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Curso estabilidad de estructuras subterraneas-2021 (2)

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Curso estabilidad de estructuras subterraneas-2021 (2)

  1. 1. UNIVERSIDAD NACIONAL ”SANTIAGO ANTÚNES DE MAYOLO” FACULTAD DE INGENIERIA DE MINAS • SEMANA 1 • CURSO: ESTABILIDAD DE ESTRUCTURAS SUBTERRÁNEAS • CICLO: 2020-II • MODALIDAD : VIRTUAL • TEMA :INTRODUCCIÓN – ESTRUC.GEOLÓGICAS • DOCENTE: ING. MANUEL RASHTA LOCK
  2. 2. I-ESTRUCTURAS GEOLÓGICAS • GEOLOGÍA ESTRUCTURAL • La Geología Estructural se dedica al estudio e interpretación de las estructuras generadas en la corteza terrestre producto de movimientos propios de la dinámica terrestre, mayormente entendidos y tratados por la Tectónica de Placas. • La geología estructural tiene relación directa con disciplinas geológicas como la mecánica de suelos, mecánica de rocas y la geotecnia y , entender cómo se formó el actual modelo topográfico de la superficie terrestre
  3. 3. Estudia las deformaciones y las causas que originaron estas formas que se presentan actualmente GEOLOGÍA ESTRUCTURAL Estudia el desarrollo, los procesos mecánicos y los movimientos de la corteza terrestre
  4. 4. Formación casapalca Capas Rojas de la Formación Casapalca UTM 8708182,367061
  5. 5. El interior de La Tierra está en constante actividad, como lo demuestran principalmente los terremotos y las erupciones volcánicas. Las fuerzas internas que causan estos fenómenos son las que ocasionan las deformaciones de las rocas Movimientos que afectan a la corteza de la tierra: Provienen de las siguientes fuerzas: a) Los movimientos tectónicos. b) Los movimientos ascensionales del magma c) La presión litostática ejercida sobre los fondos marinos, debido a la acumulación de enormes masas de sedimentos. d) La acción de las corrientes de convección del manto terrestre
  6. 6. a) Movimientos Tectónicos Zonas de Colisión: Continente v.s C.Oceánica Oceánica v.s Oceánica Continente v.s Continente
  7. 7. b) Movimientos Ascensionales del Magma
  8. 8. Consecuencia de la posición de los estratos después de haber sufrido grandes presiones tectónicas: las presiones tectónicas se dieron en zonas profundas de la corteza terrestre
  9. 9. d) Celdas convectivas desarrolladas en el manto
  10. 10. Estos movimientos causan deformaciones en las rocas, como:  Pliegues  Fallas  Fracturas  Hundimientos  Levantamientos  Desplazamientos  Comprensión, etc. Que en conjunto dan lugar a las estructuras geológicas actuales…. Todas éstas deformaciones son posibles en la mayoría de las rocas, especialmente en las rocas sedimentarias que son plásticas
  11. 11. Estas estructuras geológicas producidas por estos movimientos son importantes desde el punto de vista económico. Por que algunas estructuras son reservorios de hidrocarburos y gas natural. Otras albergan depósitos de metales (Yacimientos) y son importantes de tener en cuenta cuando se proyectan obras de construcción civil.
