Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The compaction process can be evaluated by soil compression curve. The curved segment of the compression curve shows the elastic deformation, while the linear segment represents the elastic deformation. The soil capacity to promoting adequate gas exchange between the root environment and the atmosphere affect plant growth and crop yield, thus showing the importance of quantifying properties related to soil ability to transmit oxygen to roots as key for the evaluation of soil physical quality. The general objective was to evaluate the effect of water content, soil structure and composition on the compressibility and air permeability of three Hapludox and one Paleudalf under no-tillage. Elastic and compressive properties, air permeability, physico-hydraulic properties, particle size and organic matter content were evaluated in soil samples equilibrated at 1, 3, 6, 10, 30, 50, 100, 300 and 500 kPa tensions. The water content along soybeans growing cycle was estimated by sequential hydrological balance and its effect on soil structural conditions was used for estimating soil bearing capacity and soil compactation susceptibility. Significant effect of the physical variables clay and soil organic matter content were observed in soil elasticity, while water content presented a reduced effect in such property. Greater clay and soil organic matter contents were associated to higher values of soil elasticity. The structural condition affects elasticity directly, mainly in sandy soils, while in loamy soils clay and organic matter contents have a larger influence on the soil elastic behavior. In sandy soils the effect of water content in soil compaction susceptibility is lower and it is most affect by soil density, while clay soils, because they retain more water, soil water content determined the compressive index variation along the management cicle. The models showed a satisfactory adjustment when the compression index was estimated, while the capacity of estimation precompaction pressure was lower for all soils. The adaption of Busscher s model for estimating soil precompaction pressure, despite the low reliability, showed that soil load bearing capacity varies along the management cycle and that sandy soils are more resistant to compactation that clay soils. The compaction effects on soil air permeability is realted mainly to air-filled porosity and soil pore continuity, independently on water content that affects adversely air permeability. In sandy soils air permeability increases as soil water content decreases is larger, compared to loamy soils. In soils cultivated under no-tillage, water content effect on air permeability is associated with greater quantity and continuity of soil pores available for airflow to occur. / O processo de compactação pode ser avaliado pela curva de compressão do solo. O segmento curvo da curva de compressão apresenta as deformações elásticas, aquelas que são recuperáveis no solo, enquanto que o segmento linear representa as deformações plásticas. A capacidade do solo em promover uma adequada troca de gases entre o ambiente radicular e a atmosfera afeta diretamente o crescimento de plantas e a produção das culturas, o que torna a quantificação de propriedades relacionadas com a capacidade de transmitir oxigênio até as raízes fundamental para a avaliação da qualidade física do solo. O objetivo geral deste trabalho foi avaliar a influência da umidade, da condição estrutural e da composição na compressibilidade e permeabilidade ao ar de três Latossolos e um Argissolo manejados no sistema plantio direto. Propriedades elásticas, compressivas, permeabilidade ao ar, propriedades físico-hídricas, granulometria e teor de matéria orgânica foram avaliadas em amostras de solo equilibradas nas tensões de 1, 3, 6,10, 30, 50, 100, 300 e 500 kPa. A umidade volumétrica ao longo do ciclo de cultivo da soja foi estimada pelo balanço hídrico seqüencial e seu efeito, juntamente com o da condição estrutural, foi utilizado na estimativa da capacidade de suporte de carga e da suscetibilidade a compactação. Efeito significativo das variáveis físicas, teor de argila e matéria orgânica foram observados na elasticidade do solo, enquanto que a umidade apresentou um efeito reduzido em tal propriedade. Quanto maiores os teores de argila e matéria orgânica no solo, maiores os valores de elasticidade. A condição estrutural afeta diretamente a elasticidade, principalmente em solos arenosos, enquanto que em solos argilosos os teores de argila e matéria orgânica exercem maior influência sobre o comportamento elástico do solo. Em solos arenosos o efeito da umidade na suscetibilidade à compactação é menor, sendo que ela é mais afetada pela densidade do solo, enquanto que em solos argilosos, em função da maior capacidade de reter água, é a umidade que determina a variação do índice de compressão do solo ao longo de um ciclo de cultivo. Os modelos apresentaram um ajuste satisfatório quando estimada a variável índice de compressão, enquanto que a capacidade de estimar a pressão de preconsolidação foi baixa para todos os solos A adaptação do modelo de Busscher para a estimativa da pressão de preconsolidação, apesar da baixa confiabilidade, demonstrou que a capacidade de suporte de carga varia ao longo de um ciclo de cultivo e que os solos arenosos são mais resistentes à compactação que os solos argilosos. Os efeitos da compactação na permeabilidade ao ar se concentram principalmente na redução da porosidade de aeração e da continuidade de poros, independentemente da condição de umidade, o que repercute negativamente nos valores de permeabilidade ao ar. Em solos arenosos, o incremento na permeabilidade ao ar à medida que a umidade do solo reduz é maior se comparado a solos argilosos. Em solos cultivados sob plantio direto, o efeito da umidade na permeabilidade ao ar está associado à maior quantidade e continuidade de poros do solo disponíveis para que os fluxos de ar ocorram.

