Τάση και παραμόρφωση

Views:
 
     
 

Presentation Description

No description available.

Comments

Presentation Transcript

Τάση και παραμόρφωση:

Τάση και παραμόρφωση Αλέξανδρος Χατζηπέτρος users.auth.gr/ac

Πώς παραμορφώνονται τα πετρώματα;:

2 Πώς παραμορφώνονται τα πετρώματα; Οι τεκτονικές δυνάμεις δρουν συνεχώς στη λιθόσφαιρα και προκαλούν τη συμπίεση, τον εφελκυσμό, τη θραύση και την πτύχωση των πετρωμάτων. Η ενεργειακή πηγή είναι η θερμότητα της Γης, η οποία μετατρέπεται σε μηχανική ενέργεια. 05:35 chatzipetros.weebly.com

Τάση:

3 Τάση Η ομογενής τάση είναι η συνθήκη κατά την οποία η τάση που ασκείται σε ένα σώμα είναι ίση σε όλες τις κατευθύνσεις. Στα πετρώματα είναι επίσης και περιοριστική τάση, επειδή κάθε σώμα πετρώματος στη λιθόσφαιρα περιορίζεται από τα άλλα πετρώματα γύρω του. Η διαφορική τάση είναι η τάση που δεν είναι ίση σε όλες τις διευθύνσεις. 05:35 chatzipetros.weebly.com

Διαφορικές τάσεις:

4 Διαφορικές τάσεις Υπάρχουν τρία είδη διαφορικών τάσεων: Εφελκυστική τάση, που επιμηκύνει το πέτρωμα. Συμπιεστική τάση, που επιβραχύνει το πέτρωμα. Διατμητική τάση, που προκαλεί πλάγια παραμόρφωση. 05:35 chatzipetros.weebly.com

Slide 5:

Απαραμόρφωτο πέτρωμα Εφελκυστική τάση Συμπιεστική τάση Διατμητική τάση 05:35 chatzipetros.weebly.com 5

Το ελλειψοειδές των τάσεων:

6 Το ελλειψοειδές των τάσεων 05:35 chatzipetros.weebly.com

Στάδια παραμόρφωσης:

7 Στάδια παραμόρφωσης Όταν ένα πέτρωμα υπόκειται σε πιέσεις, τότε περνά από τρία στάδια παραμόρφωσης με την αύξηση της τάσης: Ελαστική παραμόρφωση είναι μία αναστρέψιμη αλλαγή στον όγκο ή στο σχήμα ενός πετρώματος. Πλαστική παραμόρφωση είναι μία μη αναστρέψιμη αλλαγή στο σχήμα και / ή στον όγκο ενός πετρώματος που ξεπέρασε το ελαστικό όριο. Θραυσιγενής παραμόρφωση είναι η θραύση του πετρώματος όταν ξεπεραστεί τόσο το ελαστικό, όσο και το πλαστικό όριο παραμόρφωσης. 05:35 chatzipetros.weebly.com

Slide 8:

Γενικά, η παραμόρφωση δίνεται από τον παρακάτω τύπο: L 0 : αρχικό μήκος L 1 : τελικό μήκος Σε ένα στερεό η παραμόρφωση υπολογίζεται από τον τύπο: V 0 : αρχικός όγκος V 1 : τελικός όγκος 05:35 chatzipetros.weebly.com 8

Slide 9:

Ελαστικό όριο Θραύση Παραμόρφωση Τάση Ελαστική παραμόρφωση Πλαστική παραμόρφωση Παραμένουσα παραμόρφωση 05:35 chatzipetros.weebly.com 9

Πλαστική παραμόρφωση και θραύση:

10 Πλαστική παραμόρφωση και θραύση Ένα θραυσιγενές (εύθραυστο) σώμα παραμορφώνεται με διάρρηξη. Όσο ψηλότερη είναι η θερμοκρασία, τόσο περισσότερο πλαστικό και λιγότερο θραυσιγενές γίνεται το σώμα. Τα πετρώματα είναι θραυσιγενή στην επιφάνεια της Γης, αλλά στο βάθος, όταν η θερμοκρασία ανέβει λόγω της γεωθερμικής βαθμίδας, γίνονται πλαστικά. 05:35 chatzipetros.weebly.com

Slide 11:

Θραυσιγενή πετρώματα: πολύ μικρή πλαστική παραμόρφωση πριν τη θραύση. Πλαστικά πετρώματα: μεγάλη πλαστική παραμόρφωση πριν τη θραύση. 05:35 chatzipetros.weebly.com 11

