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Faille et contraintes

  1. Chmiman

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    avril 2016
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    945

    Faille et contraintes

    Bonjour ,


    Pourquoi sous l'action d'une compression , donc de deux forces contraires en sens , une roche va t'elle se casser en une faille oblique et non perpendiculaire ? Comment se fait il que la faille de compression soit en diagonale ?


    Merci de vos réponses

    -----

     


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  2. Tawahi-Kiwi

    Date d'inscription
    novembre 2005
    Localisation
    อาณาจักรล้านนา
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    Re : Faille et contraintes

    Salut,

    Citation Envoyé par Chmiman Voir le message
    Pourquoi sous l'action d'une compression , donc de deux forces contraires en sens , une roche va t'elle se casser en une faille oblique et non perpendiculaire ? Comment se fait il que la faille de compression soit en diagonale ?
    Cela depend de la pression de confinement; eventuellement d'autres parametres lors du cisaillement.

    Si la contrainte est uniaxiale (avec aucune autre contrainte appliquee selon σ2 et σ3 (ou alors, une tension selon σ3)) , alors la fracture se fait plus ou moins parallelement a σ1.
    Lorsque tu augmentes la contrainte compressive suivant un autre axe, la fracture va cesser d'etre sub-parallele a σ1, jusqu'a atteindre 40-45º quand σ1=σ2, particulierement lorsqu'il s'agit de cisaillement.

    Screen Shot 2017-05-10 at 12.04.40 AM.png
    Credit: Joints

    T-K
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  3. Chmiman

    Date d'inscription
    avril 2016
    Messages
    945

    Re : Faille et contraintes

    Donc si j'ai deux contraintes : Une parallèle à l'autre et de sens contraires mais d'intensités égales , la fracture n'a aucune raison d'être oblique ? Et pour résumer ( car je suis en première S ) , en faite cela dépend des insensités des contraints de part et d'autre du bloc et aussi verticalement ? Et selon certains paramètres on peut donc déterminer la nature de la fracture ??
     

  4. Tawahi-Kiwi

    Date d'inscription
    novembre 2005
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    อาณาจักรล้านนา
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    Re : Faille et contraintes

    Citation Envoyé par Chmiman Voir le message
    Donc si j'ai deux contraintes : Une parallèle à l'autre et de sens contraires mais d'intensités égales
    Que veux-tu dire par "contrainte parallèle"?

    Lorsque tu appuies avec ton doigt sur un objet reposant sur une table, la table exerce automatiquement une contrainte opposée de meme intensité. Il est impossible d'avoir autre chose s'il n'y a pas de déplacement.

    La somme des contraintes sur un objet (ici une roche), se donne par 3(4) variables, la contrainte maximale (σ1), la contrainte minimale (σ3) et la contrainte normale (σ2) a ces deux contraintes. Lorsque σ1 >> σ2 et σ3, les fractures ont tendance a etre dans la direction de σ1. Lorsque σ1 =~σ2, les fractures peuvent avoir des angles obliques assez importants.


    Credit: Tulane University

    T-K
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  5. Chmiman

    Date d'inscription
    avril 2016
    Messages
    945

    Re : Faille et contraintes

    Ah , super que vous parliez de forces opposées , je vous poserai ma question à la fin de ce post .
    Pour ce qui est de ma précédente question , j'appelle contraintes parallèles et de sens contraire les forces de compression sur les roches , imaginons une brique que je presse de chaque côté , ma question était de savoir pourquoi la fissure était oblique et pas juste droite ou d'une forme quelquonque , d'où venait ce chevauchement particulier , car si les forces sont rigoureusement parallèles , il n'y a pas de raison que un bloc chevauche l'autre plus que l'autre chevauche l'un .Si les contraintes étaient obliques , je comprendrait volontiers mais là la compression donne lieu à une fissure diagonale alors peut être que c'est juste un fait remarque . Vos schémas ont l'air clair mais ne me parlent peu car je suis en lycée .


    Je reviens sur votre première remarque . J'ai de sacré problèmes avec les forces pourtant je sais qu'on veux rendre cela simple , mais je me permet d'exposer mon idée sur la force de réaction et les forces qui se compensent en général pour que vous puissiez valider Si ma pensée est bonne .

