Análise das deformações, Esquemas de Mecânica das rochas

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1-OBJECTIVOS

1.2-OBJECTIVO GERAL

Fazer um estudo sobre as Análise das deformações 1.3-OBJECTIVOS ESPECÍFICOS

• Conher os tipos de deformações
• Identificar as causas que levam uma rocha a deformar-se

2-DEFINIÇÕES

Tensão confinante: pressão uniforme ou seja as forças aplicadas são as mesmas em todas as direcções (ex: pressão litostática). Tensão dirigida: quando a pressão é diferente nas várias direcções (forças tectónicas). Há alteração na forma, há deformação Deformação é a mudança na forma e tamanho de um corpo quando uma força é aplicada no mesmo. Stress significa “tensão“ ou “esforço”. A tensão é a força/área (N/m2) necessária para produzir deformação (strain). Strain significa “deformação". É uma grandeza escalar medida somente pelo comprimento. Dobramento e falhamento: são as formas de deformação mais comum em rochas sedimentares, metamórficas e ígneas que formam a crosta terrestre. As dobras das rochas são como as dobras das roupas. Da mesma maneira como uma roupa fica enrugada quando suas extremidades são empurradas uma contra a outra, também as camadas rochosas dobram-se quando são lentamente comprimidas por forças da crosta. Deformação Modificação da forma e do volume de um corpo sob a ação de forças aplicadas. Fratura Separação ou descontinuidade de uma rocha, em função do tensão a que foi submetida Uma junta é uma fissura ao longo da qual não houve um movimento apreciável. Por outro lado. uma falha é uma fratura com movimento relativo das rochas em ambos os lados paralelos à fratura. As juntas e as falhas informam aos geólogos algo a respeito das forças que a re~ gião sofreu no passado.

5-PRINCÍPIOS MECÂNICOS DA DEFORMAÇÃO

Por que as deformações ocorrem? Esta é uma questão que tem instigado os cientistas desde o século XVIII. Com base na observação, eles concluiram que as rochas sedimentares eram depositadas originalmente como camadas horizontais em fundos de lagos, rios e oceanos.Contudo, eles questionavam como essas camadas eram modificadas de sua posição original, passando a ser inclinadas e deformadas. Qual o tipo de força que poderia deformar uma rocha dura e resistente? Seriam essas deformações relacionadas a um processo maior do planeta? Só recentemente, no final da década de 1960, com o advento da tectónica de placas, é que os avanços no conhecimento geológico permitiram que os cientistas chegassem á conclusão de que essas deformações eram resultado de movimentos entre as placas litosféricas, á semelhança de outros fenômenos, tais como terremotos e vulcanismo. O dinamismo interno da terra pode manifestar-se não apenas na forma de vulcões e sismos, mas através de deformação nas rochas originadas por tensões, que são clasificadas em tensões compressivas distensivas e de cisalhamento que afectam a sua forma/volume 6-COMO AS ROCHAS SÃO DEFORMADAS As forças tectônicas que deformam as rochas podem ser de três tipos: Forças compressivas ou conduzem à redução do volume da rocha na direção paralela à atuação das forças, e ao seu alongamento na direção perpendicular. Podem provocar a sua fraturaque apertam e encurtam um corpo Forças extensionais ou distensivas , que alongam um corpo e tendem a segmentá-lo ou conduzem ao alongamento da rocha, na direção paralela à atuação das forças, ou à sua fratura ; Forças de cisalhamento, que empurram cada dos dois lados de um corpo em direções opostas ou causam a deformação da rocha por movimentos paralelos em sentidos opostos.. (Para visualizar o cisalhamento, pense no que ocorre com um baralho tido entre as palmas de sua mão, quando as cartas são movidas uma paralelamente à outra, mas em direções opostas. As cartas deslizam uma em relação a outra, deformando o baralho).