Περιοριστική τάση:

12 Περιοριστική τάση Η περιοριστική τάση είναι μία ομοιόμορφη συμπίεση του πετρώματος, η οποία οφείλεται στο βάρος όλων των υπερκείμενων πετρωμάτων (λιθοστατική πίεση). Η υψηλή λιθοστατική πίεση αποτρέπει τη δημιουργία ρωγμώσεων και έτσι ελαττώνει τις θραυσιγενείς ιδιότητες. Αυτός είναι ένας ακόμη λόγος γιατί τα πετρώματα μπορούν να πτυχωθούν. 05:35 chatzipetros.weebly.com

Θραύση:

13 Θραύση Όλα τα άτομα ενός στερεού μεταδίδουν την τάση που ασκείται σε αυτή. Όταν η τάση ξεπερνά τη δύναμη των δεσμών μεταξύ των ατόμων τότε ένα από τα παρακάτω μπορεί να συμβεί: Τα άτομο μετακινούνται σε μία άλλη θέση του κρυσταλλικού πλέγματος για την ανακούφιση της πίεσης (μεταμόρφωση). Οι δεσμοί διαρρηγνύονται και συμβαίνει θραύση. 05:35 chatzipetros.weebly.com

Ρυθμός παραμόρφωσης:

14 Ρυθμός παραμόρφωσης Ο ρυθμός παραμόρφωσης περιγράφει την παραμόρφωση ενός πετρώματος με το χρόνο. Ο ρυθμός παραμόρφωσης είναι ο ρυθμός με τον οποίο ένα πέτρωμα αλλάζει το σχήμα του ή τον όγκο του. Όσο χαμηλότερος είναι ο ρυθμός παραμόρφωσης, τόσο περισσότερο ευνοείται η πλαστική παραμόρφωση. 05:35 chatzipetros.weebly.com

Slide 15:

Χαμηλή θερμοκρασία, υψηλός ρυθμός παραμόρφωσης Υψηλή θερμοκρασία, υψηλός ρυθμός παραμόρφωσης Υψηλή θερμοκρασία, χαμηλός ρυθμός παραμόρφωσης 05:35 chatzipetros.weebly.com 15

Ενισχύοντας την πλαστικότητα:

16 Ενισχύοντας την πλαστικότητα Οι υψηλές θερμοκρασίες, οι υψηλές ομογενείς τάσεις και οι χαμηλοί ρυθμοί παραμόρφωσης (χαρακτηριστικά του βαθύτερου φλοιού και του μανδύα): Ελαττώνουν τις θραυσιγενείς ιδιότητες. Ενισχύουν τις πλαστικές ιδιότητες. 05:35 chatzipetros.weebly.com

Η σύσταση επηρεάζει την πλαστικότητα (1):

17 Η σύσταση επηρεάζει την πλαστικότητα (1) Η σύσταση ενός πετρώματος επηρεάζει τις ιδιότητές του. Ο χαλαζίας, ο γρανάτης και ο ολιβίνης είναι πολύ θραυσιγενείς. Οι μαρμαρυγίες, η άργιλος, ο ασβεστίτης και η γύψος είναι πλαστικά. Η παρουσία νερού σε ένα πέτρωμα μειώνει τη θραυστικότητα και αυξάνει την πλαστικότητα. Το νερό επηρεάζει τις ιδιότητες αδυνατίζοντας τους χημικούς δεσμούς στα ορυκτά και σχηματίζοντας υμένες γύρω από τους κρυστάλλους. 05:35 chatzipetros.weebly.com

Η σύσταση επηρεάζει την πλαστικότητα (2):

18 Η σύσταση επηρεάζει την πλαστικότητα (2) Τα πετρώματα που παραμορφώνονται σχετικά εύκολα με πλαστική παραμόρφωση είναι οι ασβεστόλιθοι, τα μάρμαρα, οι σχιστόλιθοι και οι φυλλίτες. Τα πετρώματα που συνήθως παραμορφώνονται με θραυσιγενή αντί για πλαστική παραμόρφωση είναι οι ψαμμίτες, οι χαλαζίτες, οι γρανίτες, οι γρανοδιορίτες και οι γνεύσιοι. 05:35 chatzipetros.weebly.com

Αντοχή των πετρωμάτων (1):

