Apresenta-se uma avaliação do potencial de alguns solos não lateríticos, compactados, para uso como barreira impermeável, com bases em suas condutividades hidráulicas e contrações axiais. Dez tipos diferentes de solos foram analisados, sendo seis classificados como Não Laterítico Argiloso (NG\') e quatro como Não Laterítico Siltoso (NS\') de acordo com o sistema de classificação MCT. Nas análises foi verificada a influência de parâmetros de compactação e de algumas propriedades dos solos na condutividade hidráulica e na contração axial dos solos compactados. Verificou-se que, para a maioria dos solos houve a diminuição da condutividade hidráulica com o aumento da energia de compactação. Com relação à umidade de moldagem, os menores valores de condutividade hidráulica estiveram associados a umidades iguais ou acima da ótima. Alguns solos não tiveram a condutividade hidráulica influenciados pelo teor de umidade, talvez como reflexo de suas características de compactação, pois mostraram massa específica constante com a umidade, para uma dada energia de compactação. Constatou-se que a condutividade hidráulica diminui com o aumento do índice de plasticidade, da umidade volumétrica e com os resultados do ensaio de absorção de azul de metileno. Para a contração axial nota-se que ela foi pouco influenciado pelo aumento do teor de umidade e pela energia de compactação, estando os maiores valores associados às menores condutividades hidráulicas. Constatou-se que a contração aumenta com o aumento da porcentagem de argila, do índice de plasticidade, dos resultados do ensaio de azul de metileno e com a diminuição do limite de contração. / It is presented an evaluation of the potential of certain non-lateric soils, compacted, for lining system use, based on their hydraulic conductivity and axial shrinkages. Ten different types of soils were analyzed; six of them were classified as non-lateric clayey (NG\') and the other four as non-lateric silty (NS\'), according to the classification system MCT. It was verified the influence of parameters of compaction and some soil properties on the hydraulic conductivity and on the axial shrinkage of compacted soils. Results of the analysis indicate that, for the most of the soils there were decrease of hydraulic conductivity when increasing the energy of compaction. In relation to the molding water content, the lower values of hydraulic conductivity were associated to equal to or over optimum water content. Some soils did not have their hydraulic conductivity influenced by the water content, perhaps as a result of their compaction characteristics, since they showed constant specific mass with the humidity, for a given energy of compaction. It was verified that the hydraulic conductivity decreases as plasticity index and volumetric humidity increases, with the result of the adsorption of metilen blue. The axial shrinkage was very little influenced by the increase of the water content and by the energy of compaction, the greater values associated to lower hydraulic conductivity. It was verified that the contraction increases with the increases of clay content, plasticity index, results of metilen blue test and the decrease of the contraction limit.

Submitted by (ana.araujo@ufrpe.br) on 2016-05-25T14:25:19Z No. of bitstreams: 1 Arrundo Nunes da Silva Junior.pdf: 1327328 bytes, checksum: 672edbd2a5160290c4ee712e22580778 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-25T14:25:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Arrundo Nunes da Silva Junior.pdf: 1327328 bytes, checksum: 672edbd2a5160290c4ee712e22580778 (MD5) Previous issue date: 2006-02-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This work analyzes the spatial variability of the saturated hydraulic conductivity using the Bayesian approach. There is a large interest in agriculture on determining the hydraulic conductivity of a cultivated area. This interest is mainly due to the direct relationship between the hydraulic conductivity and the amount of irrigation that the place receives. The study area is located in an aluvial valley of the semi-arid zone of Pernambuco state. The Hydraulic conductivity was spatially modelled and, through the geostatistical kriging technique the valley was mapped. A total of 98 measurement points have been analyted, with hydraulic conductivity measurements from piezometer tests in the saturated part of the valley, using slug tests. Both classical statistics and Bayesian methodology have been used in the study of the spatial variability. It has been observed the log normality of the data, and the variability structure estimated by the classic geostatistical found to be compatible with that estimated by the Bayesian methodology. / Este trabalho analisa a variabilidade espacial da condutividade hidráulica saturada com enfoque Bayesiano. Há um enorme interesse no campo da agricultura em se conhecer as medidas de condutividade hidráulica de um determinado local que receberá um plantio qualquer. Este interesse se deve principalmente a relação direta entre a condutividade hidráulica e a quantidade de irrigação que o local receberá. A área de estudo situa-se em um vale aluvial do semi-árido Pernambucano. Foi modelada espacialmente a propriedade condutividade hidráulica e, através da técnica de geoestatística conhecida como krigagem mapeou-se o vale. Foram analisados 98 pontos com medidas de condutividade hidráulica obtidas de teste de piezômetros na parte saturada do solo e slug tests. Utilizou-se tanto a estatística clássica, como a metodologia Bayesiana no estudo da variabilidade espacial. Foi observada a log–normalidade dos dados, e a estrutura de variabilidade estimada pela geostatística clássica foi compatível com aquela estimada pela metodologia Bayesiana.