7-COMO RESPONDEM AS ROCHAS AS TENSÕES

7.1-COMPORTAMENTO ELÁSTICO

Deformação é reversível, e proporcional ao estado de tensão aplicado; Quando cessa o estado de tensão, o material recupera a sua forma/volume iniciais; Verifica-se quando a força aplicada sobre a rocha não ultrapassou o seu limite de elasticidade. 7.2COMPORTAMENTO PLÁSTICO A deformação é permanente e o material fica deformado sem rutura; Verifica-se quando a força aplicada sobre a rocha é superior ao seu limite de elasticidade e inferior ao limite de plasticidade; Associado à formação de dobras. 8-DEFORMAÇÃO Usando do reconhecimento prévio das estruturas principais geradas nas rochas, a deformação pode ser caracterizada como: (a) Mudança de forma, ou distorção; (b) Mudança de posição, ou translação/rotação; (c) Mudança de volume; e (d) Mudança de forma, posição e volume – chamada de deformação total. 9-TIPOS DE DEFORMAÇÕES As deformações por tensão podem ser classificadas basicamente em três tipos: Deformação transitória ou elástica Deformação permanente ou plástica Deformação por Ruptura 9.1-DEFORMAÇÃO ELÁSTICA Na deformação elástica, o corpo retorna ao seu estado original ,quando a força deixa de actuar, quando não é ultrapassado o limite da elasticidade a deformação é proporcional a força aplicada

3. Círculos tornam-se elípses e esferas tornam-se elipsóides. Heterogêneo (deformação heterogênea), quando a distribuição da deformação se dá de modo diferente nos diferentes pontos da rocha. Neste caso as linhas materiais previamente paralelas perdem o paralelismo durante a deformação - linhas materiais anteriormente paralelas perdem o paralelismo após deformação Quando uma dessas consequências não ocorre, então temos a chamada deformação heterogênea. a) Linhas originalmente retas foram encurvadas b) O círculo inicial não tornou-se uma elípse 11-COMPONENTES DA DEFORMAÇÃO Os 4 principais componentes da deformação são: a) Translação b) Rotação c) Distorção (deformação interna) d) Variação de volume (Dilatação) As condições físicas reinantes durante a deformação são fundamentais no comportamento do corpo submetido a acção de esforços. Para um mateial geológico qualquer , as condições físicas são:
   1. Pressão hidrostática/litostática
   2. Temperatura( as quais dependem da profundidade onde ocorre a deformação)
   3. Condições termodinâmicas
   4. Esforço aplicado a rocha Nessas condições as deformações podem ser rúpteis ou dúcteis, isto é, podem respectivamente, quebras e descontinuidades ou apenas deformação plástica, sem perda de continuidade. Um corpo ao se deformar pode sofrer distorções, que apresentam comportamenros mecânicos distintos, deformações podem ser recuperáveis, isto é, um corpo pode sofer contração ou estiramento quando submetido á acção ce esforço, porém, quando esses esforços são retirados o corpo retorna a sua forma e posição originais. Este de deformçaõ é denominada elástica.

12-EXAMINANDO O FACTORES QUE DETERMINAM UMA ROCHA SE

ROMPER OU SOFRER APENAS FLEXÃO

O exame da influência da pressão hidrostática/litostática, da temperatura e da velocidade de deformação no comportamento dúctil ou rúptil das rochas, durante o processo deformacional ,permite uma melhor compreensão do processo. Pressão hidrostática ou litostática: é a pressão vertical em um determinado ponto da crosta terrestre, que é igual a presssão exercida pelas rochas sobrejacentes. Rochas submetidas as pressões elevadas por longo períoo de tempo , não apresentam grande resistência aos esforços, ao contrário, Fluem como se fosse um líquido extremamente viscoso. Os ensaios laboratoriais em amostras de rochas, mostram que o aumento da prssão confinante que desempenham o papel da pressão litostática torna as rocha mais resistentes ao fraturamento, fazendo com a deformação ocorra no campo dúctil Temperatura: A temperatura no interior da terra aumenta com a profundidade ; o gradiente térmico médio é da ordem de 20ºC/km , podendo entretanto, em algumas regiões, chegar a cerca de 100ºC/km.Com o aumento da temperatura, a rocha se deforma mais facilmente, isto é, um menor esforço é necessário para causar uma deformação, fenômeno este acompanhado pelo abaixamento do limite de plasticidade do material. Com a profundidade, há o aumento da pressão litostática, e da temperatura fazendo com que a rocha se deforme plasticamente, retardando assim a ruptura. Velocidade ou taxa de deformação: Corresponde á deformação ocorrida em uma rocha durante o intervalo de tempo. Na natureza ,essas deformações são extremamente lentas, da ordem de 5 a 10% em um milhão de anos. 13-AS TEXTURAS DAS DEFORMAÇÕES