Os ecossistemas naturais e agropecuários dependem fundamentalmente do solo como recurso básico para sua funcionalidade. Neste contexto, a qualidade do solo tem tido uma crescente importância global. Os objetivos deste estudo consistiram em propor modificações metodológicas e/ou instrumentais visando determinações mais acuradas dos indicadores da qualidade física do solo mediante o desenvolvimento de (i) um sistema eletro-mecânico que permite a obtenção de amostras indeformadas de solos sem aplicação de golpes; (ii) um penetrômetro estático automatizado, de baixo custo e portátil, para medidas de resistência à penetração (RP) e resistência tênsil (RT) sob regime de velocidade constante de 1,55 mm s-1; (iii) um consolidômetro, de baixo custo e de maior portabilidade, para determinações da curva de compressão do solo, da RP e da RT utilizando propulsão pneumática e (iv) melhorias instrumentais em um permeâmetro de carga constante de ar pela redução de oscilações durante a medição do gradiente de pressão bem como a otimização da seleção de diferentes níveis de vazão mássica de ar. Os resultados obtidos mostraram que (i) o sistema eletromecânico garantiu a preservação da estrutura do solo em amostras coletadas comparado com a amostragem por golpes, principalmente no solo mais argiloso; (ii) a RP e a RT puderam ser determinadas com elevada acurácia à velocidade constante de 1,55 mm s-1; (iii) a curva de compressão do solo foi sensível às diferenças entre os tratamentos (linha e entrelinha da cultura) e a utilização de propulsão pneumática não influenciou os resultados da RP e da RT e (iv) a instrumentação utilizada no permeâmetro de carga constante de ar permitiu realizar determinações da permeabilidade do solo ao ar tanto em campo quanto em laboratório com rapidez e elevada acurácia. / Natural and agricultural ecosystems rely fundamentally on soil as a basic resource for their functionality. In this context, soil quality has had a growing global importance. The objectives of this study were based on proposing methodological and/or instrumental modifications aiming to obtain more accurate determinations of soil physical quality indicators by developing: (i) an electro-mechanical system that allows the extraction of undisturbed soil samples without mechanical impact (no-hammering); (ii) a low cost and portable static automatic penetrometer, for measuring soil penetration resistance (PR) and tensile strength (TS) at a constant speed of 1.55 mm s-1; (iii) a low cost and portable consolidometer, for determination of soil compression curve, PR and TS using pneumatic propulsion and (iv) instrumental improvements to a constant head air permeameter by reducing the oscillation during measuring the pressure head gradient and the optimization of the selection of different levels of air mass flow. The results showed that (i) the electro-mechanical system ensured the preservation of soil structure in undisturbed samples in comparison to samples extracted by hammering procedures, especially in clayey soil; (ii) PR and TS could be determined with high accuracy at the constant speed of 1.55 mm s-1; (iii) the soil compression curve was sensitive to differences between treatments (crop row and inter-row) and the use of pneumatic propulsion did not influence the results of PR and TS, and (iv) the instrumentation used in the constant head air permeameter allowed determination of soil air permeability either on the field or in the laboratory with high speed and accuracy.

