Modelagem numérica de zonas de falhas utilizando o método dos elementos finitos

Abstract

Os processos formadores de estruturas complexas como as zonas de falhas em diferentes regimes tectônicos têm grande relevância na compreensão do comportamento mecânico da litosfera e dos fluídos subsuperficiais. Neste caso, a modelagem numérica apresenta-se como ferramenta fundamental para auxiliar no entendimento destes processos e diminuir as incertezas. Esta dissertação apresenta a modelagem numérica do processo de formação de zonas de falhas em regimes transcorrente, normal e oblíquo, bem como analisar o controle estrutural de falhas pré-existentes. As simulações numéricas foram realizadas aplicando o método dos elementos finitos e com o uso da técnica de descontinuidades fortes incorporadas, utilizando o código in house CODE-BRIGHT. As análises foram divididas em duas etapas. A primeira, com simulações direcionadas ao processo de formação de zonas de falha utilizando o modelo constitutivo elastoplástico de Drucker-Prager, apresentando resultados satisfatórios quanto a avaliação das deformações plásticas como parâmetro da formação de zonas de falha e deslocamentos como indicativo do comportamento rúptil das estruturas formadas. No segundo momento, foram realizadas análises com segmentos de falhas pré-existentes inseridos no contínuo por meio da técnica das descontinuidades fortes, em que foi possível verificar o processo de reativação tectônica dessas estruturas, além da formação de zonas de dano nas extremidades dos segmentos. Por fim, avaliou-se a influência e o controle das estruturas préexistentes na distribuição das tensões no maciço.