LAS ROCAS PUEDEN SER DURAS (RIGIDAS) O BLANDAS

Rigidas: “Cuerpo que no sufre deformaciones por efecto de fuerzas externas”

Roca blanda: (10-375) kg/cm2

Roca intermedia: (375-700) kg/cm2

Roca dura: (700) kg/cm2

Concreto (210) kg/cm2

Nota: 1 kg/cm2 10 t/m2

Si la densidad de la roca es 2.5 t/m3, la carga de la roca en 300m de profundidad es:

Pz = ϒ*H

Pz = 2.5 t/m3 * 300m = 750 t/m2

(1m2 es 10000 cm2) entonces:

750 t/m2 * 1m2/10000cm2 * 1kg/0.001t = 75 kg /cm2

COMPORTAMIENTO FRAGIL Y DUCTIL DE LAS ROCAS

COMPORTAMIENTO DE LAS ROCAS

Fuerzas y mecanismos de deformación de las rocas.

Puede hablarse de fuerzas dirigidas y no dirigidas; las dirigidas o de superficie, son más importantes en ingeniería que en geología; estas pueden ser de tensión, compresión y cizalladura. La torsión es un caso particular de la

cizalladura en tres dimensiones.

Las no dirigidas son las fuerzas de gravedad o de volumen más importantes en geología que en ingeniería. Puede tratarse de la presión confinante, sea ella litostática o hidrostática y en general

de fuerzas asociadas a la gravedad, que actúan sobre cada partícula elemental de la masa.

La deformación de las rocas. Las deformaciones de las rocas pueden denominarse según el origen de los esfuerzos o forma de aplicación de las cargas:

- Por su origen. Pueden ser tectónicas o no tectónicas. Las deformaciones tectónicas están asociadas al movimiento de las placas de la corteza terrestre, mientras las no tectónicas están asociadas a los efectos gravitacionales de las masas de tierra y a las cargas que soportan las rocas por esfuerzos dinámicos externos diferentes a los movimientos tectónicos.

- Por el tiempo de aplicación de las cargas. Las deformaciones pueden ser permanentes o temporales. Las deformaciones permanentes pueden ser, según el comportamiento del material, viscosa, plástica, viscoelástica y viscoplástica, mientras la deformación temporal, asociada a esfuerzos que no son permanentes, puede ser de tipo elástica o inelástica.

Mecanismos de deformación de las rocas

- Movimientos intergranulares. Los desplazamientos entre granos minerales son función del tamaño de los granos, de su forma cristalina, y de su grado de consolidación y cementación.

- Movimientos intragranulares. Se asocian a la deformación interna de la red cristalina, con las que se provocan microfracturas a favor de las cuales se produce el desplazamiento de las caras contiguas de los minerales.

- Disolución y recristalización. Fenómeno debido a la presión y temperatura elevadas a las cuales se someten los minerales componentes; el mecanismo es equivalente al proceso de fusión-solidificación del agua en hielo, por variaciones de la temperatura arriba y abajo del punto de congelación.

-Deformación elástica: Son los pliegues producidos en las rocas que han sido sometidas a esfuerzos más allá de la zona elástica y antes del límite elástico.

-Ruptura: Generación de fallas y diaclasas, cuando los esfuerzos en el material superan al límite plástico.

COMPORTAMIENTO FRAGIL

Cuando las rocas se encuentran en condiciones de presiones de confinamiento y temperaturas bajas las mismas se comportan frágilmente. El comportamiento frágil se manifiesta con la formación de fracturas. Existen dos tipos principales de fracturas: fallas y diaclasas

FALLAS

Son fracturas en las rocas sobre las cuales ha ocurrido un desplazamiento apreciable. Estás fracturas están definidas por un plano el cual separa dos bloques. Estos bloques se desplazan uno respecto al otro, dicho movimiento puede deberse a tres tipos de esfuerzos:

FALLAS DEBIDO A ESFUERZOS EXTENSIVOS

FALLAS DEBIDO A ESFUERZOS COMPRESIVOS

FALLAS DEBIDO A ESFUERZOS DE CIZALLA

Tipos de rocas que se dan las fallas

Cuando se produce una falla la roca involucrada se rompe y se tritura, generando distintos tipos de rocas según el tamaño de grano resultante. Esta deformación mecánica se denomina cataclasis, y es caracterizada por la granulación mecánica. Es dependiente de las condiciones de presión y temperatura reinante en el medio, y este proceso pertenece al Metamorfismo Dinámico. Dos tipos comunes de que se generan son:

Harina de falla: es una roca de grano muy fino, mayormente invisibles a simple vista.

Brecha de falla: compuesta por fragmentos angulosos o redondeados, producidos por la trituración a lo largo de la falla. Los fragmentos son mayormente visibles a simple vista y constituyen más del 30 % de la roca.

Espejo de Falla: compuesta por minerales arcillosos, de grano muy fino, de escaso espesor. Se genera por la fuerte fricción reinante en el plano de falla.

Indicadores de la presencia de una falla

- La discontinuidad de las secuencias litológicas a uno y otro lado de una supuesta traza de falla.

- La presencia de estrías de fallas.- La presencia de rocas generadas por deformación mecánica (Harina de falla y brecha de

falla).

- La presencia de espejo de falla.

DIACLASAS

Son fracturas a lo largo de las cuales no se ha producido un desplazamiento aparente. Se generan principalmente por esfuerzos tensionales y de cizalla, en respuesta a movimientos mayores de la corteza. Comúnmente tienen una orientación paralela entre si, siendo en muy pocos casos de orientación aleatoria, y mayormente se encuentran varios juegos o familias de diaclasas conjugados.

TIPOS DE DIACLASAS

Diaclasas en lajas, se generan por expansión de los cuerpos ígneos grandes como los batolitos. Esto se debe a que el cuerpo ígneo sufre un cambio en las condiciones de presión al sufrir exhumación, este se descomprime generando lajas levemente curvadas, también llamada fracturas en “cascaras de cebolla”

COMPORTAMIENTO DUCTIL

El comportamiento dúctil se manifiesta con la formación de pliegues y un tipo de rocas denominadas milonitas.

FALLAS EN PROFUNDIDAD. MILONITAS.

Cuando las fallas se desarrollan a mayor profundidad donde las condiciones de temperatura y presión son más altas, entran a actuar otros procesos que involucran la generación de nuevos minerales y la disolución de otros. En estas condiciones las rocas se deforman dúctilmente, generando granos alargados que le dan comúnmente a la roca un aspecto foliado. Estás rocas se denominan Milonita.

PLIEGUES

"Los pliegues son capas o serie de capas dobladas que originalmente eran horizontales y luego se deformaron."

Los pliegues se encuentran en todas las escalas y tienen una variedad de formas dependiente de la magnitud de los esfuerzos compresivos existentes, de la composición de los materiales involucrados, y de las características geométricas de las capas (espesor, por ejemplo).

CLASIFICACION DE LOS PLIEGUES

Sinclinales y Anticlinales

- Sinclinal: Presentan una secuencia estratigráfica donde las capas se hacen cada vez más jóvenes hacia el núcleo del pliegue.

- Anticlinal: Las capas más antiguas se encuentran en el núcleo.

Simétricos y Asimétrico

Volcados o Acostados (El plano axial está inclinado)

Si el plano axial es horizontal el pliegue se denomina Recumbente oTumbado

Pliegues Inmersos (tienen el eje inclinado)

Cilíndricos y no Cilíndricos (Según los ejes son o no paralelos entre si)

Isopacos y Anisopacos (Según si el espesor de las capas se mantiene constante o varia,

respectivamente)