Submitted by (lucia.rodrigues@ufrpe.br) on 2016-08-04T13:34:34Z No. of bitstreams: 1 Karla Silva Santos.pdf: 2310212 bytes, checksum: 028f77dcf01b72a280d3d1ce861f0779 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-04T13:34:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Karla Silva Santos.pdf: 2310212 bytes, checksum: 028f77dcf01b72a280d3d1ce861f0779 (MD5) Previous issue date: 2011-02-28 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The study of soil hydraulic conductivity assumes high importance, being a parameter that measures the easiness which the soil‟s pores transmit water, being a relevant factor for the soil-water-plant system. Associated with this, another important parameter is the physical soil resistance to root penetration, which it has been the subject of extensive study due to its negative influence on soil physical quality cultures. Knowledge of spatial variation in attributes in soil and plant can contribute with the planning and optimization in conducting experiments, as well as the commercial cropsplanning aiming to precision agriculture. In this context, this research aimed to investigate the spatial variability of chemical and physical attributes in soils of an alluvial valley in a semiarid region in Pernambuco State. Hence, tests were conducted with Guelph permeameter for evaluation of the hydraulic conductivity in saturated soil. The evaluation of soil resistance to root penetration was determined with tests on undisturbed samples in laboratory using an electronic penetrometer. The physical and chemical soil characterization was carried out by laboratory tests on deformed and undisturbed samples. Amongst the analyzed attributes, the soil saturated hydraulic conductivity showed the largest coefficient of variation, of about 261.02%. The soil resistance to root penetration values were below the limiting value for preventing the development of plants and the variability of this parameter was classified as medium, with a coefficient of variation of 51.68%. All parameters analyzed were subjected to analysis of descriptive statistics and normality. Additionally, geostatistical analysis was performed, and was constructed semivariograms for theoretical attributes. The semivariogram for the hydraulic conductivity was adjusted to an exponential model; magnesium content to the spherical model, the pH and potential acidity to an exponential one, the sand and clay percentages to a Gaussian model. The soil resistance to root penetration, porosity, density soil, organic matter, potassium, base saturation, calcium, sodium and PST showed pure nugget effect. / O estudo da condutividade hidráulica do solo assume extrema importância, por ser um parâmetro que mede a facilidade com que os poros do solo transmitem água, fator de grande relevância para o sistema solo-água-planta. Associado a este, outro importante parâmetro físico é a resistência do solo à penetração das raízes, que tem sido amplo objeto de estudo devido a sua influência negativa da qualidade física do solo às culturas. O conhecimento da variação espacial de atributos de solo e de planta pode contribuir para o planejamento e otimização na condução de experimentos, bem como para o planejamento de lavouras comerciais, objetivando a agricultura de precisão. Neste contexto, esta pesquisa buscou investigar a variabilidade espacial de atributos químicos e físicos em solos de um vale aluvial em região semiárida no Estado de Pernambuco. Para isto, foram realizados ensaios com o permeâmetro de Guelph para avaliação da condutividade hidráulica do solo saturado. A avaliação da resistência do solo à penetração das raízes foi determinada com ensaios realizados em amostras não deformadas, no laboratório utilizando o penetrômetro eletrônico. A caracterização física e química do solo se deu por análises