[pt] Neste trabalho se estuda a influência de um fluido alcalino na resistência ao cisalhamento de dois solos provenientes de Poços de Caldas-MG, sendo um deles um solo residual jovem de sienito e o outro um colúvio. Para tanto, elaborou-se um programa experimental que consistiu na execução de ensaios triaxiais CIU (solo residual jovem) e de cisalhamento direto (solo coluvionar), tanto com os solos no estado natural como contaminados. A contaminação dos solos se deu pela substituição total ou parcial do fluido intersticial por um licor cáustico, resíduo proveniente do processo do beneficiamento da bauxita. Ensaios de caracterização física, química e mineralógica, com os solos em ambos os estados, foram realizados com o intuito de auxiliar na análise dos resultados dos ensaios de resistência. Os resultados obtidos mostraram que os solos são suscetíveis à ação do licor, notando-se um decréscimo dos parâmetros de resistência. / [en] This work presents a study concerning the influence of an alkaline fluid in the shear strength of two soils originating from Poços de Caldas-MG, which one of them is a sienitic residual and the other a colluvium. For that, it was elaborated an experimental program consisting of the execution of CIU triaxial (residual soil) and direct shear (colluvium) tests. The tests were performed with the soils in the natural and contaminated states. The soils were contaminated through total or partial substitution of the pore fluids for a caustic liqueur, a residue originating from alumina production process. In order to provide better support for the analysis of strength tests results, it were performed physical, chemistry and mineralogical characterization tests, with the soils in both states. The experimental program results have shown that the liqueur causes loss of strength in both soils.

Submitted by Leandro de Godoi Pinton null (lgpgeo@yahoo.com.br) on 2016-07-28T12:06:59Z No. of bitstreams: 1 LeandroGPinton.Texto.Completo.pdf: 92573539 bytes, checksum: 396e33f24ed85b443feec9a43b8689b2 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Paula Grisoto (grisotoana@reitoria.unesp.br) on 2016-08-01T14:19:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 pinton_lg_dr_rcla.pdf: 92573539 bytes, checksum: 396e33f24ed85b443feec9a43b8689b2 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-01T14:19:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 pinton_lg_dr_rcla.pdf: 92573539 bytes, checksum: 396e33f24ed85b443feec9a43b8689b2 (MD5) Previous issue date: 2016-06-10 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A presente pesquisa teve como objetivo geral avaliar a dinâmica dos processos morfogenéticos do relevo cuestiforme no Quaternário Tardio (Pleistoceno Superior-Holoceno Superior) e no período antrópico recente. Com base nessa avaliação, propôs-se reconstituir a sequência denudativa numa escala de tempo geológico, assim como verificar as implicações da constituição de morfologias antropogênicas na evolução desse compartimento numa escala histórica de tempo. A fim de atender tal objetivo, foram realizadas datações de episódios deposicionais por Luminescência Opticamente Estimulada (LOE) e pelo método do chumbo-210 (210Pb). Ademais, foram elaborados mapeamentos específicos para a obtenção de dados morfoestruturais, geomorfológicos e de uso e cobertura da terra. A bacia hidrográfica do Córrego do Cavalheiro – Analândia (SP) – foi selecionada como área de estudo em virtude de sua disposição natural, na transição entre as Cuestas Areníticas-Basálticas e a Depressão Periférica Paulista, associada, ainda, à evolução do uso da terra essencialmente rural. A análise sistêmica entre as idades LOE do material coluvionar com as flutuações paleoclimáticas regionais e o arranjo de feições morfoestruturais e antropogênicas possibilitou a proposição de um modelo evolutivo do relevo cuestiforme, caracterizado pela seguinte sequência denudativa: 1) Primeira fase seca de 30.770 ± 4.930 a 8.000 ± 1.000 anos A.P. (transição do Pleistoceno Superior com o Holoceno Inferior, estendendo-se até o início do Holoceno Médio); 2) Primeira fase úmida de 7.420 ± 