Reologia Flashcards
(30 cards)
O que é reologia?
É o estudo do comportamento mecânico das rochas.
O que caracteriza um comportamento elástico linear?
A relação entre tensão e distorção é linear, e o material retorna à sua forma original após a remoção da tensão.
Qual equação representa a Lei de Hooke?
σ = Eε, onde E é o módulo de Young.
O que é o critério de ruptura Coulomb-Mohr?
Define a tensão cisalhante τ necessária para a ruptura de um material em função da tensão normal σ, coesão c, e ângulo de atrito interno φ.
Como a pressão de fluidos afeta a ruptura?
Reduz a tensão normal efetiva, facilitando a ruptura da rocha.
Qual a principal característica do comportamento viscoso?
A deformação acumulada não é recuperável quando a tensão desaparece.
Qual a equação de Newton para a viscosidade?
T = nẻ, onde n é a viscosidade e ċ a taxa de deformação.
Qual a diferença entre fluídos Newtonianos e não-Newtonianos?
Nos Newtonianos, a viscosidade é constante; nos não-Newtonianos, varia com a taxa de deformação.
O que é o número de Deborah?
É a razão entre o tempo de relaxação (te) e o tempo de observação (tp), indicando se um material se comporta como sólido ou fluido.
O que caracteriza o comportamento plástico?
O material sofre deformação permanente após atingir um nível crítico de tensão (σ*), conhecido como ‘yield stress’.
Como o módulo de Young influencia o comportamento elástico de um material?
Quanto maior o módulo de Young (E), mais rígido é o material, ou seja, maior a resistência à deformação elástica sob tensão.
Como a equação de Newton da viscosidade pode ser usada para distinguir entre um fluido viscoso e um sólido deformável?
Em um fluido viscoso, a tensão cisalhante é proporcional à taxa de deformação (T = ne), enquanto em um sólido, a tensão pode existir sem deformação contínua.
Por que a ruptura frágil ocorre mais facilmente em profundidades menores da crosta terrestre?
Porque a pressão de confinamento é menor, reduzindo a resistência à fratura do material.
Como o número de Deborah pode ser usado para prever se um material se comportará como um sólido ou fluido?
Se De > 1, o material se comporta como um sólido; se De < 1, comporta-se como um fluido.
Como a tensão diferencial influencia o comportamento das rochas em diferentes condições de pressão e temperatura?
Em baixas pressões e temperaturas, pode levar à ruptura frágil, enquanto em altas pressões e temperaturas favorece a deformação dúctil.
O que acontece com a viscosidade de um fluido não-Newtoniano sob aumento da taxa de deformação?
Depende do tipo de fluido: em fluidos dilatantes (aumenta) ou fluidos pseudoplásticos (diminui).
Qual o impacto da pressão dos fluidos nos critérios de ruptura de Mohr-Coulomb?
A pressão do fluido reduz a tensão normal efetiva, diminuindo a resistência ao cisalhamento da rocha e facilitando a falha.
O que diferencia a deformação plástica da deformação viscosa?
Na deformação plástica, há um limite de tensão necessário para iniciar a deformação, enquanto na deformação viscosa, a deformação ocorre continuamente sem limite inicial de tensão.
Como se pode determinar experimentalmente se um material geológico exibe comportamento elástico, plástico ou viscoso?
Através de testes de compressão e cisalhamento controlados, observando a relação entre tensão aplicada e deformação resultante ao longo do tempo.
Qual a importância da viscosidade na movimentação de rochas na astenosfera?
A viscosidade controla a taxa de fluxo do material do manto, influenciando a convecção mantélica e a tectônica de placas.
Explique como o Número de Deborah (De = tc/tp) relaciona o tempo de relaxação com o tempo de observação.
O Número de Deborah quantifica a ‘liquidez’ de um material: se De > 1, o tempo de relaxação é longo comparado ao tempo de observação, fazendo com que o material se comporte como um sólido; se De < 1, o material se comporta de forma fluida. Essa relação permite interpretar se, em condições tectônicas ou experimentais, a rocha exibirá uma resposta elástica/plástica ou viscoso, influenciando modelos de deformação a longo prazo.
De que forma a taxa de deformação influencia a viscosidade em fluidos não-Newtonianos?
Em fluidos não-Newtonianos, a viscosidade varia com a taxa de deformação. Em fluidos dilatantes, a viscosidade aumenta com a taxa de deformação, enquanto em fluidos pseudoplásticos ela diminui. Essa variação é crucial para entender processos geofísicos, pois altera a forma como o material responde a tensões variáveis, afetando a dinâmica de fluxo em ambientes de alta deformação.
Como a pressão de fluido (pore pressure) modifica a resistência ao cisalhamento segundo o critério de ruptura de Mohr-Coulomb?
A presença de fluidos reduz a tensão normal efetiva, pois a pressão de fluido age contrabalançando a carga aplicada. Segundo Mohr-Coulomb, essa redução diminui a resistência ao cisalhamento da rocha, facilitando a fratura e o deslizamento em falhas.
Esse mecanismo é fundamental para explicar eventos como sismos induzidos e a formação de zonas de enfraquecimento tectônico.
Quais são as limitações da Lei de Hooke na modelagem do comportamento elástico das rochas?
A Lei de Hooke é válida apenas para deformações pequenas e comportamentos lineares. Em rochas, quando as tensões se aproximam de limites críticos ou sob condições de alta pressão e temperatura, ocorrem deformações não lineares, anisotrópicas e heterogêneas, exigindo modelos que incorporem efeitos de não linearidade e possíveis transições para comportamentos plásticos ou viscosos.
