Los efectos de las fracturas en el flujo de agua subterránea son una preocupación significativa en la geotecnia, ya que las fracturas pueden mejorar la permeabilidad de las formaciones rocosas, facilitando el movimiento del agua a través de capas de otra manera impermeables. Este aspecto de la fractura (geología) es particularmente importante en el diseño y construcción de estructuras subterráneas, sistemas de suministro de agua y sistemas de eliminación de residuos. Los ingenieros geotécnicos estudian la orientación, el espaciamiento y la conectividad de las fracturas para entender y modelar los patrones de flujo de agua subterránea. Este conocimiento es crucial para predecir el impacto de la construcción en los recursos de agua subterránea y para diseñar medidas para proteger la calidad del agua. Además, comprender la relación entre las fracturas y el flujo de agua subterránea es esencial para evaluar los riesgos asociados con la migración de contaminantes y para desarrollar estrategias efectivas de gestión del agua subterránea.«Fracturas en rocas en procesos geológicos - Agust Gudmundsson»
Una fractura geológica es una ruptura o grieta en la corteza terrestre o formaciones rocosas. Estas fracturas pueden ocurrir debido a fuerzas naturales como la actividad tectónica, el estrés por compresión o tensión, o incluso procesos de meteorización. Las fracturas geológicas juegan un papel significativo en la geotecnia ya que pueden afectar la estabilidad de las masas rocosas y contribuir al movimiento de aguas subterráneas. Comprender las características y propiedades de las fracturas es crucial para evaluar peligros geológicos y diseñar estructuras de ingeniería en formaciones rocosas.«Modelo constitutivo para fracturas en roca: revisitando el modelo empírico de Barton»
| Tipo de Fractura | Tipo de Roca | Longitud Típica (m) | Ancho Típico (mm) | Espaciamiento Típico (m) | Orientación | Condiciones Geológicas | Ubicaciones Comunes |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Juntas | Sedimentaria | 0.5 - 10.0 | 2 - 19 | 1 - 5 | Variable | Campo de esfuerzo uniforme, baja deformación | Caras de acantilados, cortes de carreteras |
| Fallos | Ígnea | 10 - 181 | 19 - 179 | 16 - 42 | Lineal, a menudo vertical o muy inclinado | Alto esfuerzo de corte, actividad tectónica | Cordilleras, zonas sísmicas |
| Fisuras | Metamórfica | 1 - 13 | 5 - 88 | 2 - 8 | Generalmente paralelas a la dirección del esfuerzo | Alta presión, esfuerzo térmico | Cerca de regiones volcánicas, profundamente bajo tierra |
| Venas | Todos los tipos | 0.5 - 50.0 | 12 - 85 | 1 - 16 | Variable, a menudo sigue el camino más débil | Relleno mineral, actividad hidrotermal | Zonas mineras, respiraderos hidrotermales |
En conclusión, la geotecnia desempeña un papel crucial en la comprensión de los efectos de las fracturas sobre el flujo de aguas subterráneas. A través de un análisis y evaluación cuidadosos de las condiciones del subsuelo, los ingenieros geotécnicos pueden proporcionar valiosas percepciones sobre cómo las fracturas impactan el movimiento y la distribución del agua subterránea. Este conocimiento es esencial para la planificación y el diseño adecuados de estructuras, así como para la gestión efectiva de los recursos hídricos. Al estudiar el comportamiento de las fracturas y su influencia en el flujo de aguas subterráneas, los ingenieros geotécnicos pueden contribuir a la utilización sostenible y protección de este recurso natural vital.«El comportamiento tensión-deformación del material rocoso relacionado con la fractura bajo compresión»
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La fractura es una propiedad de las rocas y minerales que se refiere a cómo se rompen o fracturan cuando están sujetos a estrés. Al examinar el tamaño, la forma y el patrón de las fracturas, los geólogos pueden identificar ciertos minerales o tipos de rocas. Por ejemplo, los minerales con fractura concoidea, como el cuarzo, se rompen con superficies lisas y curvas, mientras que algunas rocas, como el granito, exhiben un patrón de fractura grueso e irregular. Al analizar estas características de fractura, los geólogos pueden distinguir entre diferentes minerales y rocas presentes en una muestra.«Variaciones en el escalado del tamaño de la apertura en un conjunto de fracturas de modo de apertura de baja deformación, arenisca Cozzette, Colorado»
La roca más probable de fracturarse en lugar de doblarse es una roca frágil. Las rocas frágiles tienen una capacidad limitada para sufrir deformación plástica, llevando al desarrollo de fracturas cuando están sometidas a estrés. Ejemplos de rocas frágiles incluyen el granito, el basalto y el cuarzo. Estas rocas tienden a romperse a lo largo de planos de debilidad en lugar de doblarse bajo el estrés. Por el contrario, las rocas dúctiles como la pizarra o la arcilla tienen una mayor capacidad para deformarse y son más propensas a doblarse en lugar de fracturarse bajo el estrés.«Mapeo de susceptibilidad a deslizamientos mediante correlación entre topografía y estructura geológica: el área de Janghung, Corea»
La fractura conchoidal es una superficie de fractura lisa y curva que se asemeja al interior de una concha marina. Es un tipo de fractura comúnmente observado en materiales frágiles como el vidrio, los minerales y las rocas. El término conchoidal proviene de la palabra griega konchē, que significa concha marina. Esta fractura ocurre cuando un material se rompe a lo largo de superficies curvas debido a la liberación de energía almacenada. Las características distintivas de la fractura conchoidal incluyen líneas suaves y curvas y ondas concéntricas, que se crean a medida que la fractura se propaga hacia afuera desde el punto de impacto o estrés.«Un enfoque de modelado de campo de fase de propagación de fracturas en medios poroelásticos»
El ángulo de fricción de la roca fracturada puede variar significativamente dependiendo de varios factores, incluyendo el grado de fracturación, el tipo de roca y las condiciones de estrés. En general, la roca fracturada tiene un ángulo de fricción más bajo en comparación con la roca intacta. El rango puede variar de 20 a 40 grados o incluso más bajo en masas rocosas altamente fracturadas. Es importante evaluar las condiciones específicas de la roca fracturada para determinar el ángulo de fricción apropiado para análisis geotécnicos y aplicaciones.«Simulaciones de fractura y fragmentación de materiales geológicos utilizando análisis combinado FEMDEM y SPH (conferencia) OSTI.GOV»
