Curso estabilidad de estructuras subterraneas-2021 (2)

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

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

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

Formación casapalca
Capas Rojas de la Formación Casapalca UTM 8708182,367061

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

a) Movimientos Tectónicos
Zonas de Colisión:
Continente v.s C.Oceánica
Oceánica v.s Oceánica
Continente v.s Continente

b) Movimientos Ascensionales del Magma

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

d) Celdas convectivas desarrolladas en el manto

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

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.

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

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).

Tipos de esfuerzos de Deformación

Docente: Ing. Wilver Morales Céspedes
wmorales @unc.edu.pe

Caracterización de Planos
Para describir la orientación de un
plano geológico, se necesitan dos
propiedades.
Rumbo o Dirección de
inclinación
Manteo o Buzamiento

 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.

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.


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.

• 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

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.

Otra definición de Falla:
Son discontinuidades en
rocas a lo largo de las
cuales existe un
desplazamiento diferencial
significativo.

Fallas debido a Esfuerzos Extensivos
Estrías de falla

Fallas debido a Esfuerzos Extensivos

Fallas debido a esfuerzos Extensivos

Fallas
¿Cuál es el labio levantado?
¿es una falla normal
o inversa?
¿Por qué?

• 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

Discordancia angular: la más fácil de reconocer por la diferencia de angularidad entre los depósitos
inferiores, comúnmente plegados y los superiores

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.

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