mecánica de sólidos 08-1 - ..:: centro de geociencias ...mcerca/mecsol/sesions/017.pdf ·...
Post on 22-Sep-2018
233 Views
Preview:
TRANSCRIPT
Mecánica de Sólidos 08-1Sesión 18
Una visión alternativa al esfuerzo efectivoMineralogía de arcillas en MéxicoFracturas en medios arcillososEstudios de campoCriterios de fracturaZonas de cizalla
Una forma alternativa de ver el esfuerzo efectivo
Traza, primer invariante o parte isotrópica
La segunda invariante se obtiene restando la presión del tensor de esfuerzos
El resultado es una invariante del tensor de esfuerzos deviatoricostambién conocida como “rootmean square” o esfuerzo efectivo de cizalla
Contenido de Agua
Resultados en la secuencia arcillosa de Chalco
Importancia mecánica de las secuencias arcillosas
Carreón-Freyre and Cerca, in press, GSL
Cuenca de México
Mineralogy of clays is the main responsible for the specific physical and mechanical properties of sediments in Chalco. Particularly the high compressibility values.
Mineralogical results from X-Ray diffraction. Allo=Allophane, Mont=montmorillonite
Medición de propiedades físicas de secuencias arcillosas en el laboratorio
Contenido de agua(w %, LL, LP),las características fisico-químicas del agua de poro (CE, TDS), la porporción de fasessolida-líquida-aire(Sw %), la estructura, yla relación de vacios de la fase sólida (e, n, densidadreal y aparente).
Laboratorio de Geomecánica del Centro de Geociencias, UNAM
Determinación delLímite Líquido
Granulometría de finos(texturas)
Hidrómetro de Boyoucos
Deformación y fracturamiento en Chalco
Examples of fractures observed during field and laboratory work. It is possible that groundwater released during stress increase flows through these discontinuities.
Sedimentos lacustres de TexcocoMontecillo, Estado de México
0-0.4 m: Suelo de estructura blanda0.4-0.7 m: Arena volcánica limosa0.7-1.8 m: Arcillas amorfas saturadas
Nivel de aguas freáticas:0.57 m
Muestreo alterado e “inalterado” de suelos
Análisis estratigráfico en perfiles de suelo
Ejemplos de muestras a diferentes profundidades en las cuales la presencia de fracturas es visible a simple vista. Grieta
Diferencias texturales en materiales arcillosos
Perfiles de Muestreo
PERFIL 1
PERFIL 2
ZONA DE FRACTURAMIENTO
ZONA DE FRACTURAMIENTO
ZONA DE FRACTURAMIENTO
Planos de deslizamiento (vertisoles)
DRY SOIL WET SOIL
Craks open Craks wet Craks close
Thrust cones Gilgai formation Horizonation
Slickensides
Upthrust
LEGENDA Horizon
Bkss or Bss Vertic horizons
By, Bky or BC Cambric horizons
C or R Horizons
A B C
D E FDesiccation
cracks
Ilustración esquemática de los posibles estados en la formaciónde "slickensides", "gilgai" y "horizonación cíclica"
(Wilding & Tessier, 1988)
Criterios de ruptura, fractura, (falla)
Fractura de Griffith (Crack, energía elástica)Von Misses (máxima distorsión)Mohr-Coulomb para resistencia a la cizalla simple (corte)
Hay un problema con los esfuerzos en la punta de una fractura plana
Para Δx<<a, y=0
¿Que pasa si Δx tiende a 0?
Fractura de Griffith
E Modulo de Young's, γ energía superficialro es la distancia de equilibrio entre centros atómicos
Resistencia de un material cristalino
Concentración de esfuerzos en una fractura
σapplied esfuerzo aplicado, a la mitad de la longitud de la fractura
ρ radio de curvatura en la punta de la fractura
Resistencia de fractura
γ también puede ser entendida como la velocidad a la cual se absorbe la energía durante el crecimiento de una fractura
Para el caso de una placa con una fractura perpendicular a la carga
γ
γ
Propagación de fracturas
++++ de la deformación se disipa térmicamente+ energía de deformación elástica (elastic strain energy)+ dislocaciones y heterogeneidades
Modelos de disipación termica
Criterio de máxima distorsión de Von Mises
+ aplicable para materiales dúctiles
Φ = J2 − k2
J2= segundo invariante del tensor de esfuerzosK2= esfuerzo de ruptura (cedencia) en cizallaMaxwell 1865, Teoría de flujo J2
Esfuerzo de Von Mises
La ruptura 3D ocurre cuando la energía de distorsión-deformación de Von Mises alcanza aquella requerida para la ruptura en carga uniaxial
2D
Maquina de resistencia al corte
Criterio de Mohr-Coulomb para falla en cizalla
Imaginamos el siguiente experimento y las graficas de los resultados
Criterio de falla no lineal
Cohesión y ángulo instantáneos
Venus EuropaHielo
Falla de San Andres Milonita vista
bajo el microscopio
Física y problemática de las zonas de cizalla
Continuación de la anterior
top related