Validación de una metodología para obtener la envolvente de ruptura al esfuerzo cortante en suelos no saturados compactados / Validation of a methodology to obtain the shear failure envelope of unsaturated compacted soils / Validação de uma metodologia para obter a envoltória de ruptura por cisalhamento em solos não saturados compactados

RESUMEN Obtener la envolvente de ruptura de suelos no saturados requiere de equipos especializados, de elevado costo y difícil acceso. Sin embargo, a través de ensayos de laboratorio simples combinados como corte directo, tracción indirecta y succión, es posible determinar la envolvente. La presente investigación busca, por tanto, validar dicha metodología, en un material limo de origen residual de la ciudad de Medellín-Antioquia, Colombia, compactado a la máxima densidad a través del ensayo Proctor normal. La validación se efectúa por medio de la repetitividad de una serie de ensayos de corte directo para diferentes valores de succión; comprobando que, es posible encontrar la envolvente de ruptura al corte de un suelo fino residual compactado, para distintas condiciones de succión, por medio de los ensayos de laboratorio de corte directo en condición consolidada y drenada, succión por el método del papel filtro y tracción indirecta, cuando no se cuenta con equipos de corte con succión controlada.

ABSTRACT Obtaining the failure envelope of unsaturated soils requires specialized equipment, which is expensive and difficult to access. Nevertheless, by combining simple laboratory tests like direct shear test on saturated samples, indirect tension test, and soil suction measurements by filter paper it is also possible to determine the envelope. This research aims to validate this latter methodology on a residual origin silt material from the city of Medellin, Colombia, which is compacted to the maximum dry density through the standard proctor test. The validation is carried out by repeating a series of direct shear tests for different suction values. It was verified that it is possible to find the shear failure envelope of a compacted fine-grained residual soil for different suction conditions, using the direct shear test under consolidated drained conditions, suction by the filter paper method, and the indirect tension test, when no suction controlled shear equipment is available.

RESUMO A obtenção da envoltória de ruptura de solos não saturados com controle de sucção requer equipamentos especiais, que são caros e de difícil acesso. No entanto, através de ensaios simples laboratoriais combinados, tais como os de cisalhamento direto, tração indireta e sucção, é possível determinar a envoltória de resistência. A presente investigação procura validar esta metodologia, usando um material siltoso de origem residual da cidade de Medellin-Antioquia, Colômbia, compactado na condição de densidade máxima obtida no ensaio de compactação Proctor normal. A validação é feita por meio da realização de uma série de ensaios de cisalhamento direto para diferentes valores de sucção; mostrando que é possível encontrar a envoltória de ruptura de um solo fino residual compactado, para diferentes condições de sucção, por meio de ensaios laboratoriais de cisalhamento direto consolidados drenados, sucção determinada pelo método do papel de filtro e ensaio de tração indireta, quando não se dispõe de equipamento de cisalhamento direto à sucção controlada.

Atributos físicos de um Latossolo Vermelho e produtividade de culturas cultivadas em sucessão e rotação / Physical properties of an Oxisol and crops yield under succession and rotation

Este estudo objetivou avaliar os efeitos da sucessão e rotação de culturas nos atributos físicos e na produtividade dos cultivos agrícolas de um Latossolo Vermelho sob plantio direto, localizado no Estado do Rio Grande do Sul. Os tratamentos contaram de quatro seqüências de culturas cultivadas de 1998 a 2001: 1) sucessão trigo / soja; 2) rotação milho / aveia / milho+guandu anão / trigo / soja / trigo; 3) rotação guandu anão / trigo / soja / trigo / soja / aveia; e 4) rotação Crotalária / trigo / soja / aveia / milho / trigo. Em outubro de 2000 e de 2001, foram coletadas amostras de solo para determinar os atributos físicos do solo. Em todas as safras foi medida a produtividade das culturas. O Latossolo Vermelho cultivado com plantio direto apresenta um grau de compactação elevado, com densidade do solo acima e volume de macroporos abaixo do limite crítico para a classe textural muito argiloso. As maiores limitações ocorrem abaixo da camada de 0 a 0,03m, pois na camada mais superficial, apesar das pressões exercidas, a mobilização do solo nas operações de semeadura e adubação em linha aumenta a porosidade e reduz a densidade do solo. Nessa camada, houve maior volume de poros entre a saturação e a capacidade de campo, responsáveis pela aeração do solo, e entre a capacidade de campo e o ponto de murcha permanente, responsáveis pelo armazenamento da água disponível para as plantas. A introdução de plantas de cobertura a cada três anos não foi eficiente para reduzir a compactação. A produtividade das culturas foi influenciada positivamente na rotação com Crotalária, enquanto os demais sistemas não diferiram da sucessão de culturas.

