REOLOGIA

REOLOGIA

1. La reología es el estudio de las propiedades mecánicas de materiales sólidos, así como fluidos y gases

2. Condiciones ideales

   • los materiales reaccionan al estrés en tres fundamentalmente diferentes maneras: por elástico, plástico y viscoso deformación
     • Elástico, viscoso y deformación plástica ilustrada por análogos mecánicos, estrés-deformación (tasa) curvas (centro) y tensión curvas de la historia (derecha). (IMAGEN)
   • hay una deformación frágil y el flujo cataclástico, pero estos están más allá del campo de mecánica de continuidad
     • Por isotrópico nos referimos a un medio que tiene las mismas propiedades mecánicas en todos para que reaccione de forma idéntica al estrés, independientemente de la de su orientación

3. La reología y la mecánica del continuo se ocupan del flujo de las rocas, mientras que la mecánica de las rocas se ocupa principalmente de la la forma en que las rocas responden al estrés por fallas frágiles y fracturando.

4. Materiales elásticos

   • Un material elástico resiste a un cambio de forma, pero se estira a medida que se aplica más estrés
     • Deformación elástica ilustrada (a-c) por uniaxial extensión de una varilla. Cuanto más fuerte es la fuerza F que actúa en el extremo área A, cuanto más larga sea la varilla (longitud l).
   • la elongación del resorte es proporcional a la la fuerza aplicada, y el resorte volverá a su original

5. La deformación elástica y la proporción de Poisson

   • Si consideramos un material isotrópico, el acortamiento será la misma en cualquier dirección perpendicular a la dirección de alargamiento (eje largo de la varilla)
     • a) Elasticidad lineal, en la que las vías de carga (esfuerzo) y descarga (no esfuerzo) son tanto lineal como idéntico y donde el gradiente se describe por el módulo de Young. b) La deformación elástica perfecta sigue la misma camino no lineal durante la carga y descarga. c) La elasticidad con histéresis es cuando la trayectoria es no lineal y diferente durante carga y descarga.
       • Algunos minerales y rocas muestran una elasticidad lineal, lo que significa que siguen el mismo camino lineal en el estrés; tensar el espacio durante la acumulación de tensión como durante la descarga

6. la proporción de poisson y ondas de sonido

   • es un medida de la compresibilidad perpendicular de un medio a un estrés aplicado y puede expresarse en términos de velocidades de las ondas P (VP) y las ondas S (VS)
     • Ondas P o las ondas compresivas son ondas de elásticom deformación o energía en la que las partículas oscilan en la dirección de la propagación de las ondas
     • Ondas S o Las ondas de cizallamiento son ondas corporales elásticas donde las partículas oscilan perpendicularmente a la dirección de propagación

7. Plasticidad y flujo: permanente deformación

   • la teoría elástica puede funcionar bien para tensiones muy pequeñas en la corteza superior, las rocas calentadas tienden a fluir y acumularse deformación permanente, y a veces muy grande cepas permanentes
     • La deformación viscosa implica la dependencia de la tensión en tasa de tensión: una mayor tensión significa un flujo más rápido o más rápido acumulación de tensión
   • En este contexto es útil considerar cómo responden los fluidos al estrés. Las rocas nunca pueden llegar a ser fluidos a menos que se derritan, pero a altas temperaturas y más tiempo geológico pueden acercarse bastante en términos de reología
     • El cizallamiento de un medio (fluido) implica que el estrés principal máximo actúa a los 45 años a la superficie.
     • Viscoso lineal (línea recta) y no lineal reología en el espacio de la tasa de estrés esfuerzo. La pendiente de la línea recta es la viscosidad (estrés sobre la tensión). La curva no lineal tiene una cambiando gradualmente el gradiente, lo que se llama la viscosidad efectiva.

8. Endurecimiento y ablandamiento de la tensión

   • La tasa de deformación es probable que tienen un efecto, y es probable que el nivel de estrés cambie durante la historia de la deformación
   • Si tenemos que aumentar el estrés aplicado para que se acumule una tensión adicional entonces estamos tratando con un fenómeno de la ciencia de los materiales llamado endurecimiento del trabajo o endurecimiento por tensión
     • El endurecimiento por tensión significa que la tensión necesaria para deformar la roca debe ser incrementada para que la tensión se acumulan, porque la roca se hace más fuerte y más difícil de deformar
       • Curva de tensión-deformación para material elástico-plástico con endurecimiento, ablandamiento, y sin endurecimiento o ablandamiento propiedades.

9. Modelos combinados

   • Las rocas y otros materiales naturales son reológicamente complejos y generalmente no se comportan como elásticos perfectos, viscosos o materiales plásticos
     • puede ser útil combinar estos tres tipos de deformaciones para describir deformación natural de la roca. Tales combinaciones son comúnmente ilustrado por medio de un resorte (elástico), un salpicadero (viscoso) y un bloque rígido que no se deslizará hasta que algunos se supera el estrés crítico (plástico)
       • Un material que responde de esta manera es elástico-plástico o un material Prandtl. El El típico análogo mecánico . El El modelo elástico-plástico se aplica comúnmente a las grandes deformación de toda la corteza y el manto.

10. Experimentos

    • Los experimentos son la base de gran parte de nuestra comprensión de flujo en la roca. En el laboratorio podemos elegir el medio y controlar las variables físicas como la temperatura, la presión, las condiciones de estrés y la tasa de tensión.
      • La configuración de carga estándar en triaxial plataformas. La carga axial sa y la presión de confinamiento (Pc) son controlado independientemente. b) Una configuración en la que una torsión se añade a la compresión axial y a la presión de confinamiento. Esta configuración permite que se acumulen grandes tensiones de cizallamiento.

11. Reología de la litosfera

    • Las rocas y los minerales reaccionan de manera diferente al estrés y dependen sobre la anisotropía cristalográfica, la temperatura, la presencia de fluidos, tasa de esfuerzo y presión.
      • Tres minerales son particularmente común en la litosfera y por lo tanto de interés particular. Estos son cuarzo y feldespato, que dominan la corteza, y el olivino, que controla la reología del manto superior
      • La fuerza (resistencia al corte) aumenta hacia abajo a través de la corteza quebradiza, hasta que la temperatura sea lo suficientemente alta para activar el flujo de plástico. La fragilidad y la deformación plástica tienen dos perfiles de fuerza diferentes, y la intersección entre el dos define la transición plástico-frágil

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