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Module 1: Rheology of Rocks

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Rhéologie complexe

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Bonjour tout le monde.Bienvenue à nouveau dans ce cours de géologie structurelle en ligne sous NPTEL et aujourd'hui nous sommesautour de la conférence numéro 11 et nous étudions la Rheology.Aujourd'hui, nous sommes à notre partie 2 de la conférence de rhéologie.Lors de la dernière conférence, la conférence 10 de rhéologie nous a appris les trois membres de basede rhéologie: la rhéologie élastique, la rhéologie visqueuse et la rhéologie plastique et aujourd'hui, nous apprenons la combinaisonou la rhéologie complexe.Ainsi, dans cette conférence, nous couvrirons la rhéologie des roches comme suit: Matériaux visqueux et élastiques combinés.Donc nous l'appellerons visco-élastique De même, nous combinerons élastique et plastique qui serait de la rhéologie élasto-plastique.Nous combinerons visqueux et plastique.Ce serait votre matériel visco-plastique, et ensuite lors de la prochaine conférence, nous couvrironsexemples des applications de la rhéologie dans la géologie structurale, la tectonique et la géodynamique.Nous commençons donc par une première rhéologie visco-élastique, mais avant cela, nous avons l'airque ce sont les différentes applications de cette rhéologie combinée.So in Aquifères et réservoirs d'eau souterraine et d'hydrocarbures Il est important que nous utilisions une rhéologie complexe ou une rhéologie combinée, un flux magmatique dans les conduits volcaniquesqui nécessite également une rhéologie complexe pour expliquer les mécanismes de flux.En géodynamique, il y a la convection du manteau, les mouvements des plaques, les phénomènes de déglaciation.Tous ces éléments sont expliqués par la rhéologie complexe et si nous en venons à la déformation crustale,la structure ainsi que nous voyons généralement dans le champ, les structures ductiles, le pliage, Partager les localisationset les tremblements de terre qui ne sont pas ductiles mais Ainsi, lesde la rhéologie complexe ou de la rhéologie combinée sont très simples que nous allons voir queélastique, plastique et visqueux qu'il soit linéaire ou non-linéaire sont souventtrop simples pour modéliser et expliquer le comportement de déformation des roches sous certaines conditions.Il est donc important que nous Combiner ces trois types de rhéologie de base afin de décrirela roche naturelle La possibilité de ces combinaisons sont nombreuses comme vous pouvez le voir ici, j'ai ajoutéun ressort et un dashpot, puis j'ai des ressorts de 2 propriétés différentes, puis un dashpot,2 ressorts différents, 2 tableaux de bord différents.Ainsi, vous pouvez les utiliser en parallèle et en série, puis en parallèle et en série et doncon.Ainsi, ce que nous allons apprendre aujourd'hui, ce sont les combinaisons très simples en parallèle et aussien série, en particulier pour visco-élastique Les rhéologies, puis nous allons voir comment expliquer ce queest leur tension de contrainte Dans la précédente conférence, nous avons appris que le comportement élastique n'est pas fonction du temps.Cela signifie qu'il ne dépend pas du temps et nous avons aussi appris si nous considérons la rhéologie visqueuse, alors il est dépendant du temps.Il dépend du taux de déformation.Maintenant, si nous devons combiner ces deux observations, La rhéologie élastique est indépendante du tempset une autre rhéologie visqueuse qui est Comment pouvons-nous l'expliquer en termes de ou comment pouvons-nous l'appliquer dans nos systèmes terrestres?Maintenant, les observations générales que nous avons vues à partir de différents types de mesuresà court terme, à court terme, que les solides cristallins, lorsqu'il déforme, se comportent comme un fluide visqueux dans des échelles de temps géologiquescomme 10 à la puissance 12 secondes ou ainsi de suite, mais le manteau se comporteun solide élastique sur une échelle de temps très faible de 1 à 10 à la puissance 4secondes, mais il montre un