980 a 4.500 ± 750 anos A.P. (Holoceno Médio-Superior); 3) Segunda fase seca de 3.940 ± 665 a 2.215 ± 250 anos A.P. (Holoceno Superior) e; 4) Fase antropogênica de 1962 a 2013 (série histórica de 51 anos). A datação dos sedimentos fluviais pelo método do 210Pb foi ineficaz como recurso complementar para o detalhamento da fase antropogênica nas cuestas em razão do predomínio de coberturas sedimentares na composição litopedológica desse compartimento. Todavia, a quantificação das mudanças morfológicas mediante a sistematização de geoindicadores corrobora a ação antropogênica condicionando a esculturação do relevo cuestiforme. A reconstituição paleomorfogenética das cuestas demonstrou que os processos denudativos no Quaternário Tardio (Pleistoceno Superior-Holoceno Superior) e no período antrópico recente se configuram de forma complexa, sendo a sua dinâmica cíclica e poligênica. / The present research aimed to evaluate the dynamics of the morphogenetic processes of the cuesta relief in the Late Quaternary (Upper Pleistocene-Upper Holocene) and in the current anthropic periods. Based on this evaluation, the denudative sequence was reconstituted in a geological time scale, and the implications of the anthropogenic morphology constitution in the evolution of this compartment in a historical time scale were verified as well. In order to achieve this objective, depositional dating were performed through Optically Stimulated Luminescence (OSL) and the Pb-210 method (210Pb). In addition, specific morphostructural, geomorphological and land-use/land-cover mapping were performed. The Cavalheiro Stream basin – Analândia (SP) – was chosen as the study area due to its natural distribution, in the transition of the sandstone-basaltic Cuestas and the Paulista Peripheral Depression and the essentially rural land-use evolution as well. The systemic analysis comparing the colluvium material ages (OSL) with the regional paleoclimatic fluctuations and the morphostructural/anthropogenic features arrangement provided an evolutionary model of the cuestas relief, characterized by the following denudative sequence: 1) First dry phase from 30,770 ± 4,930 to 8,000 ± 1,000 years BP (transition between the Upper Pleistocene and the Lower Holocene, extended until the beginning of the Middle Holocene); 2) First wet phase from 7,420 ± 980 to 4,500 ± 750 years BP (Middle-Upper Holocene); 3) Second dry phase from 3,940 ± 665 to 2,215 ± 250 years BP (Upper Holocene); and 4) Anthropogenic phase, from 1962 to 2013 (historical series of 51 years). Fluvial sediments dating through the 210Pb method was inefficient as a complementary resource to detail the anthropogenic phase in the cuestas due to the predominance of sedimentary covers in the lithopedologic composition of this compartment. However, the quantification of the morphological changes in relation with the systematization of the geoindicators corroborates the anthropogenic action on the cuestas relief formation. The cuestas paleomorphogenetic reconstitution demonstrated that the denudative processes in the Late Quaternary (Upper Pleistocene-Upper Holocene) and in the recent anthropic period display a complex configuration, with a cyclic and polygenic dynamics. / FAPESP: 2012/20513-0

Submitted by Fabielle Cheuczuk (fabielle.cheuczuk@unioeste.br) on 2018-07-25T18:47:21Z No. of bitstreams: 2 Dissertação-Dayane Pagotto.pdf: 5619766 bytes, checksum: d5614109f13a66901e90391b45f90173 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-25T18:47:21Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação-Dayane Pagotto.pdf: 5619766 bytes, checksum: d5614109f13a66901e90391b45f90173 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2018-03-07 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / This study aimed to understand the pedogenesis and morphogenesis phenomena that occurred on Canoas river Plateau (SC) in South Brazil during the Late Quaternary. Specifically, it attempted i) to establish a pedostratigraphic section representative of the pedological and geogenetic facts of the paleocabeceira drainage, ii) to characterize the physical, chemical