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Propiedades físicas de los materiales utilizados

La arena seca y sin cohesión ha sido utilizada comúnmente como material analógico para simular el comportamiento de Coulomb, un comportamiento similar al de las rocas que se deforman en niveles muy superiores de la corteza (e.g. Hubbert, 1937; Mulugeta, 1988). La arena seca compuesta por cuarzo tiene un ángulo de fricción interna (f de la ecuación que aparece en la introducción teórica ) de unos 30º, semejante al de muchas rocas sedimentarias (e.g. McClay, 1990).


En términos de similitudes geológicas, el cociente entre las longitudes de los modelos experimentales y de los ejemplos naturales es frecuentemente de 10-4 a 10-5, por lo que una capa de arena de un centímetro de espesor corresponde a un estrato sedimentario de 100m a 1000m en la naturaleza. Sin embargo, la distribución, el tamaño y la forma de los granos de cuarzo del material analógico no puede ser perfectamente calibrado en un experimento. Consecuentemente, las fallas en los modelos analógicos no son planos discretos sino zonas de cizalla dilatantes de espesor variable (McClay, 1990).


Tres tipos de materiales han sido utilizados para la lámina móvil que simula el despegue basal: a) plástico cuyo nombre comercial es el Glaspak, b) papel vegetal indeformable, y c) papel de lija. El coeficiente de fricción de la arena sobre cada tipo de lámina (mb de la ecuación que aparece en la introducción teórica) ha sido estimado experimentalmente, a partir de la inclinación necesaria para que un cilindro de arena reposando sobre la lámina empiece a deslizarse (Davis et al., 1983). El coeficiente de fricción corresponde con la tangente de este ángulo y vale aproximadamente 0.42 para el Glaspak, 0.50 para el papel vegetal indeformable, y 0.65 para el papel de lija.

3.- Desarrollo progresivo del sistema de cabalgamientos en la cuña

La respuesta a la deformación de un paralelepípedo de arena empujado por un backstop vertical, tal como está esquematizado en la Figura 2, está recogida en los vídeos que se han hecho a partir de los experimentos más representativos (experimentos Vegetal10.wmv, Vegetal15.wmv, Vegetal20.wmv). La deformación finita de la modelización de una de estas cuñas está ilustrado en la Figura 4.

Figura 4. Deformación finita en un ejemplo de cuña formada sobre una lámina de papel vegetal, con un backstop vertical y a partir de un paralelepípedo de 1.5cm de espesor inicial (Vegetal15.wmv).

En esta serie de experimentos, el paralepípedo de arena inicial tiene un espesor variable, de 1.0cm, 1.5cm y 2.0cm, respectivamente. La lámina sobre la que reposa la arena es la misma para los tres experimentos y es de papel vegetal indeformable (coeficiente de fricción basal mb estimado en 0.50). El desarrollo progresivo de la deformación es semejante para todos los experimentos, por lo que se van a describir juntos. Al principio del experimento Vegetal10.wmv, problemas debido a la presencia de electricidad estática sobre el vidrio lateral no nos deja ver el desarrollo de las primeras imbricaciones, pero el desarrollo de los últimos cabalgamientos sigue las pautas que se describen a continuación.

MODELIZACIONES
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