de laboratório com amostras deformadas e amostras não deformadas. Dentre os atributos do solo analisados, a condutividade hidráulica do solo saturado foi a que apresentou o maior coeficiente de variação da ordem de 261,02 %. A resistência do solo à penetração das raízes apresentou valores abaixo do considerado como impeditivo ao desenvolvimento das plantas sendo a variabilidade para este parâmetro classificada como média, com coeficiente de variação de 51,68 %. Todos os parâmetros analisados foram submetidos à análise de estatística descritiva e verificação da Normalidade. Adicionalmente, foi realizada análise geoestatística, e foram construídos semivariogramas teóricos para os atributos analisados. O semivariograma para a condutividade hidráulica foi ajustado ao modelo exponencial; o teor de magnésio ao modelo esférico; o pH e a acidez potencial ao modelo exponencial; as percentagens de areia e argila ao modelo gaussiano. A resistência do solo à penetração de raízes, porosidade total, densidade do solo, a matéria orgânica, o potássio, saturação por bases e o cálcio, sódio e PST apresentaram efeito pepita puro.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:42:58Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:05:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 05388.pdf: 9818517 bytes, checksum: bdfdbbcb4aa099f55674248bc43a1c69 (MD5) / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP

A previsão de áreas suscetíveis a escorregamentos translacionais rasos tem como fundamental etapa a investigação dos fatores condicionantes e dos mecanismos de ruptura. Algumas destas propriedades, como os parâmetros físicos e hidrológicos dos solos, são determinantes para a instabilização de encostas que estão sujeitas a eventos pluviométricos intensos. Uma destas propriedades é a condutividade hidráulica saturada, cujo comportamento pode influenciar no desenvolvimento de poro-pressão positiva ou levar à perda de sucção dos solos, ocasionando rupturas. Desta forma, o objetivo principal desta pesquisa foi analisar a distribuição lateral e vertical da condutividade hidráulica saturada (Ksat) dos solos e sua influência nos escorregamentos translacionais rasos na Serra do Mar (SP). Para tanto, foi selecionada uma bacia representativa da Serra do Mar e nela foram escolhidas três cicatrizes acessíveis e com limites bem preservados para a realização dos ensaios in situ. As profundidades onde foram realizados os ensaios foram definidas a partir da caracterização morfológica dos mantos de alteração nas trincheiras abertas no topo, no centro e na lateral das cicatrizes (0.25, 0.50, 1.00, 1.50, 2.00 e 2.50 m). Finamente, foram realizados os ensaios in situ utilizando-se o Permeâmetro de Guelph, utilizando-se duas cargas hidráulicas H para a que fosse possível calcular a Ksat empregando-se as equações de Richards, Laplace e a análise de Elricket al. (1989), embora tenha sido utilizada esta última para a análise da variação dos valores. A partir dos valores de Ksat, das propriedades físicas dos materiais (distribuição granulométrica, micro e macroporosidade, porosidade total. Além disso, foi analisada a tendência de variação entre 10-4 e 10-7 m/s, predominando da Ksat com a profundidade. Foram obtidos 41 valores de Ksat, os quais variaram entre as ordens de grandeza 10-5 e 10-6 m/s (82,5% dos valores), que mostraram a pequena variabilidade da Ksat nos perfis de alteração investigados, se comparada às diferenças observadas nas propriedades dos solos e corroboram com os trabalhos desenvolvidos na Serra do Mar. Quando confrontado com as propriedades físicas dos materiais (por exemplo, granulometria e porosidade total), observou-se, principalmente, a correlação positiva com a fração areia. De forma geral, foi possível identificar uma tendência de aumento da Ksat com a profundidade, assim