Scherflächen

Scherflächen sind Oberflächen, über die sich Material vorwiegend durch Schub verschiebt. Die Verschiebung ist tangential zur Oberfläche, während die Normalverschiebung klein bleibt. Scherflächen können planar oder gekrümmt sein und entstehen, wenn Scherspannungen dominieren.

Geologie: In der Geologie treten Scherflächen als Bruchflächen oder innerhalb von Scherzonen auf, auf denen Gesteine gegeneinander gleiten. Ihre Orientierung wird durch Strich (Lage der Verschiebung), Dip und Richtung der Bewegungsbahn beschrieben. Transformstörungen oder Strike-slip-Verwerfungen zeigen oft überwiegend schiefe oder rein seitliche Bewegung auf einer vergleichsweise flachen Fläche.

Materialwissenschaft: In Kristallen erfolgt plastische Verformung durch Gleiten von Versetzungen über bevorzugte Gleitsysteme; diese Gleitsysteme definieren Scherflächen, auf denen sich der Stoff wesentlich verschiebt. In Dünn- oder Verbundschichtsystemen können Scherflächen auch als Scherzonen oder Delaminationen auftreten.

Bruchmechanik: Unter Schubbelastung kann sich ein Riss als Scherbruch fortsetzen, insbesondere Mode-II-Scherbruch (in-plane) oder Mode-III-Scherbruch (außerhalb der Ebene). Die resultierenden Bruchoberflächen tragen oft charakteristische Spuren der Scherung.

Ermittlung und Anwendung: Feldkartierung und geologische Beobachtungen; Mikroskopie (optisch, SEM, EBSD) zur Identifikation von Gleitsystemen; 3D-Bildgebung (CT); numerische Modellierung (Finite-Elemente, Versetzungsmechanik) zur Untersuchung von Auslösern, Orientierung und Ausbreitung von Scherflächen.

Siehe auch: Bruchoberfläche, Scherspannung, Gleitsystem, Scherband, Bruchmechanik.