This study had as objective to evaluate the effects of crops succession and rotation on physical properties and crops yield on an Oxisol (clayey Haplortox) under no tillage system, in Rio Grande do Sul State, Brazil. The treatments included four cropping sequences, used from 1998 to 2001: 1) succession wheat / soybean, 2) rotation corn / oat / corn+ Cajanus cajan L. Millsp / wheat / soybean / wheat, 3) rotation Cajanus cajan L. Millsp / wheat / soybean / wheat / soybean / oat, and 4) rotation Crotalaria juncea L. / wheat / soybean / oat / corn / wheat. In October of 2000 and 2001, soil samples were collected to determine physical properties. In all years, the crops yield was measured. The Oxisol cultivated under no-tillage had a high compaction degree, with soil bulk density greater and macroporosity smaller than the critical limit for clay texture. The largest limitations were observed below the layer of 0 to 0,03m, because in the uppermost layer soil mobilization by successive operations of fertilization and sowing increases soil porosity and reduces soil density. Thus, greater volume of pores is observed between soil saturation and field capacity, responsible for soil aeration, and between field capacity and wilting point, responsible for storage of plant available water. The use of cover crops once every three years was not efficient to reduce soil compaction. The yield of the subsequent crops was influenced positively in the rotation with Crotalaria juncea, while the other cropping systems did not differ from crop succession.

Propriedades físicas do solo após extração seletiva de madeira na Amazônia Central

Soil physical variables were investigated in forest plots submitted to selective logging in Central Amazonia. After logging, soil samples were collected to obtain soil water retention curves and measure: available soil water to the plants, soil density, and total porosity. Temperature measurements were carried out for 13 months, considering six treatments: control, center of the gaps, edge of the gaps, edge of the remaining forest, remaining forest and tractor tracks. Hydraulic conductivity measurements on saturated soil were conducted both on the control forest as well as on the logged plots, with no treatment distinction. The soil showed a low available water storage capacity: only 11 to 18% can be available to the plants, up to 1 meter depth. The temperature of the soil upper layers was influenced by logging, i. e., through the opening of the gaps, light reaches the soil more intensely in the center and edge of gaps, increasing temperatures in relation to the control and the remaining forest.

Variáveis físicas do solo foram investigadas em parcelas de floresta de terra firme submetidas à extração seletiva de madeira na Amazônia central. Foram obtidas curvas de retenção de água no solo, juntamente com medidas de água disponível no solo às plantas, densidade do solo e porosidade total. Medidas de temperatura do solo foram realizadas por mais de 13 meses, considerando seis tratamentos: controle, centro da clareira, borda da clareira, borda da floresta remanescente, floresta remanescente e trilha do trator. Medidas de condutividade hidráulica de solo saturado foram feitas na floresta e em clareiras, sem distinguir os tratamentos. O solo revelou baixa capacidade de armazenar água disponível: apenas 11 a 18% da água pode estar disponível às plantas, num perfil de 1 m de profundidade. A temperatura das camadas superiores do solo foi influenciada pela extração seletiva de madeira: nas clareiras abertas, a luz chega com mais intensidade no solo, proporcionando temperaturas mais elevadas no centro e nas bordas das clareiras do que no controle e na floresta remanescente.

Características físicas de sedimentos e solos de dois lagos de várzea na Amazônia Central

The hydrologic regime, with high and low water levels make the low land very succeptible to ecological changes, in both soils and lakes. During high level periods, low land is fertilized by sediment deposition, making these areas the most fertile areas of the Amazonian region. This work is an evalution of soil and sediment characteristics of two low land lakes: Passarinho and Gravetão. They are situated near Manaus, Brazil. Parameters studied were: texture, and water retention. The results show that soils and sediments have high water retention properties, with maximum values around 45 mm/10cm, considering the available water between -10 and -1500 kPa. Silt is the main component in most samples, varying from 17 to 71%.

O regime hidrológico de nível de água baixo e alto torna as várzeas suscetíveis a alterações ecológicas, tanto nos solos quanto nos lagos. No período de nível de água alto, as várzeas são fertilizadas pelo sedimento cm suspensão que é depositado, tomando essas áreas as mais férteis da Região Amazônica. O presente trabalho avalia as características de solos e de sedimentos de dois lagos de várzea (Passarinho e Gravetão, situados próximo a Manaus) no que tange às propriedades físicas como a textura c curvas de retenção de água. Os resultados revelam que os solos e os sedimentos têm alta capacidade de reter a água, c consequentemente de água disponível, com valores máximos da ordem de 45 mm/10cm, considerando a água disponível entre os potenciais -10 e -1500 kPa. A fração silte da composição granulométrica foi, na maioria dos resultados, a mais expressiva, variou de 17 a 71%.