamente su estado
geométrico al eliminarlos.

- Deformación elástica. Es la que adquiere un cuerpo sólido que al dejar de obrar los
efectos físicos recupera su forma original. Durante todas las deformacionesexiste un límite
de elasticidad que si se supera, surge una deformación residual que no desaparece
completa o parcialmente al eliminar las fuerzas que la han causado. Las fuerzas interiores
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GEOLOGIA ESTRUCTURAL
que surgen en el cuerpo y tienden a equilibrar la acción de las fuerzas exteriores se llaman
fuerzas de elasticidad.

- Deformaciones residuales. Las deformaciones residualescomunes en la corteza
terrestre pueden ser plásticas o frágiles. Será plástica cuando esta deformación se revele sin
interrupción de la continuidad del material y se forme como el resultado de la acción de
fuerzas externas, o será frágil si las deformaciones conducen a la destrucción del cuerpo sin
una deformación plástica notable.
En geología además de la deformación plástica, debenconsiderarse la viscosidad de las
rocas y los fenómenos de relajación y fluencia. La relajación se expresa como una caída de
tensiones en el cuerpo, manteniéndose constante la deformación plástica, pues se trata de
un reacomodo de las partículas del cuerpo desplazándose en el proceso de la deformación
plástica hasta encontrar su equilibrio y desapareciendo las tensiones internas. La relajación
lleva auna transformación paulatina de una deformación elástica a una residual plástica.

Figura 49. Esfuerzos y deformaciones de un cuerpo por cargas externas. Tomado de V.
Belousov, Geología Estructural.

La fluencia del material es una deformación plástica que transcurre prolongadamente a
tensiones constantes que no superan el límite de plasticidad. La esencia de éste fenómeno
es la reagrupaciónde las partículas del cuerpo bajo la influencia de una carga constante,
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transformándose de manera ininterrumpida la deformación elástica en plástica. Pero como la
carga se mantiene la deformación elástica se repone hasta el estado anterior

11.1.2 Comportamiento de materiales sometidos a esfuerzos Las formas típicas de
aplicar esfuerzos a un material, son dos:cargando el material a corto plazo hasta obtener su
ruptura, en éste caso se incrementa el nivel de esfuerzos gradualmente hasta obtener la
falla; o dejando sometido el material por un tiempo considerable a un esfuerzo que no le
cause la ruptura, aquí no se modifica el nivel de esfuerzos en el largo plazo.
Para diferenciar tales movimientos veamos cual es el comportamiento de ese sólido enambos casos, es decir, sometido a esfuerzos de corto y largo plazo.

Figura 50. Carga creciente instantánea y carga constante prolongada.

- A corto plazo y esfuerzo creciente. La curva de esfuerzo-deformación entre O y A
muestra que la deformación es proporcional al esfuerzo; si suspendemos la carga, antes de
A, el material recuperará su forma regresando a O; pero si A es el límite elástico,entre A y B,
el material mostrará una región de cedencia y después de B una de endurecimiento, ambas
dentro de la zona plástica. Si suprimimos el esfuerzo después de B y antes de C, el material
recupera parcialmente su forma y se retorna por la línea punteada quedando la muestra con
una deformación residual δ0. En caso contrario, si seguimos cargando el material, en C se
obtendrá su ruptura,...