Geología Estructural Virtual
W. Griem (2020)

Apuntes Geología Estructural y Tectónica

Fuerza y definiciones

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Conceptos básicos
fuerza y superficie
stress y cizalla
tensor stress
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Fuerza
Esfuerzo: Stress
Deformación: Strain

Stress puede ser: Compresional - Tensional
Strain (deformación): Acortamiento -extensión


Falla tectónica

Falla tectónica de B. von Cotta (1848)
aquí en total


Estrias en Atacama

Estrías en terreno




Brecha de Falla
aquí



Contenido: Fuerza y deformación: Conceptos básicos - fuerza y superficie - stress y cizalla - tensor stress

Conceptos básicos de fuerza y deformación:

Es obvio que las deformaciones en la corteza terrestre, en las masas rocosas, es la aplicación de fuerzas en las rocas. Pero las deformaciones son solamente la "cara" visible de las fuerzas que actuan o actuaron en la corteza terrestre.
El concepto principal es la FUERZA:

Fuerza: Se refiere a una magnitud vectorial, que tiende a producir un cambio en el movimiento o en la estructura interna de un objeto o una sustancia: La fuerza produce una deformación.
La unidad: Newton, donde 1 N = (1kg x 1m)/ s2 Formula Newton

Otras unidades, sistema CGS (=Centímetro, gramo, segundo) = Dyn o dina en español: 1N = 100000 dina.

La fuerza "Newton" no considera la superficie de ataque. De la vida cotidiana se sabe que la misma fuerza aplicada en diferentes áreas produce un fenómeno diferente.
Por ejemplo un clavo (superficie muy pequeña) produce fácilmente una deformación en la pared en comparación de un objeto más grande donde se aplica la misma fuerza.
Entonces en la geología estructural o tectónica es muy importantes tomar en consideración el área de "ataque". En este sentido se introduce la palabra "stress" o en español "esfuerzo"

Stress= esfuerzo (fuerza por área). Causante de la deformación en las rocas. Conceptos stress es un concepto de presión, es un vector.
Stress formula
Stress en Newton

Por ende el stress se puede expresar en una unidad de presión como pascal Pa por ejemplo. Antiguamente era el "bar" o la "atmósfera".
Donde 1Pa = 10-5 Bar = 0,987 x 10-5 Atmósferas.
La presión de un 1MPa (MegaPascal) corresponde aproximadamente a una masa rocosa de 33 km de profundidad.

El stress es causante de la deformación: Es el movimiento relativo dentro de masas rocosas. Se llama eso:
Strain = deformación (longitud o ángulo; plástico o elástico)

Las fuerzas se puede dividir en fuerzas de la superficie y fuerzas de cuerpo:

Las fuerzas de superficie son:

Fuerzas


Presión litostática
Es la presión que actúa por la cantidad de rocas encima

PL = ρ x g x z
PL= Presión litostática (N/m2)
ρ = densidad de la roca (en kg/m3)
g - gravedad (es 9,8 m/s2
z = Profundidad (en m)

Stress y cizalla

Fuerzas, stress pueden producir cizalle, especialmente el ángulo (ejes sigma) del stress principal aplican la magnitud de cizalla.

El vector stress se descompone en superficies no perpendiculares en un sigma(n) y tau.
Vector stress:  S, σn ,, Ꚍ


Descomposición de cizalla y stress


Fuerzas de compresivas se titula positivo, fuerzas de tensión serán negativas.
Tau que se dirige a la izquierda desde σn será negativo; tau se dirige a la derecha será positivo.
Reglas y convenciones sigma y Tau




Cizalla y Stress en una falla inversa
El vector stress S se descompone en stress normal σn  y stress de cizalla Ꚍ(-)




Fuerzas: En la tercera dimensión:

El tensor stress:

El stress cubo

Solamente nueve componentes encina de tres planos describen el campo de stress de cualquier punto P del cubo. Los 9 componentes se puede organizar en la matriz abajo " el stress tensor".   

Tensor stress 



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Literatura:

Flick, H., Quade, H. & Stache G.-A. (1981): Einführung in die tektonischen Arbeitsmetoden. - Clausthaler Tektonische Hefte; vol. 12; 96 página; Editorial Ellen Pilger.
HOBBS, B., MEANS, W. & WILLIAMS, P. (1981) :Geología Estructural. - 518p. Ediciones Omega Barcelona.
Krause, H.-F., Pilger, A. Reimer & Schönfeld D. (1982): Bruchhafte Verformung. - Clausthaler Tektonische Hefte; vol. 16; 86 página; Editorial Ellen Pilger.
Niemeyer, Hans (2008):
Geología Estructural. - 292p.; RIL Editores
RAMSAY, J. & HUBER, M.
(1987) : Modern Structural Geology. Vol. 2 : Folds and Fractures., Academic Press, London.
Schmidt-Thomé, P. (1972): Lehrbuch der Allgemeinen Geologie - Band 2: Tektonik. -  579 página, Editorial Ferdinand Enke, Stuttgart

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