geologia estructural, Apuntes de Ingeniería Geológica

¡Descarga geologia estructural y más Apuntes en PDF de Ingeniería Geológica solo en Docsity! 1 Geologia Estructural Que és? Objectiu: Estudi de l’estructura o arquitectura (per tant de la geometria) de la part Superficial de la Terra que resulta de la deformació de les roques sotmeses a esforços. Estudi de les estructures de deformació de les roques, des d’escala microscòpica a escala regional, i de les causes que les han originat. Preguntes Quin tipus d’estructura és? Quina geometria té? Com va canviar de forma al deformar-se? D'on ve l'esforç per a deformar-ho? Quan va passar? Quant va durar el procés de deformació? Quines condicions de P i T hi havia? Per quins “nassos" es va fer? Per què serveix? Recerca i caracterització de reservoris geològics Coneixement del comportament futur del terreny Disseny de infraestructures Tipus d’estructures (Estructures Elementals) Estructures primàries Es formen al mateix temps que la roca. • Sedimentàries • Plutòniques • Volcàniques Estructures secundàries Es generen després de formar-se la roca. • Metamòrfiques • Tectòniques 2 5 Geologia Estructural (Anàlisi Cinemàtica de la Deformació) Anàlisi de la deformació - Anàlisi descriptiva: caracteritzar i reconèixer els tipus d’estructura ------> Camp - Anàlisi cinemàtica: caracteritzar els moviments que generen les estructutes tectòniques. Quan/Com s’han mogut -------> Classe - Anàlisi dinàmica: arribar a quantificar les forces que han generat les deformacions ▪ Ex: si posem un pont, la força del pont deformarà la roca? ▪ Com es comportarà la roca en les condicions en les que està? Analisi cinemàtica Rígida Tipus de deformació No rígida Deformació Rígida La roca o material no canvia de forma o mida Horari Direcció Sentit Translació Sentit Rotació Antihorari Magnitud Magnitud Eix Orientació Deformació no Rígida Homogènia: es distorsiona per igual Canvia la forma Distensió Heterogènia: es distorsiona de manera diferent Canvia la mida Dilatació Es dona en %, 100% és la mida real 6 Clivatge (D. Homogènia) Plecs i fractures Gotes d’aigua (D. Heterogènia) (Indeformació) Objectes Deformats Marques de gotes Fòssil Crinòids Fòssil Trilobits Còdols de conglomerats 7 El·lipses de Deformació Donem els eixos El·lipse (2D) El·lipsoide (3D) Càlcul de longitud Extensió (e)= 𝑙𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑓𝑖𝑛𝑎𝑙−𝑙𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 𝑙𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢 𝑖𝑛𝑖𝑐𝑖𝑎𝑙 = S-1 Estirament (S)= 𝑙𝑓 𝑙𝑜 = 𝑏 𝑟 = 𝑎 𝑟 Cisalla Cisalla plana/simple Cisalla pura Cisalla angular Deformació per cisalla γ= ∆𝑥 𝑦 En aquest cas hi ha EIX X EIX Z línies que primer En aquest cas les línies sempre s’escurcen i després s’escurcen o sempre s’allarguen. s’allarguen Mai els dos moviments. 10 Determinació del tensor d’esforços El tensor d’esforços en 2D sempre és una el·lipse. Cercle de Mohr O (MPa) os (MPa) 20 (MPa) 8 o SRIBBIBINS OUIENRESISNISEISIRE PPPTPPPTO Simona lacra 38 919 Bred4nSRRENYS28S928 SLSIRNEEREIISIE8LES ERRANENERRADISNESAS RENANINNISS III NBRRS SUENE FCIBARLATIAES ENLNARSLRA: RESASLES AERAANANNABIS NARIZ? RARRNIERER 38588239 OOOO PO RRARRRDS oobreroo roo uRRRRLDR IDODO-OL-="-ECOAOHO DLL ROA /s a verucal suress (0,) of magnicude 40 MPa and a ). normal stress (7 »), and ahear stress (074) ':) Af magnitudo 20 MPa. The lines labeled 2-5 and b' to 1 are traces of planes at 5” incervals. Stress (07 DR, Y Te have been calculated for each of the píanes to show the systematic variation. Figure 3.17 Pictured here horizontal stress (0, 11 