    Moi je raisonne comme ça : un objet est soumis à son poids tout le temps , et a une accélération . Donc il est en mouvement uniforme accélèré( considérons les frottements nuls ). Maintenant je considère un objet qui soudain rencontre une table . Et là , a première vue , à part dire que la table retient l'objet , je peux pas dire grand chose . Je me dis que la force de réaction du support n'est là que pour satisfaire une théorie , celle de Newton . Là où j'ai du mal , c'est car cette force de réaction n'engendre pas de mouvement , et je trouve que ces notions de forces qui se compensent , c'est un peu des définitions qui entrent dans des théories qui marchent pour modéliser ? Car admettons que je fasse le penible et que je dise : Pourquoi deux forces qui se compensent rendent l'objet en équilibre , ou alors pourquoi deux forces qui se compensent sont de sens opposés et d'intensité égale !! Je pense que c'est défini justement pour que cela soit simple dans notre esprtit mais que la nature reste la nature non ? Je sais pas , je me dis que la nature peut être vue de plein d'angles théoriques differents .

    C'est vraiment un sujet qui le tient à coeur car je me torture pas mal l'esprit vis à vis de ça et j'aurais aimé avoir votre avis éclairé .

    Une très bonne soirée , merci !
    Dernière modification par Chmiman ; 09/05/2017 à 20h17.
     


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  6. Tawahi-Kiwi

    Date d'inscription
    novembre 2005
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    Re : Faille et contraintes

    Citation Envoyé par Chmiman Voir le message
    ...les forces sont rigoureusement parallèles , il n'y a pas de raison que un bloc chevauche l'autre plus que l'autre chevauche l'un .
    Le cas ou il n'existe qu'une contrainte appliquee a une roche dans une seule direction, est tres rare. Il y a presque toujours un ensemble de contrainte avec une direction ou la contrainte est maximale, une autre ou elle est minimale. La resultante lors de la rupture est un couple de failles conjuguees formant un angle avec la direction de la contrainte maximale (compensant ainsi l'ensemble des contraintes appliquees a la roche, et pas juste la direction de contrainte maximale).

    Là où j'ai du mal , c'est car cette force de réaction n'engendre pas de mouvement
    C'est pourtant tres commun. La pression est la resultante d'une force n'engendrant aucun mouvement.

    Pourquoi deux forces qui se compensent rendent l'objet en équilibre , ou alors pourquoi deux forces qui se compensent sont de sens opposés et d'intensité égale !!
    Tu remets en cause la notion d'equilibre, qui revient mathematiquement a dire: Pourquoi 5 -5 = 0 ?!?
    Deux forces qui se compensent ne sont pas la meme chose que l'absence de force. Ce que tu appelles ici équilibre, c'est l'absence de mouvement, mais des variables comme la pression ou le poids sur l'objet sont des resultantes des ces forces a l'equilibre.

    Je pense que c'est défini justement pour que cela soit simple dans notre esprtit mais que la nature reste la nature non ?
    C'est une modelisation et idealisation de la realite, mais c'est vrai pour toute les sciences, pas seulement la physique newtonienne.

    T-K
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  7. Chmiman

    Date d'inscription
    avril 2016
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    945

    Re : Faille et contraintes

    Oui mais est ce que les scientifiques ont vu expérimentalement que deux forces s'annulent ou c'est juste un modèle mathématique qui reflète tellement bien la réalité que c'est juste une sorte d'évidence ? Car si je prends un personnage dans l'espace et qu'il est juste soumis à son poids et qu'il s'arrête brutalement, on sait pas pourquoi . C'est facile de dire que si il est immobile c'est que les forces qui s'exercent sur lui s'annulent, mais au final, n'aurait on pas défini l'équilibre comme justement des forces qui s'équilibrent ? Car il a bien du vérifier que le sol exerçait une force sur nous !
     

