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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