Resistência ao cisalhamento de solos não saturados : análise experimental e teórica

Um equipamento triaxial convencional originalmente utilizado para ensaios em amostras de solos saturados saturada foi modificado para que fosse possível a realização de ensaios triaxiais em solos não saturados. As principais modificações foram a instalação de uma pedra cerâmica de alto valor de entrada de ar (300 kPa) na nova base da câmara triaxial e uma nova linha de aplicação de pressão para aplicação de pressão de ar na amostra. A técnica de translação de eixos é utilizada para evitar cavitação no sistema de aplicação de pressão. O solo estudado nesta pesquisa consiste de um colúvio de arenito localizado nas encostas da Formação Serra Geral, entre os municípios de Timbé do Sul (SC) e São José dos Ausentes (RS). Ensaios triaxiais convencionais foram realizados nas condições drenado e não drenado em amostras indeformadas para tensões de confinamento iniciais variando de 50 até 500 kPa; ensaios triaxiais convencionais foram realizados na condição drenada em amostras remoldadas para as tensões de confinamento iniciais de 50, 100 e 200kPa. Ensaios triaxiais com sucção controlada foram realizados na condição drenado em amostras indeformadas para as tensões normais líquidas de 50, 100, 150 e 200 kPa em níveis de sucção variando de 25 até 150 kPa. A partir dos resultados dos ensaios triaxiais determinou-se os parâmetros de resistência ao cisalhamento: c’ – intercepto coesivo efetivo; f´ - ângulo de atrito interno efetivo; fb – ângulo de atrito interno que quantifica a contribuição da sucção na resistência ao cisalhamento. O comportamento encontrado foi de uma envoltória de resistência ao cisalhamento não saturada bilinear com acréscimo na resistência ao cisalhamento para baixos níveis de sucção até aproximadamente 75 kPa, e após um decréscimo na resistência ao cisalhamento. A tensão normal líquida não influencia no valor de fb e a sucção não provoca alteração no valor de f´. O valor de fb apresenta valores superiores ao valor de f´, quando se utiliza o critério de ruptura clássico de resistência ao cisalhamento. Alguns critérios de determinação dos valores máximos de ruptura foram aplicados para um melhor entendimento do comportamento resistente deste material.

Fósforo disponível determinado por lâmina de resina enterrada

O uso de lâminas de resina de troca aniônica enterradas no solo permite simular, em parte, o comportamento das raízes das plantas em relação à absorção de P. Essa técnica, utilizada diretamente no solo nas mesmas condições que se cultivam as plantas, sem a necessidade de amostragem do solo, poderia ser uma metodologia promissora de determinação da disponibilidade de P para as culturas. Para testar a validade da técnica, foi realizado um experimento em casa de vegetação, com cinco solos e dois teores de P em que as lâminas de resina foram enterradas no solo na instalação do mesmo (dia zero) e retiradas aos 2, 5, 10, 20 e 40 dias depois, para avaliar a extração de P em diferentes solos mantidos com umidade próxima da capacidade de campo, cultivados com milho (método resina-cc), e em solos mantidos saturados com água, sem cultivo e cultivados com arroz (método resina-sat). Também retiraram-se amostras de solo para determinar o P extraído pelos métodos da resina em lâminas padrão, Mehlich-1 e Mehlich-3, para correlacionar com o P extraído pelas culturas. O método Mehlich-1 extraiu, em média, 1,3 e 1,9 vez menos P do que os métodos da resina padrão e Mehlich-3, respectivamente, e o método da resina-cc extraiu em média 2,2 vezes menos P do que o método da resina-sat. Os coeficientes de determinação entre o P extraído pelos métodos e o P absorvido pelo milho e arroz aumentaram, em média, na sequência resina-cc < resina padrão < Mehlich-1 < Mehlich-3 < resina-sat. O período de 10 dias de contato da resina com o solo foi o método que melhor estimou o P extraído pelas culturas do milho e arroz. Conclui-se que o método da resina-sat pode ser utilizado eficientemente para estimar o P do solo disponível para as plantas.

