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Lexikon der Geowissenschaften: Deformation

Deformation, 1) Allgemein: Verformung eines Körpers durch das Einwirken äußerer Kräfte. 2) Allgemeine Geologie: Relativbewegungen im Gestein, ausgelöst durch ein Überschreiten der Gesteinsfestigkeit. Die verschiedenen Arten tektonischer Deformation werden als Translation, Rotation und Verformung (Strain) bezeichnet. Beispiele, in denen ein Typ von Relativbewegungen dominiert, ist die Bewegung einer Platte oder auch einer völlig intakten Gleitdecke (Translation), die Kippung eines Blocks (Rotation) und die Abplattung eines Korns (Verformung). Translation und Rotation beschreiben Bewegungen eines rigiden Körpers, in dem sich die Abstände zwischen zwei beliebigen Punkten im Material während der Deformation nicht ändern. Verformung liegt hingegen vor, wenn sich die relative Position von Partikeln innerhalb eines Körpers bei der Deformation ändert. 3) Angewandte Geologie: Verformung, strain, Gestalts- oder Volumenänderung, die ein Körper beim Einwirken einer äußeren Kraft erfährt. Eine Spannungsänderung kann entweder zur bruchartigen Deformation oder zur bruchlosen Deformation führen. Bei der bruchlosen Deformation ist zwischen bleibender (plastischer) und elastischer Deformation zu unterscheiden. Bei der plastischen Deformation verschieben sich die Teilchen im Zusammenhang in Form einer Gleitung gegeneinander. Die Formänderungseigenschaften eines Stoffes hängen ab vom Elastizitätsmodul, der Poissonzahl und dem Schubmodul. Eine Spannungs-Deformation-Kurve ( Abb. ), die sich bei einer Belastung eines Körpers ergibt, kann in mehrere Stadien unterteilt werden:

1. Stadium: Präexistierende Mikrodiskontinuitäten und Poren, die senkrecht zur größten Hauptnormalspannung orientiert sind, werden geschlossen. Dies führt zu einer geringfügigen, aber meist irreversiblen Verkürzung des Körpers. 2. Stadium: Die relative Verkürzung des Körpers nimmt linear mit der aufgebrachten Differentialspannung zu. Dies ist meist reversibel und entspricht dem Verhalten eines linear-elastischen Körpers (Hookesches Gesetz). Der Zustand existiert bis zu einer Verkürzung des Körpers um ein bis zwei Prozent. 3. Stadium: Während der Verkürzung in Stadium 2 erfolgt eine elastische Extension senkrecht dazu. Dadurch kommt es zur Ausbildung von Mikrorissen. Diese bewirken eine irreversible Dilatation senkrecht zur größten Hauptnormalspannung. Es kommt zu einer Volumenvergrößerung des Körpers, bis es schließlich zum Versagen durch Bruch kommt. 4) Geophysik: Die Deformation wird durch den Deformationstensor beschrieben. Eine Deformation eines Körpers kann auch durch das Einwirken von Temperaturänderung erfolgen (thermische Ausdehnung). Verformungsellipsoid, Kontinuumsmechanik, Rheologie.


Deformation: Spannungs-Verformungs-Diagramm. Deformation:

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