and chronological nature of the materials of the pedostratigraphic section, iii) to understand the evolutionary framework of the geomorphic unit of analysis, iv) to establish the stratigraphic correlation with the records of the geomorphic surfaces of Palmas/Água Doce (South of Brazil), v) and also verifying the chronological correlation of stratigraphic records with regional and global climatic variations. Therefore, the following steps were followed: a) field work, where the architecture of the stratigraphic records, the pedological morphological description, the photographic records and the systematic collection of samples were analyzed, and b) laboratory analysis, where it was conducted the particle size analysis, micromorphological description, dates of 14C, dates by Optically Stimulated Luminescence (LOE) and mineralogical determination of the clay, silt and sand fractions. The stratigraphic section representing the Canoas river Plateau presents 3,50 meters of material and it presents the horizons: CAp, 2Ab, 2ACb, 2CAb, 3Cb, 4ACb, 4Cb, 5Ab, 5ACb (ortomorphics) and 6Cg1b, 6Cg2b and 6Cg3b (hydromorphics). The results showed from the mineralogical analysis of the sand, silt and clay fractions is that the material is composed of primary and secondary minerals derived from volcanic rocks of Serra Geral Formation and Botucatu Sandstone, which indicated the presence of polygenetic soils. The micromorphological analysis showed that the materials are of coluvial origin from gravitational movements and surface runoff, and derived from the pedogenesis of Botucatu Sandstone with mixtures of basaltic rocks from the Serra Geral Formation. The carbon isotopes revealed four distinct periods which indicated changes in vegetation and possibly climatic changes, sometimes with vegetation of type C3, others with vegetation with C4 photosynthetic cycle and also with a mixture of vegetation C3 and C4. The data revealed ages between 28.770 to 2.100 years B.P., thus showing that the stratigraphic section was formed between the Upper Pleistocene, in the Last Interstate (EIM3) to the Upper Holocene or its limit with the Middle Holocene, current Interglacial (EIM1). Finally, the evolutionary sequence showed that the stratigraphic section is made up of allochthonus and autochthonus materials formed in the Last Interstate (EIM 3), Last Glacial Maximum (EIM 2) and Interglacial (EIM 1) corresponding to the Upper Pleistocene and Upper Holocene, covering the Late Quaternary, since that the stages of pedogenesis and morphogenesis identified on Canoas river Plateau (SC) are similar to those identified on Palmas Plateau (PR)/Água Doce (SC). / O presente trabalho teve como objetivo compreender os fenômenos de pedogênese e morfogênese que atuaram no Planalto do rio Canoas (SC) durante o Quaternário Tardio. Especificamente buscou-se i) estabelecer seção pedoestratigráfica representativa dos fatos pedológicos e geogenéticos da paleocabeceira de drenagem, ii) caracterizar a natureza física, química e cronológica dos materiais da seção pedoestratigráfica, iii) compreender o quadro evolutivo da unidade geomórfica de análise, iv) estabelecer a correlação estratigráfica com os registros das superfícies geomórficas de Palmas/Água Doce e v) verificar a correlação cronológica dos registros estratigráficos com variações climáticas regionais e globais. Para isso, seguiram-se as seguintes etapas: a) trabalho de campo, onde foram analisados a arquitetura dos registros estratigráficos, descrição morfológica pedológica, registros fotográficos e coleta sistemática de amostras e b) análises laboratoriais, onde foram feitas a análise granulométrica, descrição micromorfológica, datações de 14C, datações por Luminescência Opticamente Estimulada (LOE) e determinação mineralógica das frações argila, silte e areia. A seção estratigráfica representativa do Planalto do rio Canoas apresenta 3,50 metros de material e apresenta os horizontes: CAp, 2Ab, 2ACb, 2CAb, 3Cb, 4ACb, 4Cb, 5Ab, 5ACb (ortomórficos) e 6Cg1b, 6Cg2b e 6Cg3b (hidromórficos). Os resultados mostraram a partir da análise mineralógica das frações areia, silte