Sobrevivência e crescimento inicial de Ocotea pulchella (Lauraceae) em uma floresta de restinga da Ilha do Cardoso, SP

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Sobrevivência e crescimento inicial de Ocotea pulchella (Lauraceae) em uma floresta de restinga da Ilha do Cardoso, SP

Neste trabalho, avaliou-se os efeitos de fatores ambientais na sobrevivência e crescimento inicial de Ocotea pulchella (Nees) Mez numa floresta de restinga. Os ensaios consistiram do plantio de mudas classificadas em dois grupos de idade (plântulas e juvenis) em diferentes áreas selecionadas quanto à cobertura vegetal (clareiras ou sub-bosque) e umidade do solo (secos e úmidos). As plantas de ambas as idades apresentaram a maior taxa de mortalidade no sub-bosque úmido, onde se observou os valores mais baixos de luz fotossinteticamente ativa e fertilidade do solo. A sobrevivência de plântulas correlacionou-se positivamente ao crescimento, que por sua vez, foi favorecido em clareiras, sugerindo uma dependência da espécie em relação a ambientes mais iluminados, embora essa possa ocupar o sub-bosque em fisionomias mais abertas como as restingas. Em juvenis, a sobrevivência foi relacionada principalmente aos fatores edáficos; o crescimento em altura foi muito baixo, não sendo constatado incremento significativo de área foliar nem de matéria seca em nenhum dos ambientes, o que pode estar relacionado ao caráter oligotrófico do solo. Os juvenis em sub-bosque de solo úmido apresentaram ao final do experimento os menores valores de altura, área foliar, razão de área foliar, razão de massa foliar e taxa de assimilação líquida, sugerindo que baixas irradiâncias associadas a solos saturados e quimicamente pobres podem restringir o recrutamento da espécie no local estudado. Todavia, o comportamento de certa forma generalista para as condições de luz e umidade do solo, indica uma alta capacidade de O. pulchella em colonizar distintos micro-ambientes da restinga, onde se observa uma grande variação espaço-temporal de fatores ambientais.

Danos em edifícios devidos a assentamentos por colapso em solos não saturados

A saturação do solo de fundação de um edifício pode estar associada a danos neste, por intermédio de assentamentos de colapso. A anulação da sucção matricial, que representa o efeito das forças inter-partículas de natureza capilar, é responsável por estes assentamentos. Neste trabalho utilizou-se um algoritmo especificamente formulado para simular os assentamentos por colapso. Foram feitas análises numéricas dos assentamentos e danos provocados na fachada em alvenaria de um edifício pela saturação ocorrida numa zona do solo de fundação. Foi estudada a influência dos seguintes factores: a sucção inicial do solo, o grau de pré-consolidação do solo e a extensão e localização da zona saturada.

Desenvolvimento de um modelo fractal para a estimativa da condutividade hidráulica de solos não saturados

Baseado nos conceitos da geometria fractal e nas leis de Laplace e de Poiseuille, foi criado um modelo geral para estimar a condutividade hidráulica de solos não saturados, utilizando a curva de retenção da água no solo, conforme representada por um modelo em potência. Considerando o fato de que este novo modelo da condutividade hidráulica introduz um parâmetro de interpolação ainda desconhecido, e que, por sua vez, depende das propriedades dos solos, a validação do modelo foi realizada, utilizando dois valores-limite fisicamente representativos. Para a aplicação do modelo, os parâmetros de forma da curva de retenção da água no solo foram escolhidos de maneira a se obter o modelo de van Genuchten. Com a finalidade de obter fórmulas algébricas da condutividade hidráulica, foram impostas relações entre seus parâmetros de forma. A comparação dos resultados obtidos com o modelo da condutividade e a curva experimental da condutividade dos dois solos, Latossolo Vermelho-Amarelo e Argissolo Amarelo, permitiu concluir que o modelo proposto é simples em sua utilização e é capaz de predizer satisfatoriamente a condutividade hidráulica dos solos não saturados.