  8. Tawahi-Kiwi

    Date d'inscription
    novembre 2005
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    8 356

    Re : Faille et contraintes

    Citation Envoyé par Chmiman Voir le message
    Oui mais est ce que les scientifiques ont vu expérimentalement que deux forces s'annulent
    Quand un objet cesse de bouger, c'est une constatation experimentale, qui s'explique par l'absence de force ou une resultante des forces qui est nulle. C'est une evidence experimentale depuis plus de 400 ans et au final, pas besoin d'etre scientifique pour le constater (cf ci-dessous)

    Citation Envoyé par Chmiman Voir le message
    Car si je prends un personnage dans l'espace et qu'il est juste soumis à son poids et qu'il s'arrête brutalement, on sait pas pourquoi . C'est facile de dire que si il est immobile c'est que les forces qui s'exercent sur lui s'annulent, mais au final, n'aurait on pas défini l'équilibre comme justement des forces qui s'équilibrent ? Car il a bien du vérifier que le sol exerçait une force sur nous !
    Ce n'est pas tres clair. Le poids implique qu'il y a une force en jeu, produite par une acceleration.
    S'il s'arrete brutalement, une acceleration opposee a du avoir lieu. Une fois a l'arret, il n'y a plus d'acceleration => plus de resultante de force. C'est soit parce qu'il n'y a plus de forces appliquees sur le personnage, soit parce qu'il y a deux ou plusieurs forces qui s'annullent.
    Dans le premier cas (aucune force), le personnage ne ressentira rien; dans le second cas, le personnage sentira les forces qui sont exercees sur son corps, meme s'il ne bouge pas.

    La chute libre (dans le vide) est tres exactement ce cas. En chute libre, on ne sent pas son poids, mais une force s'applique constamment a nous. Sur le sol (a l'arret donc), deux forces s'appliquent et c'est pour cette raison que l'on resent notre poids.

    Si le sol ne fournissait pas une force equivalente a la force causee par la gravite, tu t'enfoncerais dans le sol. La surface de l'eau (ou des sables mouvants) n'est pas un materiau suffisant pour aller a l'encontre de la force de pesanteur appliquee sur ton corps => tu t'enfonces / coules.

    Peut etre devrais-tu poser ta question dans le forum de physique si cela n'est pas clair.

    T-K
    Dernière modification par Tawahi-Kiwi ; 10/05/2017 à 07h30.
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  9. Chmiman

    Date d'inscription
    avril 2016
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    945

    Re : Faille et contraintes

    Mais je pense que mon problème est davantage conceptuel . Je me demande si c'est juste un objet théorique les forces ou non . Car en vrai quand je suis debout j'ai du mal à imaginer le sol qui exerce une force sur Moi, j'aurais davantage dit qu'il me retenait ou qu'il m'empêchait de tomber . Mais ce que je voulais illustrer , c'est que oui c'est évident si je ne suis plus soumis à l'accélération de pesanteur un truc agit sur Moi , change mon état de mouvement , et on dit que c'est le sol , évident . Mais qui a été le premier à dire que deux forces contraires et d'intensité égales avaient une resultante nulle et que dans cette configuration aucun mouvement ? Car il faut bien admettre cela au début d'un raisonnement , le fait que les forces soient directement opposées et d'intensité égales , car si on dit que une force perpendiculaire à une autre à une resultante nulle , cela aurait pu être le cas , ça ne l'est pas , donc est ce un axiome indémontrable le fait que deux forces opposés s'annulent ?

    Car personnellement c'est facile à conceptualiser ce que vous dites , Car je pourrais demander comment se fait il qu'il faille que deux forces soient opposées pour annuler le mouvement .
    Dernière modification par Chmiman ; 10/05/2017 à 11h30.
     

  10. Tawahi-Kiwi

    Date d'inscription
    novembre 2005
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    Re : Faille et contraintes

    Citation Envoyé par Chmiman Voir le message
    ...si je ne suis plus soumis à l'accélération de pesanteur un truc agit sur Moi , change mon état de mouvement , et on dit que c'est le sol , évident .
    Si le sol (re-)agit sur toi, c'est que l'acceleration de pesanteur est toujours presente; c'est elle qui te donne ton poids.

    Mais qui a été le premier à dire que deux forces contraires et d'intensité égales avaient une resultante nulle et que dans cette configuration aucun mouvement ?
    3eme loi de Newton (Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica, Newton, I., 1687), c'est la loi d'action-reaction.

    Si tu as un probleme conceptuel avec le principe d'action-reaction, tu as tout interet a reposter ta question en physique ou beaucoup d'intervenants seront aptes a te donner une reponse plus pertinente. Ici, on est un peu loin du sujet initial qui est la rupture de materiaux cassants.

    T-K
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