  12. 12. MECANISMO DE DEFORMACION DE LAS ROCAS Esfuerzo: Es la cantidad de fuerza que actúa sobre una unidad de roca para cambiar su forma o volumen o ambas cosas. Deformación: La deformación de un cuerpo es el cambio de su forma o volumen bajo la influencia de fuerzas extremas Gráfica esfuerzo-deformación
  13. 13. Deformación de las Rocas
  14. 14. TIPOS DE DEFORMACIÓN • Cuando los materiales se deforman plegándose se habla de deformación dúctil y cuando se fracturan se habla de deformación frágil. Según el comportamiento de la roca, puede hablarse de deformación elástica, deformación plástica y deformación frágil. • Deformación elástica. Una roca tiene comportamiento cuando, tras cesar el esfuerzo, la roca deformada recupera su forma original. En general, las rocas son poco elásticas en niveles muy superficiales de la corteza terrestre, pero sí pueden serlo cuando se encuentran sometidas a una gran presión litostática y niveles más profundos. • Una definición general sería: • La capacidad de ciertos materiales de deformarse ante la aplicación de un esfuerzo exterior y volver a sus dimensiones originales pasado dicho esfuerzo. • Deformación plástica. Cuando la roca sometida a una deformación elástica supera su límite elástico, sufre una deformación plástica, tras la que ya no puede recuperar su forma original. «No hay separación de puntos contiguos del material, como ejemplo -los pliegues-«. Si se supera el límite de plasticidad, las rocas se fracturan y pasan a comportarse como cuerpos frágiles. • Definición General: • Cuando se somete un material a esfuerzos que los llevan a sobrepasar su límite elástico, ocurre que sus deformaciones se vuelven irreversibles o permanentes. • Deformación frágil. Existe deformación permanente y también interrupción entre puntos contiguos del material (fallas, diaclasas, cabalgamientos y mantos de corrimiento).
  15. 15. Tipos de esfuerzos de Deformación
  16. 16. Docente: Ing. Wilver Morales Céspedes wmorales @unc.edu.pe
  17. 17. Docente: Ing. Wilver Morales Céspedes wmorales @unc.edu.pe
  18. 18. Caracterización de Planos Para describir la orientación de un plano geológico, se necesitan dos propiedades. Rumbo o Dirección de inclinación Manteo o Buzamiento
  19. 19.  Rumbo: Tendencia o dirección del estrato; se define como la dirección de la línea producida por la intersección de la superficie representada por el estrato inclinado con una superficie horizontal, en el caso del ejemplo representada por el terreno horizontal  Manteo o Buzamiento: Angulo de inclinación máxima, es perpendicular al rumbo. Este dato se plotea en un mapa sobre un color que representa un código de descripción de la roca de la orientación de los estratos se puede inferir la orientación y forma de las estructuras.
  20. 20. Docente: Ing. Wilver Morales Céspedes wmorales @unc.edu.pe
  21. 21. wmorales @unc.edu.pe
  22. 22. Tipos de Pliegues
  23. 23. wmorales @unc.edu.pe
  24. 24. PARTES DE UN PLIEGUE. Las partes de los pliegues que pueden identificarse y nos permiten definirlos y clasificarlos son:  Líneas de cresta. Las curvas que unen los puntos más elevados de la superficie curvada.  Línea de valle. Las curvas que unen los puntos más bajos de la superficie curvada.  Flanco. Cada uno de los lados del pliegue.  Eje. Lugar de los puntos de curvatura máxima. También se puede definir como la línea que resulta de la intersección entre el pliegue y el plano axial.  Plano axial. Superficie que contiene los ejes de los pliegues de varios estratos.  Inmersión. Es el ángulo que forma una línea (o eje del pliegue) con el plano horizontal medido sobre un plano vertical que contenga esa línea. El valor de la inmersión de una línea varía entre 0º y 90º. 
  25. 25. CLASIFICACIÓN DE PLIGUES DE ACUERDO AL PLANO AXIAL. Existen diferentes clasificaciones que emplean criterios distintos para denominar los pliegues. La clasificación que se presenta en este apartado es una de las más claras, y tiene en cuenta la inclinación del plano axial:  Pliegue recto. La superficie del plano axial es vertical.  Pliegue inclinado. La superficie axial está inclinada. En este caso los flancos no tienen necesariamente el mismo buzamiento, y si uno de ellos rebasa la verticalidad, entonces tenemos un flanco invertido.  Pliegue tumbado. La superficie del plano axial es horizontal.  Pliegue en abanico. Tiene vergencias en dos direcciones opuestas, con dos planos axiales que se abren en forma de abanico.