Estudo geotécnico sobre a erodibilidade de solos residuais não saturados

A erodibilidade, particularizada como a susceptibilidade a erosão hídrica por fluxo superficial concentrado, é uma das propriedades de comportamento dos solos de maior complexidade pelo grande número de variáveis intervenientes. Estudada por diferentes áreas do conhecimento (Agronomia, Hidráulica, Geologia de Engenharia e Engenharia Geotécnica), tem no meio geotécnico a maior lacuna na sua quantificação e entendimento dos mecanismos envolvidos. O presente trabalho apresenta um estudo sobre a erodibilidade de solos residuais tropicais e subtropicais não saturados a partir de quatro perfis representativos dos processos erosivos e solos envolvidos na Região Metropolitana de Porto Alegre. Os solos dos principais horizontes de cada um destes perfis foram caracterizados física, química e mineralogicamente. As propriedades de resistência ao cisalhamento e colapsibilidade foram avaliadas por ensaios de cisalhamento direto convencionais e com controle de sucção e por ensaios de colapsibilidade em oedômetros, respectivamente. A erodibilidade foi avaliada em laboratório, diretamente por meio de ensaios de Inderbitzen e indiretamente por diferentes critérios e parâmetros baseados em outras características físicas e propriedades dos solos. A análise conjunta do comportamento dos solos em campo frente a erosão, da avaliação direta e indireta da erodibilidade e das propriedades geomecânicas investigadas conduziram à formulação de uma proposta de abordagem geotécnica para a erodibilidade dos solos residuais tropicais e subtropicais não saturados. Nesta proposta destaca–se a avaliação direta da erodibilidade por ensaios de Inderbitzen e a indicação de solos potencialmente erodíveis baseada no teor de finos, na plasticidade, no parâmetro K da USLE, na Razão de Dispersão de Middleton, na classificação e critério de erodibilidade MCT e na variação da coesão com a saturação pelo parâmetro variação de coesão (Δc) proposto. A proposta de abordagem geotécnica para a previsão da erodibilidade dos solos visa dotar o engenheiro geotécnico de uma ferramenta destinada à avaliação do potencial erosivo dos terrenos antes de uma iniciativa de ocupação urbana ou implantação de qualquer outra obra de engenharia. Esta avaliação é o passo inicial no direcionamento de medidas preventivas e que visem minimizar o impacto da obra ao meio físico natural, no que se refere a erosão hídrica por fluxo superficial concentrado.

Variação da resistividade elétrica para três solos não saturados

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Um instrumento para medida de potencial matricial nos solos sem ocorrência de cavitação

A tensão nos solos tem sido vista pelos cientistas do solo como um aspecto de importância crescente sendo bastante usada como informação relevante na agricultura desde o início do século passado. Seu conhecimento permite melhores intervenções antrópicas não só em aspectos relativos à vegetação e a agricultura, mas também no que concerne à estabilidade de um talude. Para medir a tensão no solo tensiometros cada vez mais sofisticados tem sido desenvolvidos. É apresentado neste trabalho o estado da arte da evolução dos tensiômetros, além do desenvolvimento de um deles, o qual mede valores de tensão de até pelo menos 1.500 kPa. Diversos protótipos foram preparados. Observou-se que se comportam diferentemente de acordo com as características de seus componentes, sem grande influência nos resultados nos domínios de leitura possíveis em cada caso. Assim, os efeitos de tipo de transdutor, tamanho do reservatório de água, dimensões e permeabilidade ao ar da pedra porosa foram analisados, monitorando-os quando instalados em lisímetros, junto com outros equipamentos, como equitensiômetros e TDRs. Os resultados mostraram que o protótipo pode ser usado in situ e em laboratório, sendo facilmente adaptável para uso em oedômetro ou aparelho de ensaio triaxial. Comentários sobre o papel das forças atrativas de Van der Waals na cavitação do sistema são também apresentados, esclarecendo-se os procedimentos para deslocamento do ponto de cavitação para limites superiores com a diminuição dos possíveis núcleos de gás no sistema.