Comportement visqueux des échelles de temps lorsqu'il est très élevé 10 à la puissance11 ou 10 à la puissance 17 secondes.Donc, en général, si nous essayons de comprendre que si la déformation est de courte durée, alors les rochesrépondent comme une méthode élastique, mais si elle est très longue, alors elle répond de la manière visqueuse.Ainsi, il s'agit d'une zone où nous pouvons appliquer la rhéologie visco-élastique des combinaisonsd'élasticité et de viscosité.Nous les avons combinés de différentes façons, puis nous pouvons appliquer cette élasticité viscopour expliquer le comportement de la déformation et des matériaux qui font Possèdent la propriétéqui, dans des échelles de temps courtes, se comportent de façon élastique et longue Nous savons que la rhéologie élastique est expliquée par un ressort et que la courbe de déformation élastique estcomme linéaire.C'est votre stress, c'est votre contrainte, et c'est la contrainte par rapport au temps et à la déformationpar rapport au temps, celui-ci et celui-ci pour la viscosité est expliqué par le dashpot, puis ici nous Expliquez généralement la courbe de contrainte par rapport à la courbe de déformation.Et c'est comme ça pour un Maintenant, vous pouvez combiner ces deux rhéologie en parallèle ou en série.Lorsque vous les combinez en parallèle, nous voyons un comportement différent lorsque vous combinez dans la sérienous obtenons un comportement différent et les deux ont des applications en géologie structurale ou en géodynamiqueen général.Donc, laissez-nous d'abord regarder, le premier composant visco-élastique qui Nous parlerons deconnue sous le nom de Kelvin rheology.Depuis Kelvin Le comportement visco-élastique ou les matériaux de Kelvin visco-élastiques, le processus de déformationest réversible, non?C'est la première chose à obtenir, mais la récupération d'accumulation de déformation est extrêmement lente.Ce n'est pas comme les matériaux plastiques et cette rhéologie réelle typique, cette rhéologie de Kelvinest également connue sous le nom de rhéologie firmo-visqueuse ou Voigt.Maintenant, généralement cette rhéologie de Kelvin est expliquée ou nous la modérons lorsque nous ajoutons le ressort et le tableau de bordqui signifie élastique et visqueux en parallèle Arrangement, ce que nous voyons icique j'ai le printemps et en parallèle j'ai un dashpot.Maintenant, la première instruction que nous avons faite dans cette diapositive le processus de déformation est réversible,vous pouvez clairement déterminer si nous restons dans le domaine élastique de ce ressort ne compte pasjusqu'à quel point j'étirez ce résultat il doit revenir à sa position d'origine carest le ressort.Ainsi, cette réponse de la partie visqueuse est importante pour déterminer combien de temps il faudraitpour revenir à sa position car lorsqu'il revient à sa position ou lorsqueil répond à cette position , il n'est plus une fonction du ressort.C'est une fonction de la quantité de ce fluide Permettant à l'ensemble du système de revenir àsa position d'origine.Ainsi, les deux systèmes, dans ce cas, le ressort et ce dashpot visqueux, se déplacent simultanémentsous tension, mais le dashpot retarde l'extension du ressort.Ainsi, lorsque le stress est libéré, le ressort retournera à sa position d'origine.Il essaiera de revenir à sa position d'origine très rapidement, mais de nouveau, le dashpot retournerace mouvement.Ok?Donc, la déformation est fonction du temps Bien que l'intégralité de la déformation soit récupérable.Vous pouvez donc à nouveau voir ceci Je suis désolé.Je suis désolé.Il s'agit du stress et de la déformation par rapport au temps.L'application du stress est très similaire à celle que nous avons appliquée à nos éléments élastiques.Ainsi, nous appliquons le stress instantané ici et là pour un temps, puis relâchez le stress instantanément, puis il reste à 0.La réponse de la souche est très intéressante.Ainsi, lorsque le stress est 0, la souche est 0 au début, mais lorsque nous sommes instantanément Le stress, maintenant parce qu'il a le printemps et le dashpot en parallèle, la souche