como a existência de algumas descontinuidades hidráulicas significativas, tanto de redução quanto de aumento brusco da Ksat em uma pequena profundidade. / The prediction of landslides-prone areas has as fundamental step researching controlling factors and failure mechanisms. Some of these properties, such as the physical and hydrological soil properties are crucial to the instability of slopes subject to intense rainfall events. One of these properties is the saturated hydraulic conductivity, whose behavior can influence and lead to the development of positive pore-pressure or the loss of soil suction, causing failures. The main objective of this research was to analyze the lateral and vertical hydraulic conductivity (Ksat) of soils and their influence on shallow landslides in the Serra do Mar (SP). Therefore, we selected a representative basin in the Serra do Mar and there three accessible scars, well preserved, were chosen for in situ measurements. Was also performed the topographical characterization of the scars (slope angle, curvature and orientation and contributing area). The depths where the measurements were performed were defined from the morphological characterization of soil profiles in opened trenches at the top, at the lateral and inside the scars (0.25, 0.50, 1.00, 1.50, 2.00 and 2.50 m). At last, were performed the in situ measurements using the Guelph Permeameter, using two heads H for calculating Ksat using Richards equations, Laplace equations and Elrick et al. (1989) analysis, although the latter has been used to analyze the range of values. From the Ksat values and physical soil properties (e. g. grain size distribution, micro and macroporosity, total porosity) we discussed the role played by them in Ksat values. Moreover was analyzed the trend of Ksat variation with depth. We obtained 41 Ksat values, which varied between 10-4 e 10-7 m/s, mostly among the orders of magnitude 10-5 e 10-6 m/s (82.5% values), that showed the small variability of Ksat in the soil profiles if compared to the observed differences in soil properties, and corroborate with studies developed in the Serra do Mar. When confronted with the physical properties of materials (eg, grain size and total porosity), we observed mainly the positive correlation with the sand content. In general, we observed a tendency of increase of Ksat with depth, as well as the existence of some significant hydraulic discontinuities, both the sudden decrease as the increase in Ksat in a small depth.

Submitted by Edineia Teixeira (edineia.teixeira@unioeste.br) on 2018-04-24T17:51:41Z No. of bitstreams: 2 Mauricio_Pilatti2018.pdf: 1108083 bytes, checksum: aff96671c3a42eb0c582a45420612cac (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-24T17:51:41Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Mauricio_Pilatti2018.pdf: 1108083 bytes, checksum: aff96671c3a42eb0c582a45420612cac (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2018-03-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Soil management practices imply changes in their physical properties hydropower. The knowledge of the rate of water infiltration in the soil is of fundamental importance to define the soil conservation techniques. This work aims to evaluate the availability of water in Haplortox subjected to different cultures and soil management systems. The experiment was conducted in the experimental area of the Agronomic Institute of Paraná - IAPAR, regional center of Santa Tereza do Oeste, Paraná, Brazil. The experiment consisted of four soil management practices: Traditional Tillage System - SPDT - Scarified Tillage System - SPDE - Gypsum Agricultural Tillage System - SPDG - and Tillage System with Quality - SPDQ. The treatments were distributed in a manner entirely blocks in 12 plots of 20 m x 25 m. The Reclaimers