En el apoyo a terrenos con análisis de fracturas, la geotecnia utiliza la fractura (geología) para evaluar y reforzar el substrato terrestre. Esto implica analizar los patrones y distribuciones de fracturas para entender su impacto en la estabilidad del suelo y las rocas. Al integrar datos de fractura (geología) en sus evaluaciones, los ingenieros geotécnicos pueden diseñar cimientos y otros elementos estructurales que acomoden o mitiguen los efectos de las fracturas. Tales análisis son críticos en áreas propensas a deslizamientos de tierra o subsidencia, donde la comprensión de la mecánica de fracturas puede guiar el desarrollo de sistemas de soporte de suelo más seguros y estables.«Geología de ingeniería para rocas subterráneas - Suping Peng, Jincai Zhang»
Una zona de fractura en geología se refiere a una región en la corteza terrestre donde las rocas han experimentado una fracturación significativa y desplazamiento a lo largo de una falla o serie de fallas. Estas fracturas, también conocidas como zonas de cizalla, pueden extenderse por varios kilómetros y generalmente están vinculadas a fuerzas tectónicas, como movimientos de placas o estrés cortical. Las zonas de fractura a menudo exhiben un patrón distintivo de fracturas rocosas, harina de falla y características generadas por fallas, las cuales pueden influir en varios aspectos geotécnicos, como el flujo de agua subterránea, la estabilidad de la roca y el potencial de actividad sísmica.«Fundamentos de geología de ingeniería Tony Waltham Taylor Francis E»
| Tipo de Fractura | Tipo de Roca | Longitud Típica (m) | Ancho Típico (mm) | Espaciado Típico (m) | Orientación | Condiciones Geológicas | Ubicaciones Comunes |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Juntas | Sedimentaria | 0.5 - 10.0 | 2 - 20 | 1 - 5 | Variable | Campo de esfuerzo uniforme, baja deformación | Caras de acantilado, cortes de carreteras |
| Fallas | Ígnea | 26 - 173 | 29 - 165 | 15 - 50 | Lineal, a menudo vertical o muy inclinada | Alto esfuerzo de corte, actividad tectónica | Cordilleras, zonas sísmicas |
| Fisuras | Metamórfica | 3 - 13 | 22 - 95 | 2 - 8 | Usualmente paralela a la dirección del esfuerzo | Alta presión, esfuerzo térmico | Cerca de regiones volcánicas, en el subsuelo profundo |
| Venas | Todos los tipos | 0.5 - 50.0 | 10 - 84 | 4 - 20 | Variable, a menudo sigue el camino más débil | Rellenas de minerales, actividad hidrotermal | Zonas mineras, ventilas hidrotermales |
La geotecnia juega un papel crucial en el análisis de la interacción entre la fractura y la calidad de la roca. Entender cómo se forman y propagan las fracturas en las formaciones rocosas es esencial para evaluar la estabilidad de estructuras y diseñar soluciones de ingeniería efectivas. Al evaluar la calidad de las rocas, los ingenieros geotécnicos pueden evaluar su resistencia, permeabilidad y durabilidad, y tomar decisiones informadas sobre materiales de construcción, diseño de cimientos y adecuación del sitio. Este campo interdisciplinario combina geología, principios de ingeniería y diversos métodos de prueba para asegurar la construcción segura y confiable de proyectos de infraestructura que van desde edificios hasta presas y túneles. Al investigar la interacción entre fractura y calidad de la roca, la geotecnia contribuye a minimizar riesgos y optimizar el rendimiento de estructuras en una amplia gama de aplicaciones de ingeniería.«Relación entre el espaciado de fracturas y el espesor de la capa»
138.webp)
El plagioclasa, un grupo común de minerales silicatos, típicamente muestra buen clivaje debido a su estructura cristalina. Tiende a romperse a lo largo de planos de enlace atómico débil, lo que resulta en superficies lisas y planas. Sin embargo, el plagioclasa también puede mostrar fractura, especialmente cuando se somete a un estrés o impacto significativo, lo que hace que el mineral se rompa de manera desigual o en fragmentos irregulares.«Mapeo semi-automático de estructuras geológicas utilizando datos fotogramétricos basados en UAV: un enfoque de análisis de imágenes»
Los dos tipos principales de fracturas en geología son las fracturas tensionales (extensionales) y las fracturas por cizalla. Las fracturas tensionales ocurren cuando las rocas se estiran y se separan, resultando en una separación a lo largo de un plano lineal o curvo. Las fracturas por cizalla, por otro lado, ocurren cuando las rocas se deslizan una past la otra en un movimiento lateral, causando que se rompan y dejen una zona de falla. Ambos tipos de fracturas juegan un papel significativo en procesos geológicos, como la formación de fallas, redes de juntas y el movimiento del agua subterránea.«Relación entre conductividad hidráulica y propiedades de fracturas estimadas a partir de pruebas de empaquetamiento y datos de perforación en un granito fracturado»
Los minerales se fracturan debido a la ruptura de los enlaces atómicos dentro de su estructura cristalina. Esto puede ocurrir cuando las fuerzas externas, como la presión o el impacto, superan la resistencia de los enlaces atómicos. Los minerales frágiles, que tienen flexibilidad limitada, tienden a fracturarse fácilmente, mientras que los minerales dúctiles tienen una mayor capacidad de deformación. Las fracturas pueden ocurrir a lo largo de planos cristalinos o a través de trayectorias aleatorias dependiendo de la estructura interna del mineral. Factores como la composición del mineral, la temperatura, la presión y la tasa de deformación afectan el comportamiento de la fractura. Comprender la mecánica de fracturas es crucial para diversas aplicaciones, incluyendo la exploración mineral, la ingeniería de rocas y las evaluaciones geotécnicas.«Modelado micromecánico de la respuesta macromecánica y el comportamiento de fractura de la roca utilizando el método de variedades numéricas»
Las fracturas en geotecnia pueden clasificarse basándose en su orientación, forma y modo de desplazamiento. Las clasificaciones de orientación incluyen fracturas de deslizamiento lateral, de deslizamiento vertical y oblicuas. Las clasificaciones de forma incluyen fracturas de tensión (extensión), fracturas de corte (falla) y fracturas de compresión (juntas). La clasificación del modo de desplazamiento incluye fracturas de apertura (tensil), cierre (compresiva) y deslizamiento (corte). Estas clasificaciones ayudan a los ingenieros geotécnicos a evaluar la estabilidad y comportamiento de las masas de roca y suelo, ya que las fracturas influyen significativamente en factores como la permeabilidad, la resistencia y las características de deformación.«Edición temática sobre hidromecánica en geología y geotecnia Hydrogeology Journal»