Estudo do comportamento mecânico de solos lateríticos da formação barreiras

Os solos residuais tropicais são solos que tem sido objeto de pesquisa devido às suas peculiaridades em relação aos solos sedimentares. Estes solos sofrem alterações de suas características devido às condições geológicas nas quais são formados e em consequência apresentam uma composição mineralógica diferenciada. O presente trabalho apresenta um estudo sobre o comportamento mecânico de três solos residuais tropicais pertencentes a jazidas do Estado da Paraíba, no nordeste do Brasil O comportamento mecânico foi avaliado em termos de resistência ao cisalhamento e compressibilidade na condição compactada (não saturada) e após foi realizada uma análise conjunta de tais propriedades com as características químicas e mineralógicas dos solos. O programa experimental constou de ensaios edométricos e ensaios de cisalhamento direto nas condições saturadas e não saturadas. Este trabalho apresenta ainda uma análise dos vazios existentes nas várias condições de compactação, através da técnica de porosimetria por intrusão de mercúrio e microscopia ótica. Os resultados mostraram que o comportamento mecânico não saturado recebe a influência da densidade e do teor de umidade inicial de compactação, bem como da composição química-mineralógica e do tipo de poro presente na estrutura. Foi verificada a influência da sucção nos parâmetros de resistência ao cisalhamento não saturados e nas características de compressibilidade.

Carta de risco de colapso de solos para a área urbana do município de Ilha Solteira-SP

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Ocorrência, comportamento e impactos ambientais provocados pela presença de antimicrobianos veterinários em solos

Antimicrobials, among other veterinary drugs, are used worldwide in industry and agriculture to protect animal health and prevent economic loss. In recent years, they have been detected in various environmental compartments, including soil, surface and groundwater and have become a topic of research interest. Emphasizing this class of compounds, this review presents the different pathways which veterinary drugs enter in the environment, in particular contaminate soils. Also are presented regulatory aspects and guidelines, adsorption/desorption and degradation of these compounds in soils and the consequences of its dispersal in the environment.

Métodos probabilístico e determinístico para diagnóstico da necessidade de subsolagem de solos agrícolas

This paper presents two techniques to evaluate soil mechanical resistance to penetration as an auxiliary method to help in a decision-making in subsoiling operations. The decision is based on the volume of soil mobilized as a function of the considered critical soil resistance to penetration in each case. The first method, probabilistic, uses statistical techniques to define the volume of soil to be mobilized. The other method, deterministic, determines the percentage of soil to be mobilized and its spatial distribution. Both cases plot the percentage curves of experimental data related to the soil mechanical resistance to penetration equal or larger to the established critical level and the volume of soil to be mobilized as a function of critical level. The deterministic method plots showed the spatial distribution of the data with resistance to penetration equal or large than the critical level. The comparison between mobilized soil curves as a function of critical level using both methods showed that they can be considered equivalent. The deterministic method has the advantage of showing the spatial distribution of the critical points.

Avaliação de solventes de extração por ultrassom usando-se cromatografia líquida de alta eficiência para a determinação de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos em solos contaminados

A method using ultrasonication extraction for the determination of 17 polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), selected by the USEPA and NIOSH as "consent decree" priority pollutants, in soil by High Performance Liquid Chromatography (HPLC) was studied. Separation and detection were completed in 20 min with a C18 columm, acetonitrile-water gradient elution and ultraviolet absorption and fluorescence detections. The detection limits, for a 10 µL of solution injection, were less than 9,917 ng/g in UV detection and less than 1,866 ng/g in fluorescence detection. Several organic solvents were tested for extraction of the 17 PAHs from soils. Acetone was the best solvent among the three solvents tested, and the order of the extraction efficiencies was: acetone>methanol>acetonitrile. Ultrasonication using acetone as solvent extraction was used to evaluate the biodegradation of those compounds in contaminated soil during a vermicomposting process.

Estudo comparativo de métodos para a determinação da concentração de carbono em solos com altos teores de Fe (Latossolos)

Soil organic matter (SOM) plays an important role in physical, chemical and biological properties of soil. Therefore, the amount of SOM is important for soil management for sustainable agriculture. The objective of this work was to evaluate the amount of SOM in oxisols by different methods and compare them, using principal component analysis, regarding their limitations. The methods used in this work were Walkley-Black, elemental analysis, total organic carbon (TOC) and thermogravimetry. According to our results, TOC and elemental analysis were the most satisfactory methods for carbon quantification, due to their better accuracy and reproducibility.