Os ecossistemas naturais e agropecuários dependem fundamentalmente do solo como recurso básico para sua funcionalidade. Neste contexto, a qualidade do solo tem tido uma crescente importância global. Os objetivos deste estudo consistiram em propor modificações metodológicas e/ou instrumentais visando determinações mais acuradas dos indicadores da qualidade física do solo mediante o desenvolvimento de (i) um sistema eletro-mecânico que permite a obtenção de amostras indeformadas de solos sem aplicação de golpes; (ii) um penetrômetro estático automatizado, de baixo custo e portátil, para medidas de resistência à penetração (RP) e resistência tênsil (RT) sob regime de velocidade constante de 1,55 mm s-1; (iii) um consolidômetro, de baixo custo e de maior portabilidade, para determinações da curva de compressão do solo, da RP e da RT utilizando propulsão pneumática e (iv) melhorias instrumentais em um permeâmetro de carga constante de ar pela redução de oscilações durante a medição do gradiente de pressão bem como a otimização da seleção de diferentes níveis de vazão mássica de ar. Os resultados obtidos mostraram que (i) o sistema eletromecânico garantiu a preservação da estrutura do solo em amostras coletadas comparado com a amostragem por golpes, principalmente no solo mais argiloso; (ii) a RP e a RT puderam ser determinadas com elevada acurácia à velocidade constante de 1,55 mm s-1; (iii) a curva de compressão do solo foi sensível às diferenças entre os tratamentos (linha e entrelinha da cultura) e a utilização de propulsão pneumática não influenciou os resultados da RP e da RT e (iv) a instrumentação utilizada no permeâmetro de carga constante de ar permitiu realizar determinações da permeabilidade do solo ao ar tanto em campo quanto em laboratório com rapidez e elevada acurácia. / Natural and agricultural ecosystems rely fundamentally on soil as a basic resource for their functionality. In this context, soil quality has had a growing global importance. The objectives of this study were based on proposing methodological and/or instrumental modifications aiming to obtain more accurate determinations of soil physical quality indicators by developing: (i) an electro-mechanical system that allows the extraction of undisturbed soil samples without mechanical impact (no-hammering); (ii) a low cost and portable static automatic penetrometer, for measuring soil penetration resistance (PR) and tensile strength (TS) at a constant speed of 1.55 mm s-1; (iii) a low cost and portable consolidometer, for determination of soil compression curve, PR and TS using pneumatic propulsion and (iv) instrumental improvements to a constant head air permeameter by reducing the oscillation during measuring the pressure head gradient and the optimization of the selection of different levels of air mass flow. The results showed that (i) the electro-mechanical system ensured the preservation of soil structure in undisturbed samples in comparison to samples extracted by hammering procedures, especially in clayey soil; (ii) PR and TS could be determined with high accuracy at the constant speed of 1.55 mm s-1; (iii) the soil compression curve was sensitive to differences between treatments (crop row and inter-row) and the use of pneumatic propulsion did not influence the results of PR and TS, and (iv) the instrumentation used in the constant head air permeameter allowed determination of soil air permeability either on the field or in the laboratory with high speed and accuracy.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The Central Depression is an area with sedimentary rocks, presenting a large variety of soils. In highlands Alfisols are found, whereas in lowlands Planosols and Endoaqualf. The morphological, physical and chemical characteristics define the ability of the use and management of theses soils. In the Alfisols, grain production in no-till system is a very common practice. The Endoaqualfs, because of its hydromorphic characteristics, are used for rice cultivation. In general, the agricultural use changes the soil properties. With the intention to analyze the effect of agricultural use on soil properties two studies were performed: (1) Physico-hydraulic and mechanical behavior of an Endoaqualf under different uses; (2) Soil physico-hydraulic and mechanical properties and chisel energy demand in a compacted Alfisol. Both soils are located in the experimental area of de Soil Department of the UFSM. The objective of the first study was to identify the influence of the soil use with irrigated rice in the physico-hydraulic and mechanical properties when compared to the soil maintained without agricultural use. In the second study, were evaluated the effect of soil compaction on its physicohydraulic and mechanical properties and on chisel energy