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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI ARIDO CURSO DE POS GRADUAÇÃO EM CIENCIA DO SOLO Disciplina: Compactação do solo Propriedades dinâmicas do solo As propriedades.

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1 UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI ARIDO CURSO DE POS GRADUAÇÃO EM CIENCIA DO SOLO Disciplina: Compactação do solo Propriedades dinâmicas do solo As propriedades dinâmicas do solo podem se manifestar através da mobilização do solo Quando um solo solto é compactado pela ação de forças externas ou de seu histórico natural, sua resistência aumenta, logo, a resistência do solo é uma propriedade dinâmica.

2 Certos parâmetros de equações usados para descrever a relação entre as forças aplicadas e a deformação do solo são medidos das propriedades dinâmicas. A estrutura do solo bem como a textura não é uma propriedade dinâmica. A estrutura pode mudar como um resultado do movimento, mas ela pode ser medida tanto antes como depois do movimento. Como tal ela não é o caso de uma propriedade dinâmica.

3 Resistência do solo É a capacidade de um solo, em uma condição particular, de resistir a uma força aplicada Desde que a resistência do solo se modifica à medida que as forças são aplicadas e o solo se movimenta, ela é realmente uma propriedade dinâmica. Nas propriedades dinâmicas as medições físicas podem ser realizadas durante a ação

4 Características do estado físico do solo Os volumes relativos das partículas sólidas e dos poros são de características mais variadas de tal meio. Os parâmetros sobre os quais repousa a descrição geral de um solo abordam as relações de massa e de volume caracterizando sua constituição.

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6 Características intrínsecas As especificidades das diversas fases do solo se expressam de maneira a mais geral pela relação de suas massas com seus volumes: s = M s /V s, w = M w /V w, a = M a /V a (kg/m 3 ) A densidade da fase sólida é chamada de densidade de partícula. A densidade da fase líquida é aproximadamente igual a 1, e a densidade da fase gasosa é próxima de zero (0).

7 Características relativas O volume relativo dos poros geralmente é expresso pela variável: n T = V p /V T = V p /(V p + V s ) = (V T – V s )/V T = 1 – V s /V T n T é chamado de porosidade total, (relação entre o volume de poros e o volume total da camada de solo considerada. Seu valor é freqüentemente dado em %.

8 Utiliza-se a variável e = V p /V s relação entre o volume de poros e o volume de sólidos - chamado de índice de vazios. Sua vantagem: o volume de poros é relacionado a um volume constante.

9 Solo argiloso compactado Solo siltoso com estrutura continua Solo trabalhado à varias semanas Solo recentemente trabalhado Densidade 1,81,61,4 a 1,20,9 Porosidade total 0,320,400,47 a 0,550,66 Índice de vazios 0,470,660,89 a 1,211,94 Tabela 1.Valores indicativos da variação da porosidade do solo observada em solos cultivados França (Stengel, 1983)

10 É importante conhecer o espaço de vazios, respectivamente, ocupado pela fase gasosa e fase liquida. Para isto é suficiente conhecer o teor de água mássico (gramas de água por gramas de solo seco) ou em volume (cm 3 de água por cm 3 de solo úmido).

11 O teor de ar é deduzido facilmente pela formula seguinte: V p = V L + V G. Conforme a importância relativa da fase liquida, pode-se expressar pela relação: S = V L /V P S = taxa de saturação. S = 1, a porosidade está inteiramente ocupada pela fase liquida e diz-se que o solo está saturado

12 A porosidade total, o teor de água e o teor de ar estão fortemente ligados às propriedades hídricas, térmicas, aeração e comportamento mecânico. Na maioria das vezes a previsão das propriedades intervém com outras características do estado físico do solo. Em particular as características de forma e dimensões de poros. distribuição dos diâmetros, tortuosidade, e continuidade.