19 Αντοχή των πετρωμάτων (1) Η αντοχή των πετρωμάτων στη Γη δεν αλλάζει ομοιόμορφα με το βάθος. Υπάρχουν δύο μέγιστα στο γράφημα αντοχής με βάθος. Η αντοχή εξαρτάται από τη σύσταση, την θερμοκρασία και την πίεση. Τα πετρώματα στο φλοιό είναι πλούσια σε χαλαζία, έτσι οι μηχανικές ιδιότητες του χαλαζία παίζουν σημαντικό ρόλο στην αντοχή του φλοιού. Η αντοχή αυξάνει μέχρι το βάθος των 15 km . Πάνω από τα 15 km τα πετρώματα θραύονται και παραμορφώνονται με θραυσιγενή παραμόρφωση. 05:35 chatzipetros.weebly.com

Αντοχή των πετρωμάτων (2):

20 Αντοχή των πετρωμάτων (2) Κάτω από τα 15 km οι διαρρήξεις γίνονται λιγότερο συχνές επειδή ο χαλαζίας γίνεται πιο ασθενής και τα πετρώματα γίνονται γρήγορα πλαστικά. Τα πετρώματα στο μανδύα είναι πλούσια σε ολιβίνη. Ο ολιβίνης έχει μεγαλύτερη αντοχή από το χαλαζία και έτσι η αλλαγή των ιδιοτήτων (θραυσιγενής – πλαστική) απαντάται σε βάθος 40 km. 05:35 chatzipetros.weebly.com

Slide 21:

Αντοχή του πετρώματος Βάθος Μετάβαση θραυσιγενούς-πλαστικής παραμόρφωσης στο φλοιό Μετάβαση θραυσιγενούς-πλαστικής παραμόρφωσης στο μανδύα Βάση του φλοιού Λιθόσφαιρα Ασθενόσφαιρα ΦΛΟΙΟΣ ΜΑΝΔΥΑΣ 05:35 chatzipetros.weebly.com 21

Αντοχή των πετρωμάτων (3):

22 Αντοχή των πετρωμάτων (3) Στους περίπου 1.300 o C, η αντοχή των πετρωμάτων είναι πάρα πολύ μικρή. Η θραυσιγενής παραμόρφωση δεν είναι πλέον δυνατή. Η διακοπή των θραυσιγενών ιδιοτήτων σημαίνει τη μετάβαση από τη λιθόσφαιρα στην ασθενόσφαιρα. 05:35 chatzipetros.weebly.com

Απότομες κινήσεις:

23 Απότομες κινήσεις Οι απότομες κινήσεις προκαλούνται από τη θραύση των πετρωμάτων και την κίνηση κατά μήκος των διαρρήξεων. Η τάση συσσωρεύεται αργά έως υπερνικηθεί η τριβή, οπότε και παρατηρείται απότομη ολίσθηση Η μεγαλύτερη κάθετη μετατόπιση που παρατηρήθηκε ποτέ ήταν στο σεισμό της Αλάσκας το 1899 με μέγιστη τιμή τα 15 m . 05:35 chatzipetros.weebly.com

Βαθμιαίες κινήσεις:

24 Βαθμιαίες κινήσεις Οι βαθμιαίες κινήσεις είναι η αργή ανύψωση, καταβύθιση ή οριζόντια μετατόπιση τεμαχών. Οι τεκτονικές κινήσεις είναι βαθμιαίες. Η κίνηση επάνω σε ρήγματα είναι συνήθως, αλλά όχι πάντα, απότομη. 05:35 chatzipetros.weebly.com

Slide 25:

05:35 chatzipetros.weebly.com 25

Ενδείξεις παραμόρφωσης:

26 Ενδείξεις παραμόρφωσης Η τεκτονική γεωλογία είναι η μελέτη της παραμόρφωσης των πετρωμάτων. Σύμφωνα με το νόμο της αρχικής οριζοντιότητας τα ιζηματογενή στρώματα αποτίθενται σε οριζόντια θέση. Αν παρατηρηθούν κεκλιμένα, προκύπτει ότι μεσολάβησε μία τεκτονική παραμόρφωση. 05:35 chatzipetros.weebly.com

Κλίση και παράταξη:

27 Κλίση και παράταξη Η κλίση ενός επιπέδου είναι η γωνία που σχηματίζει το δεδομένο επίπεδο με το οριζόντιο επίπεδο. Η παράταξη ενός επίπεδο είναι το αζιμούθιο (η γωνία με το Βορρά) που σχηματίζει η τομή του δεδομένου επιπέδου με το οριζόντιο επίπεδο. 05:35 chatzipetros.weebly.com

Slide 28:

05:35 chatzipetros.weebly.com 28

Slide 29:

05:35 chatzipetros.weebly.com 29

authorStream Live Help