species of soil structure are being deployed in no-tillage system, and consists of three species Reclaimers: Crotalaria juncea (Crotalaria juncea), Crotalaria spectabilis (Crotalaria spectabilis), guandú Bean (Cajanus he) and four species of winter: black Oats (Avena strigosa), Black Oats + forage Turnips (Avena strigosa + Raphanus sativus), black Oats + Lupin Oats (Avena strigosa + Lupinus albus), black Oats + field pea (Avena stringosa + Pisum sativum). Will be collected undisturbed soil samples with volumetric rings for the determination of the following attributes: particle size, soil density, total porosity, macro-and micropores. Laboratory evaluation of the hydraulic conductivity of the saturated soil will be used for the constant Permeâmetro. For the comparison of means of treatments, the Tukey test will be used at 5% of significance, which will be performed through the SISVAR version 5.3 program. For the generation of regression models and graphs, the statistical program R (R CORE TEAM, 2016) will be used. There was a higher correlation between macro and ksat in the soil cover species. In the 0.20 - 0.30 m layer the ksat values were higher due to higher macro volumes. The Ds, macro and ksat presented greater influence on the upper layers in the SPD and scarified SPD. Soya yield was influenced by Ds. The beneficial effects of soil scarification under no-tillage system were not higher than 12 months / As práticas de manejo do solo implicam em mudanças nas suas propriedades físico-hídricas. O conhecimento da taxa de infiltração da água no solo é de fundamental importância para definir as técnicas de conservação do solo. Este trabalho tem como objetivo avaliar a condutividade hidráulica do solo saturado em um Latossolo Vermelho distroférrico submetido a diferentes culturas de cobertura e sistemas de manejo do solo. A área experimental localiza-se junto ao Instituto Agronômico do Paraná - IAPAR, pólo regional de Santa Tereza do Oeste, Paraná, Brasil. Os tratamentos foram constituídos de quatro sistemas de manejo do solo, sendo estes: Sistema Plantio Direto Tradicional - SPDT, Sistema Plantio Direto Escarificado - SPDE -, Sistema Plantio Direto Gessado - SPDG e Sistema Plantio Direto com Qualidade – SPDQ, constituídos por espécies recuperadoras da estrutura do solo, sendo três espécies de verão: Crotalaria juncea (Crotalaria juncea), Crotalaria spectabilis (Crotalaria spectabilis), Feijão guandú (Cajanus cajan) e quatro espécies de inverno: Aveia preta (Avena strigosa), Aveia preta + Nabo forrageiro ( Avena strigosa + Raphanus sativus), Aveia preta + Tremoço (Avena strigosa + Lupinus albus), Aveia preta + Ervilha forrageira (Avena stringosa + Pisum sativum). Os tratamentos foram distribuídos de modo inteiramente casualizados com dez parcelas de 20 x 25 m. Foram coletadas amostras de solo indeformadas com os anéis volumétricos para a determinação dos seguintes atributos: densidade do solo, porosidade total, macroporosidade e microporosidade e condutividade hidráulica saturada. Para a condutividade hidráulica do solo saturado foi utilizado o permeâmetro de carga constante. Para a comparação de médias de tratamentos, foi utilizado o teste de Tukey a 5% de significância que foram executadas através do programa SISVAR versão 5.6. Para a geração dos modelos e gráficos de regressão, utilizou o programa estatístico R(R CORE TEAM, 2016). Houve maior correlação entre macro e ksat nas espécies de cobertura do solo. Na camada de 0,20 – 0,30 m os valores da ksat foram maiores devido aos maiores volumes de macro. A Ds, macro e ksat apresentaram maior influencia nas camadas superiores no SPD escarificado e SPD gessado. A produtividade da soja foi influenciada pela Ds. Os efeitos benéficos da escarificação do solo em área sob sistema plantio direto não foram superiores a 12 meses.