  26. 26. • TIPOS DE PLIEGUES • • Lascaracterísticas de los pliegues varía con la naturaleza de las rocas y de los esfuerzos que han registrado. • • Enfunción del plano axial podemos definir • – Pliegues simétricos, • – Pliegues asimétricos • – Pliegues recumbentes (plano axial cerca de la horizontal) Docente: Ing. Wilver Morales Céspedes wmorales @unc.edu.pe
  27. 27. Docente: Ing. Wilver Morales Céspedes wmorales @unc.edu.pe
  28. 28. FALLAS – DIACLASAS DEFORMACIONES FRÁGILES: DIACLASAS Y FALLAS. Un material tiene comportamiento frágil cuando se rompe fracturándose bruscamente tras ser sometido a un esfuerzo. Cuando en el estudio de las rocas se hace referencia a la deformación frágil, se apunta a la fracturación de los materiales en forma de diaclasas o fallas. DIACLASAS. Una diaclasa es un plano de fractura a favor del cual no se produce desplazamiento de los bloques que quedan a ambos lados de esta. FALLAS. Las fallas constituyen la deformación frágil más frecuente en Geología, y por lo tanto, al igual que en el caso de los pliegues, se trata de uno de los elementos más representados en Geología Estructural. Pueden tener longitudes desde pocos metros hasta centenares de kilómetros, como por ejemplo la de San Andrés en California. Los movimientos repentinos de las fallas son normalmente los responsables de la mayoría de los terremotos. Las fallas antiguas suelen ser inactivas.
  29. 29. Docente: Ing. Wilver Morales Céspedes wmorales @unc.edu.pe
  30. 30. Otra definición de Falla: Son discontinuidades en rocas a lo largo de las cuales existe un desplazamiento diferencial significativo.
  31. 31. wmorales @unc.edu.pe
  32. 32. Docente: Ing. Wilver Morales Céspedes wmorales @unc.edu.pe
  33. 33. FALLAS NORMALES
  34. 34. Fallas debido a Esfuerzos Extensivos Estrías de falla
  35. 35. wmorales @unc.edu.pe
  36. 36. wmorales @unc.edu.pe
  37. 37. Sobrescurrimientos
  38. 38. Sobrescurrimientos
  39. 39. Fallas Normales
  40. 40. Docente: Ing. Wilver Morales Céspedes wmorales @unc.edu.pe
  41. 41. Docente: Ing. Wilver Morales Céspedes wmorales @unc.edu.pe
  42. 42. Fallas debido a Esfuerzos Extensivos
  43. 43. Docente: Ing. Wilver Morales Céspedes wmorales @unc.edu.pe
  44. 44. Fallas debido a esfuerzos Extensivos
  45. 45. Docente: Ing. Wilver Morales Céspedes wmorales @unc.edu.pe
  46. 46. Docente: Ing. Wilver Morales Céspedes wmorales @unc.edu.pe
  47. 47. Fallas ¿Cuál es el labio levantado? ¿es una falla normal o inversa? ¿Por qué?
  48. 48. Docente: Ing. Wilver Morales Céspedes wmorales @unc.edu.pe
  49. 49. • DISCONTINUIDADES ESTRATIGRÁFICAS DISCORDANCIAS • • Estratos concordantes: depositados sin interrupción • • Discontinuidades estratigráficas: Interrupciones en la • sedimentación y/o rupturas en el registro geológico • – Interrupción de La sedimentación • – Erosión que elimina parte de las rocas ya formadas • – Reinicio de depositación • – El levantamiento y la erosión son seguidos de subsidencia y nueva erosión • – Acontecimientos geológicos significativos en la historia de la Tierra
  50. 50. Discordancia angular: la más fácil de reconocer por la diferencia de angularidad entre los depósitos inferiores, comúnmente plegados y los superiores
  51. 51. Corte Geologico
  52. 52. Docente: Ing. Wilver Morales Céspedes wmorales @unc.edu.pe
  53. 53. Diferentes rocas se comportan diferente en un campo de fuerzas. Generalmente algunos materiales prefieren una deformación plástica, otros se rompen. El estrato a la derecha es más antiguo y muestra una escasa cantidad de fracturas. Las calizas de color café (izquierda) muestran una cantidad enorme de fracturas (diaclasas) bien definidas. El estrato café se encuentra encima del estrato con pocas fracturas. El conjunto de fracturamiento y ausencia del fracturamiento se puede explicar por diferentes comportamientos en un campo de fuerzas.
  54. 54. Docente: Ing. Wilver Morales Céspedes wmorales @unc.edu.pe
  55. 55. Docente: Ing. Wilver Morales Céspedes wmorales @unc.edu.pe

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