comportamiento mecanico de las rocas
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8/14/2019 Comportamiento Mecanico de Las Rocas
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1. Conalde Tejerina Franz Carlos 8306924 L.P.
2.Jallasa Calla Ruben Dario 5070594 P.T.
3. Hernany Marin Miguel Angel 5966314 L.P.
4. Lluyto Lluyto Ross Leidy 6999012 L.P.
5. Mamani Mancilla Williams 8321621 L.P.
6. Ortiz Solis Edson Adolfo 8359253L.P.
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COMPORTAMIENTO MECNICO DE LAS ROCAS.
1. INTRODUCCIN.
La reologa o comportamiento mecnico de las rocas se encarga deestudiar el comportamiento de las rocas al ser aplicado un campo de
esfuerzos. El comportamiento se estudia en el laboratorio en condiciones
muy variadas, algunas de las cuales pretenden simular las condiciones
naturales, y se lleva a cabo sometiendo a las rocas a esfuerzos suficientes
como para producir deformacin interna. Para poder comprender los
comportamientos a estudiarse, primero se debe comprender otro tipo de
comportamientos que de cierta forma son una caracterstica que los
conforman.
Estos comportamientos son: elsticos, viscosos, plsticos y los combinados
(comportamiento visco-elastico y elasto-viscoso)
2. OBJETIVOS.
Determinar los factores que influyen en el comportamiento mecnico
de las rocas.
Describir los comportamientos mecnicos de las rocas.
Explicar los comportamientos mecnicos de las rocas.
3. FUNDAMENTO TERICO.
3.1. FACTORES QUE INFLUYEN EN EL COMPORTAMIENTO DE LAS
ROCAS.
Obviamente, el primer factor importante es la litologa. Rocas
diferentes se comportan de manera muy diferente, sobre todo en
experimentos de corta duracin. Otros factores son la temperatura, la
presin confinante, la velocidad de deformacin y la presencia de
fluidos.
El aumento de temperatura disminuye la resistencia a la cesin y, portanto, el campo de la deformacin elstica, aumentando en cambio el
de deformacin plstica. El esfuerzo de rotura disminuye pero la
deformacin que se consigue antes de la rotura aumenta mucho. A
temperaturas elevadas, puede que la roca no llegue a romper nunca,
ni siquiera despus de una deformacin muy grande, comportndose
siempre de manera dctil.
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Al aumentar la presin confinante, aumenta el campo elstico y el
esfuerzo de cesin, pero tambin lo hace el esfuerzo de rotura y el
campo plstico, de forma que a grandes presiones las rocas tienden
a comportarse muy dctilmente. Como la presin y la temperatura
aumentan con la profundidad en la Tierra, las rocas profundas suelen
ser ms dctiles que las prximas a la superficie.
Cuanto mayor es la velocidad de deformacin (e expresa la velocidad
de elongacin), la roca se comporta como ms fuerte, siendo su
esfuerzo lmite de cesin y el de rotura mayores.
La presencia de fluidos influye de una forma parecida a como lo hace
la temperatura, disminuyendo los esfuerzos lmite de elasticidad (o
de cesin) y el de rotura.
3.2. COMPORTAMIENTO ELSTICO.
El comportamiento elstico, tambin denominado Hookeano o deHooke, en honor al fsico que lo investig, es aquel en el cual existe
una relacin linear, es decir, de proporcionalidad directa, entre el
esfuerzo aplicado y la deformacin obtenida y, adems, la respuesta
es instantnea. Un cuerpo perfectamente elstico que se deformase
una cierta cantidad al serle aplicado un esfuerzo, se deformara
exactamente el doble al serle aplicado un esfuerzo doble del anterior.
Adems, la deformacin se alcanzara instantneamente en cada
caso. Si el esfuerzo dejase de aplicarse, la deformacin
desaparecera, recuperando de nuevo el cuerpo su forma original.
El elemento mecnico que muestra un comportamiento similar es unmuelle perfecto. La ecuacin constitutiva es en este caso:
donde es el esfuerzo aplicado en una direccin, e la elongacin en
esa direccin y E una constante de proporcionalidad caracterstica de
cada cuerpo elstico denominada mdulo de Young. Es importante
destacar que la capacidad de deformacin elstica de las rocas es
muy limitada, por lo que las elongaciones que pueden obtenerse
mediante este comportamiento son mnimas, del orden de e = 0,001
(0,1%) como mucho.
3.3. COMPORTAMIENTO VISCOSO.
El comportamiento viscoso se caracteriza por una relacin de
proporcionalidad directa entre el esfuerzo aplicado y la velocidad de
deformacin obtenida.
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En este caso, la deformacin es permanente, es decir, no
desaparece si se elimina el esfuerzo. Se define expresamente para
un esfuerzo de cizalla y una deformacin por cizallamiento simple:
3.4. COMPORTAMIENTO VISCO-ELSTICO.
Un comportamiento de este tipo implica que el material admite una
cierta cantidad de deformacin elstica, que desaparecer al quitar el
esfuerzo, y una deformacin de tipo viscoso que ser permanente.
Los materiales elasto-viscosos son esencialmente lquidos y para un
esfuerzo dado la deformacin puede alcanzar cualquier valor,
dependiendo del tiempo de aplicacin. Esto es consecuencia del
mbolo en la analoga mecnica. Sin embargo, no son lquidos
perfectos puesto que tienen un cierto comportamiento elstico,condicionado en el modelo por el muelle. Si una vez alcanzado un
cierto valor de la deformacin, sta se mantiene constante, el
esfuerzo se disipa gradualmente hasta desaparecer: si una vez
alcanzada una cierta elongacin, se fijase el extremo exterior del
muelle, ste se acortara hasta su longitud inicial mientras el cilindro
se alargara para suplir el acortamiento del muelle. El tiempo en el
que esto sucede, durante el cual existen esfuerzos en el interior del
sistema que van decreciendo progresivamente hasta anularse, se
denomina tiempo de relajacin o tiempo en el que tarda una serie de
tomos, cuyos ncleos han sido alineados primero a lo largo de un
campo magntico esttico y despus excitados hasta un estado de
energa ms elevado (RMN) mediante una seal de radiofrecuencia,
en volver a un estado de equilibrio de energa inferior..
3.5. COMPORTAMIENTO ELASTO-VISCOSO.
Llamado tambin de Kelvin-Voigt. Este comportamiento implica que
para un esfuerzo dado, la deformacin no puede superar cierto valor,
controlado por el muelle en la analoga mecnica, y que este valortarda un tiempo en alcanzarse, lo que es causado por el mbolo.
Este tiempo se denomina tiempo de retardo . Los materiales
viscoelsticos son esencialmente slidos elsticos en los que la
deformacin no se produce instantneamente al aplicar el esfuerzo ni
se recupera instantneamente al suprimirlo. Este tipo especial de
comportamiento elstico se denomina anelasticidad y es comn en
muchos de los slidos reales.
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