A condutividade hidráulica (K) é um dos parâmetros controladores da magnitude da velocidade da água subterrânea, e consequentemente, é um dos mais importantes parâmetros que afetam o fluxo subterrâneo e o transporte de solutos, sendo de suma importância o conhecimento da distribuição de K. Esse trabalho visa estimar valores de condutividade hidráulica em duas áreas distintas, uma no Sistema Aquífero Guarani (SAG) e outra no Sistema Aquífero Bauru (SAB) por meio de três técnicas geoestatísticas: krigagem ordinária, cokrigagem e simulação condicional por bandas rotativas. Para aumentar a base de dados de valores de K, há um tratamento estatístico dos dados conhecidos. O método de interpolação matemática (krigagem ordinária) e o estocástico (simulação condicional por bandas rotativas) são aplicados para estimar os valores de K diretamente, enquanto que os métodos de krigagem ordinária combinada com regressão linear e cokrigagem permitem incorporar valores de capacidade específica (Q/s) como variável secundária. Adicionalmente, a cada método geoestatístico foi aplicada a técnica de desagrupamento por célula para comparar a sua capacidade de melhorar a performance dos métodos, o que pode ser avaliado por meio da validação cruzada. Os resultados dessas abordagens geoestatísticas indicam que os métodos de simulação condicional por bandas rotativas com a técnica de desagrupamento e de krigagem ordinária combinada com regressão linear sem a técnica de desagrupamento são os mais adequados para as áreas do SAG (rho=0.55) e do SAB (rho=0.44), respectivamente. O tratamento estatístico e a técnica de desagrupamento usados nesse trabalho revelaram-se úteis ferramentas auxiliares para os métodos geoestatísticos. / Hydraulic conductivity (K) is one of the parameters controlling magnitude of the groundwater velocity, and consequently, is one of the most important parameters affecting groundwater flow and solute transport. This study aims to estimate hydraulic conductivity values for two distinct areas, one in the Guarani Aquifer System (GAS) and the other in Bauru Aquifer System (BAS) through three geostatistical methods: ordinary kriging, cokriging and conditional simulation by turning bands. Carrying out statistic treatment of the available data in order to increase the database. The mathematical interpolation method (ordinary kriging) and the stochastic one (conditional simulation by turning bands) are applied to estimate directly the K values, while the methods of ordinary kriging combined with linear regression and cokriging allow to incorporate specific capacity (Q/s) values as a secondary variable. Moreover, the declustering by cells technique is applied for each geostatistical method to evaluate if there is improvement in their performance, which can be accessed by cross validation. The results of these geostatistical approaches indicate that the method of conditional simulation by turning bands with declustering technique is more suitable for GAS area (rho=0.55), whereas the ordinary kriging combined with linear regression method without this technique is for BAS area (rho=0.44). The statistical treatment and declustering technique undertaken in this study revealed to be useful tools for the application of geostatistical methods.

Este trabalho apresenta um estudo sobre a influência do acréscimo de 4% de bentonita sódica, da anisotropia inerente, produzida pela compactação, e do estado de tensões no comportamento hidráulico de um solo areno-argiloso encontrado na região Costeira Sul do estado do Rio Grande do Sul. Neste estudo, busca-se não somente viabilizar o emprego do referido solo como barreira mineral em obras de proteção ambiental, mas também verificar seu desempenho, quando misturado ao aditivo, perante as condições de fluxo de água experimentalmente impostas, antes e depois da fase de consolidação, nas direções normal e paralela aos planos de orientação preferencial das partículas e poros a elas associados. Com o escopo de atingir tais objetivos, executaram-se dois métodos de compactação (ensaios Mini e Proctor Normal) para a moldagem de corpos de prova com planos de orientação preferencial das partículas ou de compactação normais (θ = 90º) e paralelos (θ = 0º) à vertical. As amostras de solo e mistura foram compactadas na energia Proctor Normal e submetidas aos ensaios triaxiais de condutividade hidráulica, em permeâmetro de parede flexível à carga constante, e de consolidação. A técnica permitiu determinar a condutividade hidráulica dos materiais para vazões desenvolvidas preferencialmente nas direções normal e paralela aos planos de compactação dos corpos de prova. Os resultados demonstram que o acréscimo de 4% de bentonita sódica provoca uma redução da condutividade hidráulica do solo, que supera o valor mínimo exigido de 10-9 m/s em ambas as direções de fluxo, habilitando o emprego deste material para a aplicação prevista. Além disso, verifica-se que a compactação confere um comportamento hidráulico anisotrópico ao solo, no entanto, quando misturado ao aditivo no teor indicado, seu comportamento se modifica, tornando-se mais isotrópico. Os resultados ainda revelam que o efeito da tensão de confinamento sobre a diminuição da condutividade hidráulica do solo e da mistura se mostra significativo para ambas as modalidades experimentais. / This