dc.creator | Sobucki, Viviane | |
dc.date.accessioned | 2022-05-19T20:28:58Z | |
dc.date.available | 2022-05-19T20:28:58Z | |
dc.date.issued | 2021-03-05 | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/24374 | |
dc.description.abstract | The cohesive character has been evaluated primarily in the field, where a pedologist is capable
to recognize it rather easily. However, there is a problem of subjectivity and lack of metrics for
characterization, so research has been done in order to address this doubt with quantitative
methods measured so far in the meso-scale. It is known that adhesion and cohesion processes
originate at the micro scale, that is, in the interactions between particles, and a useful method
to analyze the micro scale but not yet tested, is through rheometry. The objective of this study
was then to evaluate whether rheological properties, obtained in amplitude sweep tests under
oscillatory shear conditions, are able to detect the cohesive character and thus contribute to
improve the understanding of cohesiveness in these soils. In a rotational rheometer, samples of
six soil types were evaluated at three different positions in the profile (top, middle, and bottom),
with and without cohesive character. Several soil rheological properties were determined: strain
at the end of the linear viscoelastic range, LVR range (γLVR), shear stress at the end of the LVR
range (τLVR), strain at the yield point (YP) (γYP), storage and loss modulus at YP (G'G”YP),
maximum shear stress (τmax), strain at maximum shear stress (γ τ max), and z integral (Iz). In this
study, only a few rheological properties had a significant effect on detecting the cohesive
character of the soil, in general with higher values for cohesive soils compared to non-cohesive
soils, indicating that cohesive soils are more stable. While cohesion affected only the γ base
position of the rheological properties at the end of the LVR range, it had a significant effect on
the τmax and γ τ max properties, in the top and middle positions, respectively. In addition, three
materials did not reach the pour point. For the integral z, cohesive soils showed both lower and
higher values than non-cohesive soils. Greater Iz in non-cohesive soils seems to be linked to a
small expansion, a consequence of the high friction between the particles. In this sense, τmax
and Iz were the properties that had a significant double interaction between the factors analyzed.
The type of soil had the greatest effect on the rheological properties, being, in general, the PVAd
soil with the highest values. Within the other soil properties studied, iron, organic carbon and
clay content, density, and normal force at test initiation had the greatest impact on rheology.
The evaluated mesoscale property, tensile strength, showed the closest relationship with γ τ max
and τmax. It is concluded that rheometry can help identify the cohesive character supporting
other analyses, but for an independent evaluation, more tests, especially at different water
contents, are needed. | eng |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES | por |
dc.language | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de Santa Maria | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | * |
dc.subject | Reometria | por |
dc.subject | Solo coeso | por |
dc.subject | Cisalhamento oscilatório | por |
dc.subject | Solos intemperizados | por |
dc.subject | Solos hardsetting | por |
dc.subject | Rheometry | eng |
dc.subject | Cohesive soil | eng |
dc.subject | Oscillatory shear | eng |
dc.subject | Weathered soils | eng |
dc.subject | Hardsetting soils | eng |
dc.title | Propriedades reológicas na detecção do caráter coeso em solos | por |
dc.title.alternative | Reological properties in detection of the cohesiveness character in soils | eng |
dc.type | Dissertação | por |
dc.description.resumo | O caráter coeso tem sido avaliado primeiramente à campo, onde o pedólogo faz o seu
reconhecimento rápido, no entanto, há o problema da subjetividade e a falta de métricas para a
caracterização. Por isso, pesquisas vêm sendo feitas no sentido de sanar essa dúvida com
métodos quantitativos medidos até então na mesoescala. Conhecido é que os processos de
adesão e coesão possuem origem na microescala, isto é, nas interações entre partículas, e um
método útil para analisar a microescala e ainda não testado, é por meio reometria. O objetivo
deste estudo foi então avaliar se as propriedades reológicas, obtidas em testes de varredura de
amplitude sob condições de cisalhamento oscilatório, são capazes de detectar o caráter coeso e,
assim, contribuir para melhorar o entendimento da coesividade nesses solos. Em um reômetro
rotacional, foram avaliadas amostras de seis tipos de solos, em três posições diferentes no perfil
(topo, meio e base), com e sem caráter coeso. Várias propriedades reológicas do solo foram
determinadas: deformação no final do intervalo viscoelástico linear, faixa do LVR (γLVR),
tensão de cisalhamento no final da faixa do LVR (τLVR), deformação no ponto de escoamento
(“yield point”, YP) (γYP), módulos de armazenamento e perda em YP (G'G”YP), tensão máxima
de cisalhamento (τmax), deformação na tensão máxima de cisalhamento (γ τ max) e integral z (Iz).
Neste estudo, apenas algumas propriedades reológicas apresentaram efeito significativo na
detecção do caráter coeso do solo, em geral com valores maiores para solos coesos em
comparação com os não coesos, indicando que os solos coesos são mais estáveis. Enquanto que
a coesão afetou somente na posição base da γ das propriedades reológicas no fim da faixa LVR,
ela teve um efeito significativo nas propriedades τmax e γ τ max, nas posições topo e meio,
respectivamente. Além disso, três materiais não atingiram o ponto de escoamento. Para a
integral z, solos coesos apresentaram ambos menores e maiores valores que solos não coesos.
Iz maior em solos não coesos parece estar ligado a uma pequena dilatação, consequência do
atrito alto entre as partículas. Nesse sentido, a τmax e a Iz foram as propriedades que tiveram
interação dupla significativa entre os fatores analisados. O tipo de solo teve maior efeito nas
propriedades reológicas, sendo, em geral, o solo PVAd com maiores valores. Dentro das demais
propriedades dos solos estudados, o teor de ferro, carbono orgânico e de argila, a densidade e a
força normal no início do teste tiverem o maior impacto na reologia. A propriedade da
mesoescala avaliada, a resistência tênsil, apresentou a relação mais estreita com a γ τ max e a
τmax. Conclui-se que a reometria pode ajudar a identificar o caráter coeso apoiando outras
análises, mas para uma avaliação independente, mais testes, especialmente em diferentes teores
de água, são necessários. | por |
dc.contributor.advisor1 | Reichert, José Miguel | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/0910765178697312 | por |
dc.contributor.advisor-co1 | Holthusen, Dörthe | |
dc.contributor.referee1 | Batistão, Alan Carlos | |
dc.contributor.referee2 | Mota, Jaedson Cláudio Anunciato | |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/0032547410486219 | por |
dc.publisher.country | Brasil | por |
dc.publisher.department | Agronomia | por |
dc.publisher.initials | UFSM | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Ciência do Solo | por |
dc.subject.cnpq | CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::AGRONOMIA::CIENCIA DO SOLO | por |
dc.publisher.unidade | Centro de Ciências Rurais | por |