12 Assaig de Laboratori Assaig de compressió axial Calcàries: - Temperatura: 20ºC - Pressió de confinament:103 MPa - Velocitat de deformació: ràpida Més resistent Quacita - Temperatura: 20ºC Més fràgil Granit - Pressió de confinament : baixa Gres amb ciment de quars - Velocitat de deformació: ràpida Basalt Calcària Gres amb ciment de calcita Esquist Marbre Lutita Menys resistent Anhidrita Més dúctil Sal 15 Comportament d’una Roca El comportament d’una roca depèn de : • La pressió • La temperatura • La velocitat • El tipus de roca (mineralogia Tipus de Deformacions Deformació elàstica: Deformació reversible Deformació plàstica: Deformació irreversible Cada cop que deformes un material i pares, al tornar a començar el procés el material és més resistent. Sinó es para mai el procés, i vas aplicant una força constant, suau i contínuament, debilites el material. Tipus de material • Fràgil: Hi ha molt poca deformació prèvia abans de trencar-se. e(%)<5% • Semi-fràgil: Hi ha poca deformació prèvia abans de trencar-se. e(%)<10%, e(%)>5% • Dúctil: Hi ha molta deformació prèvia abans de trencar-se. e(%)>10% 16 Comportament Plàstic ideal Sempre es deforma igual Comportament Plàstic 17 Raigs: Costelles: Geologia Estructural (Diàclasis) Origen de les ornamentacions (Punt de ruptura) Diàclasis que es propaga Propagació segons una línia centrada en la diàclasi: Propagació segons una línia situada en un límit de la diàclasi: 20 Ornamentació Ornamentació (costelles) Ornamentació (plomes) Ornamentació (serrell marginal) Rebliment 21 Cronologia relativa Exemples de Diàclasis 22 Gènesi de Falles (Llei de Coulomb) σs = σ0 + σn*tan φ Envoltant de Mohr o Ruptura de Diferents Litologies Aplicació a la gectecnia Caproximació geométrica) (a) (0) joimtsett joint sex 1 N joint set Y long axis of excavation joint set IL / Sostre del túnel Sostre del túnel . (a) 0) lines of intersection of sels IL joint set 1 E 25 26 27 30 Com es propaguen les falles? Mapa estructural de contorna en temps doble (TWT) Diagrama de contorns de valors iguals de desplaçament de la falla Les falles solen créixer a partir de la coalescència, interacció i connexió de falles individuals incipients Les falles són segmentades i no amb bifurcacions i relleus en els seus límits 31 Desplaçament Separació Diferència Desplaçament – Separació Falla Normal - Separació Sinistre Erosió del relleu topogràfic Falla Direccional – Separació Normal Erosió del front Tipus de Falla Segons el model d’Anderson INVERSA NORMAL DIRECCIONAL 32 Relació entre els Esforços i els Sistemes Conjugats de Falles Tipus de Falles en funció de l’orientació dels Esforços Principals Relació entre els Esforços i una família de les Falles Conjugades Model del pla de moviment (pla M) 35 Salt Classificació Es poden classificar les falles en funció del moviment del bloc superior respecte l’inferior. - Normal - Inversa - Dextra - Sinistra Si és Dextra-Normal el Pitch < 45º Si és Dextra-Inversa el pitch <45º structure Menors Asociadas E ES TEEN Esquerdes de tensió m9 Plans estilolítics 36 37 Geologia Estructural (Encavalcaments) Encavalcament Falla que determina l’escurçament d’un pla arbitrari de referència. Encavalcament = Falla contractiva Desenganxament 40 Apilament Antiforme Seqüència de propagació Seqüència de bloc inferior Seqüència de bloc superior Ne ¡IU E, / ODlistemas d “Encavaleaments Sierras Marginales thrust Montsec thrust Igualada marine maris Hercynian basement PIRINEUS [iS Conca de lEbre A Catalanes EURASIAN: PLATE 42 45 46 Geologia Estructural (Falles Extensives) Sistema de Falles Extensives Geometria Tipus