demand, and to quantify the behavior of these properties below the chisel working depth. For both studies, the particle size, bulk density, porosity and soil compressibility were determined. In the first study the water retention curve was also determined. In the second study the soil resistance to mechanical penetration, the hydraulic conductivity, the area and mobilized volume and the efforts required by the chisel were also determined. The agricultural use affected the physical quality of the Endoaqualf, increasing the bulk density and reducing the macroporosity values, without cause, however, larger changes in total porosity and microporosity when compared with the treatments maintained without agricultural use. The compression index was significantly influenced by the soil bulk density, initial degree of saturation, silt content, silt + clay content and total organic carbon content, while the preconsolidation stress was not significantly affected by the soil properties evaluated. The soil use with irrigated rice did not alter the preconsolidation stress and the compression index when compared the condition of absence of agricultural use. In the second study, compaction increased both soil the bulk density and resistance to mechanical penetration, reducing the total porosity and the macroporosity, without causing significant effects in microporosity. The traffic of the 10 Mg loader reduced the susceptibility to compaction and increased the load bearing capacity to a depth of 0.20 m. The compaction increased the chisel energy demand in 21,64%, increasing the mean value of traction effort from 5,33 kN to 6,35 kN. Soil chiseling did not increase soil compaction below the chisel working depth in the Alfisol. The use of soil, generally, change the physico-hydraulic and mechanical properties, and these changes are dependent on the soil properties, mainly, how much and under what conditions the soil is used and managed. / A Depressão Central é uma área com rochas sedimentares diversas, apresentando grande variedade de solos. Nas coxilhas são encontrados Argissolos, enquanto que nas várzeas, Planossolos e Gleissolos. As características morfológicas, físicas e químicas definem aptidões quanto ao uso e ao manejo dessas classes de solo. Nos Argissolos, a produção de grãos sob o sistema de semeadura direta é uma prática bastante difundida. Os Gleissolos, pelas suas características hidromórficas, são aptos ao cultivo de arroz irrigado. De maneira geral, o solo mantido em estado natural apresenta características físicas adequadas ao desenvolvimento normal das plantas. No entanto, o uso agrícola altera, normalmente, as propriedades do solo. Com o intuito de analisar o efeito do uso agrícola no solo, foram realizados dois estudos: (1) Comportamento físico-hídrico e mecânico de um Gleissolo Háplico sob diferentes usos; (2) Propriedades físico-hídricas e mecânicas e demanda energética requerida pela haste escarificadora em Argissolo Vermelho-Amarelo sob compactação adicional. Ambos os solos estão localizados na área experimental do Departamento de Solos da UFSM. O primeiro estudo objetivou identificar a influência do uso do solo com cultivo de arroz irrigado nas propriedades físico-hídricas e mecânicas, quando comparado ao solo mantido sem uso agrícola. No segundo estudo, avaliou-se o efeito da compactação nos atributos físico-hídricos e mecânicos e na demanda energética solicitada pela haste escarificadora e analisou-se o comportamento das propriedades físico-hídricas e mecânicas abaixo da profundidade de trabalho da haste escarificadora. Para ambos os estudos, foram realizadas as determinações de granulometria, densidade, porosidade e compressibilidade do solo. No primeiro estudo, foi determinada ainda a curva de retenção de água. No segundo estudo, avaliou-se ainda a resistência mecânica à penetração, a condutividade hidráulica saturada, a área e volume mobilizado e esforços solicitados à haste escarificadora. O uso agrícola afetou a qualidade física do Gleissolo Háplico em estudo, elevando os valores de densidade e reduzindo os valores de macroporosidade, sem causar, porém, maiores alterações na porosidade total e na microporosidade, quando comparado ao tratamento mantido sem uso agrícola. O índice de compressão foi significativamente influenciado pela densidade do solo, grau de saturação inicial, teor de silte, teor de silte + argila e teor de carbono orgânico total, enquanto que a pressão de preconsolidação não foi afetada significativamente pelos atributos do solo avaliados. O uso do solo com cultivo de arroz irrigado não alterou a pressão de preconsolidação e o índice de compressão, quando comparado à condição de ausência de uso agrícola. No segundo estudo, observou-se que a compactação elevou a densidade e a resistência mecânica