13 Analise do sistema de porosidade. Quando se tem o objetivo de prever os efeitos dos fatores de evolução do estado físico do solo, deve-se distinguir no espaço de poros, os volumes resultantes da ação de cada fator. Isto consiste em classificar diferentes frações do volume de poros seguindo sua origem. Em primeira etapa podem-se distinguir no espaço de vazios do solo dois subconjuntos.

14 De uma parte, os poros resultante do conjunto de partículas sólidas elementares, definidas pela analise granulométrica (argila, silte e areia). Essas partículas não são indefinidamente deformáveis. Suas formas e dimensões são variáveis, não podendo se encaixar perfeitamente e arrumarem entre elas um volume de poros. Este foi qualificado de textural.

15 De outra parte, os poros resultantes da ação de fatores externos ou dos que se pode chamar de sua história (trabalho do solo, ação do clima, e biológica). Este segundo volume poral é qualificado de estrutural. É esse tipo de poros que separa os elementos estruturais cuja descrição é realizada quando é observado um perfil cultural.

16 Face a suas origens e de características de poros que o constituem, este segundo volume de vazios não é avaliado diretamente. Ele não é de fato definido a não ser que pela diferença a partir da equação: n T = n t + n s n t é a porosidade textural e n s é a estrutural, n s = n T - n t

17 Técnicas de determinação A porosidade é determinada indiretamente. Mede-se geralmente a densidade do solo ( s ) considerado. Determinando-se igualmente a densidade de partículas p. calcula-se a porosidade total a partir da equação: n T = 1 - s / p

18 Determinação da porosidade textural O principio da técnica desenvolve sobre a seguinte hipótese: Os poros texturais têm dimensões da mesma ordem de grandeza que as partículas constitutivas do solo. Os poros estruturais são geralmente de maior dimensão.

19 Tomando-se uma amostra de solo e separando-a, em agregados, suficientemente, pequenos estes terão poucas chances de conter poros estruturais. Pode-se dizer que eles têm uma estrutura continua e não contem a não ser que poros texturais.

20 A Figura 3 confirma a validade desta hipótese para um solo siltoso (Stengel, 1990). A porosidade de uma camada de solo foi determinada, depois de separada por ruptura e peneirada em agregados pequenos.

21 Na pratica, a medida é realizada sobre um conjunto de fragmentos ou aglomerados extraídos por ruptura e peneirado entre 2 e 3 mm. O volume desta amostra de agregados, cuja massa total é de ordem de 2 g, é medido da forma seguinte:

22 Satura-se a amostra em querosene comercial, depois, mede-se a força hidrostática pelo principio de Arquimedes no mesmo líquido. Tendo-se pesado a amostra úmida seguindo-se até a ultima amostra totalmente seca, calcula-se a densidade e sua umidade.

23 Figura 3. Variação do índice de vazios total de fragmentos extraídos de uma camada de solo em função de seu volume. Observa-se redução da porosidade dos fragmentos quando seu volume decresce até um ponto que corresponde a porosidade textural.

24 Esta técnica tem a vantagem de ser praticável numa grande variação de teor de água. Pode-se então avaliar a densidade textural do solo extraído a qualquer teor de água. Deduz-se então a porosidade textural do solo como segue: n t = 1 - t / s

25 Note-se que este valor é diferente da porosidade textural n t da camada do solo porque ela não está relacionada com o mesmo volume de referencia Diferentes forma de porosidade textural: v p s : volume de poros estruturais e v p t : volume de poros texturais.

26 Determinação da porosidade total. Conhecendo-se a densidade textural s t, a porosidade estrutural é calculada a partir da densidade da camada do solo s pela relação seguinte: n s = 1 - s / t Conduz-se ao problema das técnicas de medida da densidade do solo (ou da porosidade total) in situ.

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28 Determinação da densidade do solo in situ. Método do anel volumétrico. Os limites desta técnica estão ligados : Ao risco de compactação ou ao contrário desagregação do solo quando do memento que o anel esteja sendo cravado

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