work proposes to evaluate the influence of the inherent anisotropy, promoted by compaction, and the confining pressure on the hydraulic behavior of a clayey sand from the south coastal region of Rio Grande do Sul state (Brazil), in pure condition and mixed with 4% sodium bentonite content. This study aims to make possible the use of this soil as mineral barrier in environmental protection works, as well as evaluating the hydraulic behavior of both materials (soil and mixture), before and after the consolidation stage, when developed water flow conditions in the perpendicular and parallel directions in relation to the compaction planes of the compacted samples. In order to achieve these objectives, was performed a Standard Proctor Test and an alternative compaction test (Mini-test), intending to get specimens with compaction planes in the perpendicular (θ= 90º) and parallel (θ = 0º) directions in relation to the vertical. The soil and mixture samples were compacted at Normal Proctor energy and subjected to the triaxial consolidation and hydraulic conductivity tests. The technique allowed to evaluate the hydraulic conductivity of the specimens for flow perpendicular and parallel to the directions of the compaction planes. The results indicate that the increase of 4% sodium bentonite content reduces the hydraulic conductivity of the soil in both flow directions, making it suitable for employment as protection system in sanitary landfills or in other similar applications. Furthermore, it is observed that compaction provides anisotropic hydraulic behavior to the soil, however, when it is mixed with 4% sodium bentonite content, its behavior changes, becoming more isotropic. The results also reveal that the effect of the confining pressure on the decrease in hydraulic conductivity of the soil and mixture is significant in both adopted experimental conditions.

Accurate hydraulic conductivity values are necessary for understanding groundwater flow. Methods for estimating hydraulic conductivity show limitations because measured values vary several orders of magnitude in high permeability aquifers. Slug tests, while cost and time efficient, result in values lower than expected. It is proposed that underdamped behavior of water in a well is similar to mass on a damped spring; hence, models constructed to simulate behavior independent of aquifer effects might replicate some tests. The Poiseuille and Darcy-Weisbach models, and extensions of these models considering entry/exit effects, are applied to an aquifer-free laboratory test, and real wells. Aquifer-free laboratory tests are modeled well using both Poiseuille and Darcy-Weisbach models with entry/exit effects. The Poiseuille model for wells does not agree with observed data, possibly because of high Reynolds numbers. The Darcy-Weisbach model does agree with well data significantly better, although the friction factor relies on a single Reynolds number.

Mature fine tailings (MFT), as a mixture of residual bitumen, sand, silt, fine clay particles and water, are a byproduct of oil sands extraction. The large volume, and poor consolidation and water release ability of MFT have been causing significant economic and environmental concerns. Therefore, several studies have been implemented on finding innovative dewatering/disposal techniques. As a result, different methods have been introduced and tested at a laboratory or a field scale, yet very few of these are commercially used in the oil sands industries. Despite the extensive research, an optimal solution has not been found due to the lack of technical or economic feasibility. In the present study, a novel approach that consists of the rapid dewatering of MFT by using a super absorbent polymer (SAP) to produce dense MFT is proposed. A comprehensive laboratory investigation on the geotechnical characteristics and behavior before and after treatment of MFT is conducted. The effects of SAP based dewatering and freeze/thaw cycles on the undrained shear strength of dewatered MFT by using a vane shear apparatus are studied. Furthermore, the ability of recycled SAP to dewater and densify MFT is assessed. Finally, this study provides the results of consolidation and hydraulic conductivity testing to evaluate the void ratio versus effective stress and hydraulic conductivity of MFT. The effects on the behavior and characteristics of MFT after amendment with usage of recycled SAP are also investigated. The results indicate that SAP has the ability to significantly dewater, densify and increase the undrained shear strength of MFT. Furthermore, when subjected to freeze/thaw cycles, the MFT dewatered with SAP shows an additional increase in strength and solid content. It is also found to be possible to regenerate the polymer (still within sachets) through light thermal drying, and the regenerated SAP can still significantly dewater and thus increase the shear strength and solid content of the MFT. In addition, the obtained high solid content affects and improves the compressibility of the material, thus resulting in low initial void ratios. On the other hand, low hydraulic permeability that is derived from low initial void ratios and consolidation is improved by the freeze/thaw process due to the interconnected voids created during the freezing process.