à penetração do Argissolo, reduziu a porosidade total e a macroporosidade, porém sem causar efeitos significativos na microporosidade. O tráfego da pá carregadora de 10 Mg reduziu a suscetibilidade à compactação e elevou a capacidade de suporte de carga até a profundidade de 0,20 m. A compactação aumentou a demanda energética da haste escarificadora em 21,64%, o que elevou os valores médios de esforço de tração de 5,33 para 6,35 kN. A escarificação não elevou o estado de compactação do solo abaixo da profundidade de trabalho da haste escarificadora no Argissolo. O uso do solo, de maneira geral, altera as propriedades físicas, hídricas e mecânicas, sendo que essas alterações são dependentes das características do solo e, principalmente, quanto e em que condições o solo é utilizado e manejado.

The predominant production system in North central Uruguay is based on the combined beef cattle and sheep cattle grazing of native grasslands. Soils include an important area of Pelluderts, with high content of expansible clays and high organic matter in the surface horizon. At the beginning of the 90 s there was a rapid expansion in rice production in this part of the country, increasing soil use intensity. Rice is grown in rotations with seeded pastures. Due to variations in annual forage production because variations of the hydric regime, irrigation technology was studied as an alternative to achieve greater inter-annual production stability. The effect of soil compaction, is to be considered when managing Vertisols especially in low soil use intensity situations, like natural pastures improved by overseeding and fertilization, or the more intense rice pastures rotation. The objectives of this research were to quantify the effects of animal trampling, as compared with rice harvesting, on the physical quality of the Vertisols and to obtain a quantitative relationship between rain plus irrigation water input and forrage production. Two experiments were conducted in the basaltic experimental field of INIA-Tacuarembó-Uruguay, to evaluate the effects of irrigation and animal compaction on the improved natural pasture. Another on farm experiment was also conducted to evaluate soil compaction due to rice cropping and harvesting. Physical quality results, showed animal trampling compaction effect in the surface layer (0-3 cm), but not in subsurface (9-12 cm), due animal trampling on bulk density, total porosity, macroporosity, microporosity, compressibility, and penetration resistance. In the rice field, effects of soil deformation by harvesting-combine traffic were evident to 20 cm depth under of high soil moisture conditions.Forage production did not show differences between the irrigation frequencies used in a rainy year (2003). Meanwhile in a dry year (2004), the irrigation treatments produced more (425 %) than the non irrigated, and the one irrigated more frequently produced more (35 %) between the two irrigated ones. General response to water was 8.95 kg MS ha-1 mm-1. Red clover showed greater response than white clover. The effect of animal trampling was significant on forage yield production of red clover, but there was no effect on white clover production. The botanical composition, in a dry year, showed loss of legume presence without irrigation. / O sistema de produção de forma extensiva em campo nativo predominante na região Centro-Norte da República Oriental do Uruguai inclui o pastejo de bovinos e ovinos. Entre os solos encontrados estão os Vertissolos com argilas expansivas e alto teor de matéria orgânica no horizonte mais superficial. A partir dos primeiros anos na década de 90, houve forte expansão da cultura de arroz na região, com aumento da intensidade de uso do solo, e adoção de sistemas de produção arroz gado de corte. Devido a variações da produção forrageira anual relacionada com as variações do regime hídrico, o trabalho teve como objetivo avaliar o uso da tecnologia de irrigação como alternativa para alcançar uma maior estabilidade na produção. Os efeitos sobre as características físicas dos Vertissolos foram avaliados em situações de baixa intensidade de uso, campo natural melhorado sob pastejo ou maior intensidade na rotação arroz-pecuária. Mais especificamente o trabalho procurou quantificar os efeitos do pisoteio animal em comparação com a pressão das máquinas de colheita de arroz na qualidade física de Vertissolos e encontrar uma relação quantitativa entre lâmina de água de chuva mais irrigação e produção de forragem. No campo experimental de basalto de INIA-Tacuarembó-Uruguai, foram realizados dois experimentos para avaliar os efeitos da compactação animal e a irrigação num campo natural melhorado, e noutro campo no departamento de Tacuarembó-Uruguai foi realizado um experimento para avaliar os efeitos da