geologia estructural avanzada manual 1
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9001
Un buen modelo mecnico nos da informacin valiosa sobre laestructura geolgica.
Algunas consideraciones:
Proceso mecnico (resistencia relativa de los materialesgeolgicos).
Geometra.
Cinemtica.
Dinmica (reolgico).
No se consideran otros factores que pueden afectar elresultado de la deformacin.
Evolucin trmica.
Cambios de fases.
Fuente: Cerca et l., 2010, Lithosphere
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II. NOCIONES FUNDAMENTALES
DE MECANICA DE MATERIALES GEOLOGICOS
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Cuatro cantidades fundamentales para los sistemas mecnicos:
Longitud.
Masa.
Tiempo.
Temperatura.
Estas estn asociadas con objetos o aparatos que tienen unametodologa establecida.
No es til el nmero, sino el nmero asociado a una unidad de
medicin apropiada.
CANTIDADES FISICAS Y EL CONTINUUM
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Kelvin (K). Temperatura termodinmica correspondiente a la
fraccin 1/273.15 de la temperatura termodinmica del agua.
Segundo (s). El segundo es la duracin de 9 192 631 770
periodos de la radiacin correspondiente a la transicin entre
los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del tomo de
cesio 133.
DEFINICIONES DE LAS UNIDADES BASICAS
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Metro (m). Un metro es la longitud de trayecto recorrido en el
vaco por la luz, durante un tiempo de 1/299 792 458 de
segundo.
Kilogramo (kg). Un kilogramo es una masa igual a la masa del
prototipo internacional del kilogramo cilindro de platino e
iridio, almacenado en una caja fuerte de la Oficina Internacional
de Pesos y Medidas.
DEFINICIONES DE LAS UNIDADES BASICAS
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Amperio (A). Intensidad de una corriente constante quemantenindose entre dos conductores paralelos, rectilneos, delongitud infinita, de seccin circular despreciable y situados a
una distancia de un metro uno de otro en el vaco, producirauna fuerza igual a 2 x 107newtonpor metro de longitud.
Mol (mol). Un mol es la cantidad de sustancia de un sistemaque contiene tantas entidades elementales como tomos hayen 0,012 kilogramos de carbono 12. Cuando se emplea el mol,es necesario especificar las unidades elementales, que puedenser tomos, molculas, iones, electrones u otras partculas ogrupos especficos de tales partculas.
DEFINICIONES DE LAS UNIDADES BASICAS
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Candela (cd). Una candela es la intensidad luminosa, en una
direccin dada, de una fuente que emite una radiacin
monocromtica de frecuencia 5401012 hertz y cuya
intensidad energtica en dicha direccin es 1/683 vatios por
estereorradin.
DEFINICIONES DE LAS UNIDADES BASICAS
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Ejemplos de unidades derivadas del SI
Cantidad Unidad
Nombre Simbolo Equivalencia
Angulo plano radian rad m/m=1
Angulo slido estereorradian sr m2/m2=1
Velocidad m/s
Aceleracin m/s2
Velocidad angular rad/s
Aceleracin angular rad/s2
Frecuencia hertz Hz s-1
Fuerza newton N kgm/s2
Presin, esfuerzo pascal Pa N/m2
Temperatura Celsius grado Celsius C K
Flujo luminoso lumen lm cdsr
Iluminancia lux lx lm/m2
Radioactividad becquerel Bq s-1
(smbolo)
ngulo slido
ngulo plano radin
estereorradi
n
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Prefijos del SI
Factor Prefijo Simbolo Factor Prefijo Simbolo
1024 yotta Y 10-1 deci d
1021 zetta Z 10-2 centi c
1018 exa E 10-3 milli m
1015 peta P 10-6 micro
1012 tera T 10-9 nano n
109 giga G 10-12 pico p
106 mega M 10-15 femto f
103 kilo k 10-18 atto a
102 hecto h 10-21 zepto z
101 deka da 10-24 yocto y
Smbol
o
Smbol
o
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Unidades aceptadas para uso con SI
Cantidad Unidad
Nombre Simbolo Definicin
Tiempo minuto min 1 min = 60 s
hora h 1 h=60 min=3600 s
da d 1 d=24 h=86 400 s
ngulo plano grado 1=(/180) rad
minuto 1 =(1/60)=(/10 800) rad
segundo 1 =(1/60) =( /648 000)
rad
Volumen litro L 1 L=1 dm3=10-3m3
MasaTon
mtrica
t 1 t=1000 kg
Smbol
o
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ISO
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u {=} L
Coordenada: x {=} L
u:= 2 1 - v
Ga - x
2 2
ECUACION DE DESPLAZAMIENTO RELATIVO 2D ENUN MATERIAL ELASTICO
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a. Graficar datos decampo olaboratorio.
o(m)
x(m)
x(m)
(a)
(b) (d)
( c )
0.4
0.2
0.0
0 100 200 300 400
C
C
C
3
2
1
u/a
uG/2 a(1 - v)u(m)
0.4 m
0.2 m
-192m 0.0 +192m
x/a
x/a
+1.0
+1.0
+1.0
0.0
0.0
-1.0
-1.0
fault 3#
fault #2
fault #1
ECUACIONES Y GRAFICAS ADIMENSIONALES
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DESCRIPCION DE LOS ESFUERZOS INDUCIDOS POR LAEXCAVACION DE UN TUNEL
Horizontalin
situ
str
ess
Induced principal stresses
Horizontaltunnel
Horizontal in situ stress h2
h1
Vertical in situ stress v
Maximum principal stress /
Miximum principal stress /
1
3
v
v
4
3
28
01.2
1.0
0.8
0.6
1.01.2
1
equal to 3h1 v
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La presin demagma essuficiente parafracturar la rocaencajonante.
EVIDENCIAS SOBRE EL ESTADO DE ESFUERZOS EN LA
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VETAS EN ECHELON
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Elipse de deformacin instantnea.
1: Dibujar la elipse de deformacin.2: Inferir la elipse de esfuerzos.3: Suponer que el plano de cizalla es un plano de mximo
esfuerzo de cizalla.
ss
ss
3
1
1
3
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Elipse de deformacin instantnea.
1: Dibujar la elipse de deformacin.2: Inferir la elipse de esfuerzos.3: Suponer que el plano de cizalla es un plano de mximo
esfuerzo de cizalla.
1
1
3
3s
s
ss
3
1
1
3
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Elipse de deformacin instantnea.
1: Dibujar la elipse de deformacin.2: Inferir la elipse de esfuerzos.3: Suponer que el plano de cizalla es un plano de mximo
esfuerzo de cizalla.
1
1
3
3s
s
ss
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n
s
s
n1
3
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ISO
9001
RELAX
REST EASY
B s
nn
s
+
+
DANGER
-ROCK
WILLFA
IL
DANGER-ROCKWILLFAIL
FailureE
nvelope
FailureEnvelope
ENSAYES DE RESISTENCIA A LA COMPRESION
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9001
50MPa
-50MPa
-20MPa
10MPa
20MPa
100MPa
Axial Compression
Coulo
mbFailur
eEnv
elope
30MPa
2=60
2=
-60
s
3
Values
n n3 3
2
1
1
ENSAYES DE RESISTENCIA A LA COMPRESION: METODO