AULA03_COMPORTAMENTO_ROCHAS_DEFORMACAO

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AULA 04 
COMPORTAMENTO DAS ROCHAS EM RELAÇÃO À 
DEFORMAÇÃO 
Disciplina: Geologia Estrutural (IA-280) 
Professores: Alan Wandrley A. Miranda 
 Alexis R. Nummer 
Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro 
Instituto de Agronomia 
Departamento de Geociências 
Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro 
Instituto de Agronomia 
Departamento de Geociências 
Plano de Aula 
Comportamento das rochas em relação à deformação 
Uma introdução aos conceitos sobre reologia 
Comportamento elástico 
Comportamento plástico 
Comportamento Viscoso 
Comportamento visco-elástico 
 
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Comportamento das rochas em relação à deformação 
O que é reologia? 
Consiste no estudo das propriedades mecânicas (comportamento físico-químico) de 
sólidos, fluidos e gases. 
Nós dependemos da reologia... 
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Comportamento elástico 
Materiais elásticos 
Um material elástico resiste às mudanças na sua forma, entretanto, deforma-se de 
acordo com a magnitude da força ou stress aplicado. Por outro lado, uma vez retirado 
o stress, o material adquire sua forma original. 
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Comportamento elástico 
Elasticidade linear 
Nessa situação ocorre uma relação linear entre a força aplicada e a deformação 
causada no material de propriedade elástica. 
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Comportamento elástico 
Elasticidade sem função linear (non-elastic strain) 
A maior parte dos materiais elásticos não possuem relação linear entre o stress e o strain! 
A trajetória da curva que representa a deformação no material elástico é exatamente a 
mesma durante e após o retorno do referido material a sua forma original. 
Quando isso 
não ocorre... 
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Comportamento elástico 
Na deformação elástica, o estiramento axial de um determinado objeto é 
acompanhado da diminuição da sua espessura (“afinamento”). 
O encurtamento será o mesmo em qualquer posição perpendicular à 
direção de estiramento 
Em um o determinado objeto com propriedade de elasticidade linear foi 
aplicado uma carga de 4 unidades de peso, curiosamente, o objeto foi 
estirado em 3 vezes o seu comprimento original. 
O strain permanente é uma característica marcante da deformação de 
comportamento elástico. 
( ) 
( ) 
( ) 
( ) 
F 
V 
V 
F 
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Comportamento viscoso 
Em um material de comportamento idealmente viscoso, não existe 
recuperação de sua forma original após a remoção do stress. 
? 
O stress é proporcional à taxa de strain 
A deformação é irreversível! 
Neste caso, nós podemos dizer que o material é perfeitamente viscoso... 
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Comportamento viscoso 
Nós podemos dizer que uma deformação de comportamento viscoso é 
dependente do ...................... e ....................., ou seja, um stress elevado implica 
em uma acomodação do .................... ou fluxo mais ..................... . 
Nós podemos dizer que uma deformação de comportamento viscoso é dependente 
do stress e da taxa de strain, ou seja, stress elevado implica em uma acomodação 
do strain ou fluxo mais rápido 
STRESS TAXA DE STRAIN 
STRAIN RÁPIDOS 
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Comportamento viscoso 
O conceito de VISCOSIDADE RELATIVA é um fator importante para a geologia, 
uma vez que, ele tem relação direta com a competência das rochas. 
Competência é a resistência de uma rocha em relação a outra 
de composição distinta, quando submetidas ao mesmo tipo 
de deformação. 
? 
Temperatura + Pressão + Tempo 
Devemos sempre considerar os fatores... 
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Um pouco sobre competência das rochas... 
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Comportamento viscoso 
A relação entre stress e taxa de strain pode exibir funções não lineares, sugerindo que 
a viscosidade seja alterada de acordo com a taxa de strain. Isto implica em situações 
mais adequadas para a deformação atuante em rochas. 
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Comportamento viscoelástico 
As rochas podem exibir as propriedades de materiais idealmente elásticos ou 
viscosos. 
Tempo 
St
ra
in
 
Stress 
 aplicado 
Stress 
 removido 
Recuperação 
atrasada 
Elástico 
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Comportamento viscoelástico 
As rochas podem exibir as propriedades de materiais idealmente elásticos ou 
viscosos. 
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Terremotos e tremores secundários 
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Variações do modelo viscoelástico 
Elástico e viscoso acima do stress limite 
Taxa de strain controlada pela viscosidade 
Combinação de strain permanente e não 
permanente ? 
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Variações do modelo viscoelástico 
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Variações do modelo viscoelástico 
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Variações do modelo viscoelástico 
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Comportamento Plástico Fluxo em rocha sólida? 
A primeira pergunta que devemos fazer... 
Qual a principal diferença entre fluidos e sólidos em relação ao stress? 
Sólidos podem resistir ao stress, enquanto materiais fluidos não podem. 
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Comportamento Plástico Fluxo em rocha sólida? 
Requerimentos para deformação plástica. 
Precisamos adquirir condições em que o strain seja permanente 
Condição perfeitamente plástica 
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Comportamento Plástico Fluxo em rocha sólida? 
Requerimentos para deformação plástica. 
Precisamos adquirir condições em que o strain seja permanente 
Quando o stress é removido após uma deformação elasto-plástica, a 
deformação plástica deve permanecer. 
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Comportamento Plástico Fluxo em rocha sólida? 
Requerimentos para deformação plástica. 
Precisamos adquirir condições em que o strain seja permanente 
Para uma deformação ser chamada de plástica, o material envolvido durante o 
processo, não pode exibir fraturas na escala de observação. 
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Comportamento Plástico 
A deformação (strain) plástica consiste na mudança permanente da forma ou tamanho 
de um objeto (rocha), sem evidências de fraturas, acumulada ao longo do tempo por 
um determinado stress até atingir o limite elástico do material envolvido em todo o 
processo. 
A deformação (strain) plástica consiste na mudança ........................... da ................... ou 
tamanho de um objeto (rocha), sem evidências de ...................., acumulada ao longo 
do tempo por um determinado ........................... até atingir o limite ..................... do 
material envolvido em todo o processo. 
FORMA PERMANENTE 
FRATURAS 
STRESS ELÁSTICO 
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Endurecimento ou amaciamento da deformação (Strain hardening and softening) 
Rochas não se comportam como materiais perfeitamente plásticos. 
Eventualmente, temos que aumentar o esforço para conseguir aquilo que desejamos! 
O cofre endureceu o nosso trabalho! Então, precisamos 
de mais esforço. 
Work hardening! 
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Endurecimento ou amaciamento da deformação (Strain hardening and softening) 
Rochas não se comportam como materiais perfeitamente plásticos. 
Em termos de strain, ao precisarmos de mais stress para deformar uma rocha, 
significa que estamos em uma condição de strain hardening. 
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Endurecimento ou amaciamento da deformação (Strain hardening and softening) 
Strain softening 
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Endurecimento ou amaciamento da deformação (Strain hardening and softening) 
Strain softening 
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Strain hardening and softening (Relação Stress, strain e tempo) 
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Strain hardening and softening 
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Relação de stress, strain e temperatura 
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Deformação dúctil VS deformação rúptil 
Deformação dúctil VS deformação rúptil 
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