compactação durante a cultura e colheita de arroz. Do ponto de vista da qualidade física do solo, em geral, os resultados dos experimentos mostraram efeito da compactação superficial (0-3 cm), mas não subsuperficial (9-12 cm), devido ao pisoteio animal nos parâmetros densidade do solo, porosidade total, macroporosidade, compressibilidade e resistência do solo à penetração. Na colheita do arroz, foram evidenciados os efeitos de deformação do solo pelo tráfego de colheitadeiras em condições de alto conteúdo de água no solo. A produção forrageira não apresentou diferença para as freqüências de irrigação usadas no ano chuvoso (2003), enquanto que durante o ano seco (2004) os tratamentos irrigados produziram 425 % mais que o não irrigado e o irrigado mais freqüentemente produziu 35 % mais que o irrigado menos freqüentemente. A resposta da produção forrageira à água foi de 8,95 kg de MS ha-1 mm-1. O trevo vermelho apresentou maior resposta da produção forrageira à água do que o trevo branco, 11 kg de MS ha-1 mm-1 e 9 kg de MS ha-1 mm-1, respectivamente. O efeito do pisoteio animal na produção forrageira reduziu a produção do trevo vermelho, mas não do trevo branco. Com relação à composição botânica, no ano seco, houve redução na porcentagem de cobertura por leguminosas no melhoramento nas situações sem irrigação.

Soft soil deposits of coastal regions and lowland areas pose many geotechnical problems but it is indispensable to utilize these grounds to meet the growing demand for infrastructure with ever increasing urbanization and industrial development. Soft soils are generally associated with high compressibility and low strength characteristics which augment the risk of huge settlements and foundation failure. It is essential to understand the complex behaviour of the ground consisting of soft clays as construction and maintenance of infrastructure in these areas is challenging. Marine sediments mostly possess open microstructure irrespective of the differences in their mineral composition and sedimentation environment. Also this particular microstructure in marine sediments is generally accompanied by the presence of a great amount of organic residues and fragments of marine organisms. Formation of pyrite is also possible because of the presence of decomposable organic matter, dissolved sulfate and reactive iron minerals. These soils due to their inherent mineralogy and microstructure have high void ratios and consequently high water holding capacity which explains the reason for their low shear strength and high compressibility characteristics. And often the formation environment is conducive for incorporation of organic content in the soft clay deposits which further aggravates the problem. A complete characterization of the soil can enhance the understanding of soil behavior and therefore can play a crucial role in suggesting suitable and sustainable ground improvement method. Soft clay deposits of Kuttanad area in Kerala, India extending to varying depths below the ground level, present a challenge as a foundation soil due to low bearing capacity and high settlement. Geologically Kuttanad is considered as a recent sedimentary formation. In the geological past, the entire area was a part of the Arabian Sea. Presently Kuttanad area covers an area of about 1,100 km2. Many intriguing reports of distresses to structures founded on this soil are available. An over view of specific characteristics of soft clays along with the comprehensive description of soft clays from various parts of the world is presented in the introductory Chapter. Deep soil mixing and mass stabilization methods are found to be relatively advantageous in reducing differential settlements and in achieving expeditious construction. A more detailed review of literature on Kuttanad soil problems and various ground improvement methods adopted are presented. The different ground improvement techniques attempted are soil reinforcement, stone columns, preloading etc. Soil mixing can be relatively advantageous over the other conventional ground improvement methods. Laboratory studies carried out earlier with different binders such as cement, lime and lime fly ash combinations did not exhibit appreciable improvement in soil strength. It is reasoned that the lack of understanding of the soil characteristics is responsible for the limited success of these attempts. Based on the review of literature the detailed scope of the work is presented at the end of Chapter 1. The method of collection of the soil from Kuttanad region, methods adopted for characterization of soil, characteristics of various binders used and testing procedures adopted for assessing the geotechnical behavior with and without binders are described in Chapter 2. In order to characterize the soil for