Studio di Attrito e “Healing” in un gouge carbonatico di faglia in condizioni idrotermali

In questa tesi viene illustrato uno studio di attrito e “Healing” in un gouge di faglia di composizione carbonatica in condizioni idrotermali. È stato condotto un esperimento di attrito su povere di calcite, per simulare un gouge di faglia carbonatico, nell’apparato “Low to High Velocity Rotary Shear Apparatus (ROSA)” nel laboratorio di meccanica delle rocce del dipartimento di Geoscienze dell’Università di Padova. Il gouge è stato sottoposto a uno scivolamento iniziale e successivamente a sequenze “ slide-hold-slide” , in cui periodi di scivolamento (slide) sono alternati a periodi di stasi variabili (hold da 3 a 58.400 s) che simulano un periodo intersimico lungo la faglia sperimentale. Le condizioni sperimentali imposte sono state: Sforzo normale efficace σn=20 MPa, pressione dei fluidi (acqua) Pf= 7 MPa, velocità di scivolamento v= 10 mm/s e temperatura T= 80°C. L’analisi preliminare dei dati ha permesso di trovare il valore del coefficiente di attrito (m) tramite il calcolo di “shear stress” (t) e il “normal stress”(s) agenti sul campione. Dai plot Tempo vs. Coefficiente di attrito e Rigetto vs. Coefficiente di attrito si è derivato il coefficiente Dm, ovvero la differenza tra il valore del coefficiente di attrito allo steady state (quando il campione ricomincia a scivolare) e il valore del coefficiente di attrito di picco (quando il campione inizia il tempo di hold). Si è osservato che non è presente frictional healing positivo soprattutto durante i primi slide-hold-slide. Solo negli hold più lunghi si è osservato un Dm leggermente positivo ad indicare una parziale ripresa della resistenza al taglio del gouge di faglia.