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dc.creatorScheid, Douglas Leandro
dc.date.accessioned2023-07-14T12:02:06Z
dc.date.available2023-07-14T12:02:06Z
dc.date.issued2020-07-16
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/29685
dc.description.abstractThe growing demand for food and energy causes an intensification in agriculture, which uses larger machines and results in high pressures applied to the soil. As the pressures increases there are changes in the soil porous system, affecting the permeability of the porous system. The general objective was to understand the mechanical behavior of the soil and the effect of normal and transient pressures and the corresponding permeability of different classes of soil in the Plateau of Rio Grande do Sul, making use of mechanical tests, evaluating permeability and employing X-ray scanning. Soil samples were collected in profiles under native grassland and agricultural use, in two soil types: “Latossolo Vermelho” and “Nitossolo Vermelho” (Brazilian Soil Classification System), both are Typic Hapludox by Soil Taxonomy. Samples were collected with volumetric cylinders in the central part of each horizon (Hz). In the samples, the water retention curve, soil permeability to air (Ka), hydraulic conductivity of saturated soil (Ksat), pre-consolidation pressure and compression index were measured. Compressibility tests were performed on two sets of samples: (i) application of pressures of 12.5, 25, 50, 100, 200, 400 and 800 kPa sequentially, with pressure application time for 20 minutes and (ii) application of pressures 12.5, 25, 50, 100, 200, 400 and 800 kPa with 30 loading and unloading cycles of each pressure. The test was interrupted after applying each pressure to measure the Ka. Also, X-ray computed tomography images were analyzed to characterize the macroposity. The saturated hydraulic conductivity of the soil showed that the soil structure changed, with a three to fivefold reduction in agricultural cultivation to the native grassland. The pre-compression stress was higher in the soils under the native grassland and the compression index was higher in the surface horizon of the soil, that the showed surface layers of the soil are susceptible to the compaction and the subsurface already damaged due to the propagation of the pressures applied by traffic of machines. The analysis of tomography images allowed to distinguish the structural condition of the soils under different uses. In soils under native grasssland, the pore network is more connected, with higher connectivity values and larger pores. In soils under agricultural cultivation, the surface horizon has a predominance of smaller pores and less connectivity. However, the permeability of the soil was sensitive to the rearrangement of the soil structure due to the application of pressures, as already a comparative low pressure of 12,5 kPa changed de Ka. The air permeability of soil was not altered due to the type of static or dynamic compression test. X-ray computed tomography technique is useful in detecting changes in the soil structure, allowing the exploration of the behavior of the intensity properties such as saturated hydraulic conductivity and the permeability of the soil to air.eng
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpor
dc.languageporpor
dc.publisherUniversidade Federal de Santa Mariapor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.subjectAlteração uso do solopor
dc.subjectCondutividade hidráulica saturadapor
dc.subjectPermeabilidadepor
dc.subjectConectividadepor
dc.subjectLand use changeeng
dc.subjectSaturated hydraulic conductivityeng
dc.subjectPermeabilityeng
dc.subjectConnectivityeng
dc.titleEspaço poroso avaliado por tomografia e propriedades hídricas e mecânicas em solos argilosos sob culturas anuais e campo naturalpor
dc.title.alternativePore space evaluated by tomography and hydric and mechanical properties in clayey soils under annual crops and natural grasslandeng
dc.typeTesepor
dc.description.resumoA crescente demanda por alimentos e energia provocou uma intensificação na agricultura, com incorporação de novas áreas resultando em mudanças do uso do solo. A agricultura utiliza máquinas de grande porte, as quais aplicam pressões elevadas sobre os solos. As pressões podem resultar em alterações no sistema poroso do solo, alterando a permeabilidade do sistema poroso. O objetivo geral foi compreender o comportamento mecânico do solo e o efeito de pressões normais estáticas e transientes na permeabilidade de diferentes classes de solo do Planalto do Rio Grande do Sul, mediante utilização de ensaios mecânicos, avaliação da permeabilidade e escaneamento de raios-X. Amostras de solo foram coletadas em perfis sob campo nativo e uso agrícola, com duas classes de solo para cada uso: Latossolo Vermelho e Nitossolo Vermelho. Amostras foram coletadas com cilindros volumétricos na parte central de cada horizonte (Hz). Nas amostras foi mensurada a curva de retenção de água, a permeabilidade do solo ao ar (Ka), condutividade hidráulica do solo saturado (Ksat), a pressão de préconsolidação e índice de compressão. Os ensaios de compressibilidade foram realizados em dois conjuntos de amostras: (i) aplicação de pressões de 12,5, 25, 50, 100, 200, 400 e 800 kPa sequencialmente, com tempo de aplicação da pressão por 20 minutos e (ii) aplicação das pressões 12,5, 25, 50, 100, 200, 400 e 800 kPa com 30 ciclos de carregamento e descarregamento de cada pressão. O ensaio foi interrompido após a aplicação de cada pressão para medição da permeabilidade do solo ao ar. Além disso foram obtidas imagens tomográficas para caracterização da macroporosidade do solo. A condutividade hidráulica do solo saturado demonstrou a alteração na estrutura do solo, com diminuição de três a cinco vezes em cultivo agrícola em relação ao campo nativo. A pressão de pré-consolidação foi maior nos solos sob campo nativo e o índice de compressão foi maior nos horizontes superficiais do solo, indicando que as camadas superficiais dos solos são susceptíveis a compactação e que a subsuperfície já sofreu alterações devido a propagação das pressões aplicadas por tráfego de máquinas. A análise das imagens de tomografia permitiu distinguir a condição estrutural dos solos sob os diferentes usos. No campo nativo, a rede de poros está mais conectada, com maiores valores de conectividade e com poros de maior tamanho. Nos solos sob cultivo agrícola, os Hz superficiais tem predomínio de poros menores e menor conectividade. Entretanto, a permeabilidade do solo foi sensível ao rearranjo da estrutura do solo devido a aplicação de pressões, com diminuição nos valores na menor pressão aplicada 12,5 kPa. A permeabilidade do solo ao ar não foi alterada devido ao tipo de ensaio de compressibilidade estático ou cíclico. A tomografia computadorizada de raios-x é uma aliada na detecção de alterações na estrutura do solo, permitindo explicar o comportamento de propriedades de intensidade, como a condutividade hidráulica saturada e a permeabilidade do solo ao ar.por
dc.contributor.advisor1Reichert, José Miguel
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0910765178697312por
dc.contributor.referee1Reinert, Dalvan José
dc.contributor.referee2Gubiani, Paulo Ivonir
dc.contributor.referee3Holthusen, Dörthe
dc.contributor.referee4Awe, Gabriel Oladele
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/4594357129413467por
dc.publisher.countryBrasilpor
dc.publisher.departmentAgronomiapor
dc.publisher.initialsUFSMpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciência do Solopor
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::AGRONOMIA::CIENCIA DO SOLOpor
dc.publisher.unidadeCentro de Ciências Ruraispor


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