understanding its behaviour under different conditions as well as to gauge its response to different stabilizers, a detailed physico¬chemical, mineralogical, morphological and fabric studies are carried out and presented in Chapter 3. An attempt has been made to explain the role of components of soils such as organic substances, pyrite and sesquioxides for variations in its properties with change in water content. The high water holding capacity of the soil reflected in its Liquid limit along with relatively low plasticity characteristics of the soil has been explained as due to the presence of minerals such as metahalloysite and gibbsite, the flocculated fabric, porous organic matter and water filled diatom frustules (amorphous silica). Based on the study conducted on the plasticity characteristics of Kuttanad soil under different conditions of drying and treatment, it was brought about that the organic content plays a dominant role in particle cementation and aggregation causing a substantial reduction in plasticity upon drying. Further, the presence of minerals such as pyrite and iron oxides also account for the plasticity changes. The significant changes in soil properties upon drying have also been successfully explained in Chapter 4. Attempts made to stabilize the soil using conventional chemical stabilizers are described in Chapter 5. The effect of binders on the strength improvement of soil has been explained based on the changes occurring in the composition, fabric and physico-chemical characteristics of soil upon addition of the binders. Lack of strength development in soil with lime has been attributed to the inherent composition of the soil hindering the formation of pozzolanic compounds and unfavourable modification of the fabric. On the other hand the soil responded well to cement stabilisation. The influence of various parameters such as Water/Cement (W/C) ratio, Initial water content, curing period and additive dosage on the strength development of cement treated soil has been examined. Cement improved the strength of the soil by binding the soil particles without depending on the interaction with the soil. It was observed that the role of initial water content is insignificant and the strength improved with reducing W/C ratio. The dependence of strength development with cement addition on the fabric at different W/C ratios has been assessed. Also the role of other additives such as Lime, Sand, Fly Ash, Ground granulated blast furnace slag, Silica fume and Sodium silicate to enhance the strength of cement treated soil has been analysed in Chapter 5. It was shown that only Sodium Silicate (NS) along with cement meets with good success. The studies on the undrained shear strength and compressibility characteristics of cemented soil carried out to understand the strength and deformation behaviour of the cemented soil are presented in Chapter 6. It is clear from the compressibility characteristics of the cemented soil that there is a well defined yield stress demarcating the least compressible pre-yield zone and more compressible post yield zone. Generally the yield stress increases with reducing water cement ratio. It is interesting to note that the post yield compressibility of the cemented soil is controlled more by the fabric of soil than by cementation effect. The study on the undrained shear behavior of cemented soil revealed that the cohesion intercept and angle of internal friction increases with addition of cement. However the impact of cementation is reflected more as increase in cohesion intercept with increasing cement content. The uniqueness of failure envelope observed for the cemented soil irrespective of whether the confining stress is above or below the yield stress has been explained in detail. A case study on the performance of embankment founded on Kuttand soil improved with Deep mixed cement columns (DMCC) has been evaluated through numerical simulations using FLAC 2D and this forms the subject matter of Chapter 7. For this work the soil properties of the Kuttanad soil determined by experimental investigations have been used. The simulation results showed that the introduction of DMCC columns improved the factor of safety against failure and reduced settlements. This study clearly endorses the analysis and the results of the test carried out on Kuttanad soil. The final chapter summarizes the details of the work carried out which brings out the importance of characterization of the soil in terms of soil components, physico-chemical environment as well as the micro structure of the soil in predicting the behaviour of the soil in changing environment and to understand the stabilization response of the soil with different binders which intern helps to select appropriate binder and or binder combinations.