As forças que provocam o falhamento das rochas, são a causa principal dos sismos ou tremores de terra, podem ser distensivas ou compressivas. As distensivas (ou de distensão) originam as falhas chamadas normais ou direitas. As compressivas originam as falhas chamadas inversas. Em ambos os casos podemos falar de movimentação “para baixo” ou “para cima” ao longo do plano de falha. Esta movimentação pode ser medida: é o chamado rejeito (ou rejeto) da falha. Mas há ainda um terceiro tipo de falhas em que a movimentação se faz “para o lado” (ou seja, na horizontal): são as falhas de desligamento ou transcorrentes. 14.3-FALHAS NORMAIS E FALHAS INVERSAS As falhas normais são mais frequentes do que as falhas inversas. E porquê? Porque as forças compressivas produzem mais facilmente dobras do que falhas inversas. O plano de falha é muitas vezes realçado por uma massa de fragmentos rochosos partidos (brecha de falha) ou moídos (argila de falha) 14.4-FALHA DE DESLIGAMENTO Nas falhas de desligamento, o rejeito mede-se na horizontal. Estas falhas são as mais fáceis de identificar (sobretudo num mapa), sempre que um dado corpo geológico (filão, estrato…) é intersetado pela falha). Devido à fricção exercida nas rochas, este tipo de falhas, mais talvez do que os outros dois, tende a ocupar zonas onde a erosão é mais fácil. Assim se forma uma parte dos vales.. A maneira pela qual as rochas deformam-se depende do tipo de força às quais elas estão submetidas e às condições sob as quais as forças são aplicadas. Certas camadas enrugam-se, formando dobras, e outras fraturam. Existem dois tipos de fraturas: as juntas e as falhas. Uma junta é uma fissura ao longo da qual não houve um movimento apreciável. Por outro lado, uma falha é uma fratura com movimento relativo das rochas em ambos os lados paralelos à fratura. As juntas e as falhas informam aos geólogos algo a respeito das forças que a região sofreu no passado.

Fig(tipos de falhas) 15-JUNTAS As juntas são encontradas em quase todas as exposições. Algumas são causadas por forças tectônicas. Como qualquer outro material facilmente quebrável, as rochas frágeis, quando submetidas a pressões, fraturam mais facilmente ao longo de defeitos ou pontos fracos. Esses defeitos podem ser pequenas fissuras, fragmentos ou outros materiais, ou mesmo fósseis. As forças regionais - compressivas, extensivas ou de cisalhamento , que há muito tempo desapareceram, podem deixar um conjunto de juntas como registro da sua atuação. As juntas também podem formar-se como resultado de uma expansão e contração não-tectônica das rochas. Os padrões regulares de juntas são freqüentemente encontrados em plútons e lavas que se resfriaram, contraíram e fraturaram. A erosão pode eliminar as camadas superficiais, diminuindo a pressão confinante nas formações sotopostas, e permitindo que as rochas expandam-se e quebrem-se ao longo dos defeitos. Quando uma formação rochosa fratura-se em muitos lugares e desenvolve juntas, estas são, geralmente, apenas o início de uma série de mudanças que vai alterá-Ia significativamente. Por exemplo, as juntas fornecem canais através dos quais a água e o ar podem atingir a formação em profundidade e acelerar o intemperismo e o enfraquecimento interno da estrutura. Se dois ou mais conjuntos de juntas intersectam-se, o intemperismo pode controlar a quebra da formação em grandes colunas ou blocos 16-COMO AS ROCHAS SÃO DOBRADAS As dobras, assim como as falhas, são assinaturas das forças deformacionais que resultam da tectônica de placas. O termo dobra implica uma camada sedimentar que foi encurvada. A deformação pode ser produzida por forças horizontais ou verticais na crosta, do mesmo modo que pode se dobrar uma folha de papel empurrando um de seus lados contra o

Fig( elementos da dobra)

18-CONCLUSÃO

A busca por informações sobre a deformação a partir de rochas deformadas pode ser uma actividade relevante. Em primeiro lugar a análise permite explorar o estado de deformação da rocha e mapear suas variações em uma amostra, um afloramento ou uma região. Os dados de deformação são importantes no mapeamento e na e na interpretação de zonas de cisalhamento em cinturões orogénicos. As medidas de deformações tambem podem ser usadas para estimar a magnitude do rejeito de uma zona de cisalhamento. Análise da Deformação se encarrega de desenvolver métodos para a avaliação da deformação, a partir de variações geométricas, principalmente de tamanho de marcadores selecionados, em rochas deformadas.