e argila que o material é composto por minerais primários e secundários derivados de rochas vulcânicas da Formação Serra Geral e do arenito da Formação Botucatu, nos quais indicaram a presença de solos poligenéticos. Já a análise micromorfológica revelou que os materiais são de origem coluvial provenientes de movimentos gravitacionais e escoamento superficial, derivados da pedogênese do Arenito Botucatu com misturas de litorrelíqueas de Basalto da Formação Serra Geral. Os isótopos do carbono revelaram quatro períodos distintos, os quais indicaram mudanças na vegetação e possivelmente mudanças climáticas, ora com presença de vegetação do tipo C3, ora com vegetação com ciclo fotossintético C4 e outros momentos com mistura de vegetação C3 e C4. As datações revelaram idades entre 28.770 a 2.100 anos A.P., mostrando assim que a seção estratigráfica foi formada entre o Pleistoceno Superior, no Último Interestadial (EIM3) ao Holoceno Superior ou seu limite com o Holoceno Médio, atual Interglacial (EIM1). Para finalizar, a sequência evolutiva mostrou que a seção estratigráfica é composta por materiais alóctones e autóctones formados no Último Interestádio (EIM 3), Último Máximo Glacial (EIM 2) e no Interglacial (EIM 1) correspondente ao Pleistoceno Superior e ao Holoceno Superior, abrangendo o Quaternário Tardio. As fases de pedogênese e morfogênese identificadas no Planalto do rio Canoas (SC) são similares às identificadas no Planalto de Palmas (PR)/Água Doce (SC).

A partir d’une approche pluridisciplinaire (géo-historique, cartographique et pédologique), cette étude nous a permis d’établir un bilan complet sur l’état (origines, formes et évolutions) des systèmes de haies en Alsace depuis le Moyen Age. L’étude pédologique de topo séquences de sols dans des zones de loess très sensibles à l’érosion (Habsheim, Uffheim) a également permis de procéder à un bilan de l’érosion depuis le Néolithique et montré comment le stockage de colluvions à l’amont de haies modifiait le relief par la formation de rideaux de culture, dont les plus anciens remontent à la fin de l’Age du bronze. Nous avons quantifié le potentiel des systèmes de haies en tant que frein à l’érosion et en tant que puits de carbone, dans l’optique d’une lutte contre le réchauffement climatique (initiative 4‰). En termes de potentiel de stockage de colluvions, le site d’Habsheim révèle une capacité de stockage énorme avec par exemple des stockages de 17,8 t/m linéaire de haie. D’autre part, à partir de nos sites de référence, on a pu démontrer aussi la grande activité érosive de ces espaces et cela depuis la préhistoire : entre 5700 et 2700 BP le taux d’érosion moyen mesuré a été de 4,5 t/ha/an, équivalant à celui de l’agriculture intensive dans les mêmes zones, ce qui relativise en partie le rôle de l’agriculture moderne. Le potentiel réel des colluvions loessiques est plus nuancé en termes de stockage de carbone. De nombreux processus comme la minéralisation du carbone et la faible efficacité du complexe argilohumique rendent les interprétations délicates sans pour autant que le potentiel des sols agricoles limoneux comme puit de carbone doive être écarté. / This study is a pluridisciplinary approach combining geohistory, spatial study and soil science that proposes an exhaustive analysis of origins, shapes and evolution of hedges systems in Alsace since Middle Ages. An erosion budget since Neolithic was obtained from the study of soil topographical sequences in an erosion sensitive loess area (Habsheim, Uffheim, 68, France). The colluvium stored in the upperside of the hedge modifies the topography by creating lynchets (the oldest were from the Bronze Age). We quantified the potential of hedges systems to reduce erosion and to store carbon in order to struggle against climate change (4‰ project). In Habsheim the storage of carbon potential is huge with some stocks reaching 17,8 t per meter of linear hedge. Moreover, based on the reference sites, we demonstrated the great erosion processes that has occured in these landscapes since Prehistory: between 5700 and 2700 BP the average erosion rate measured (4,5 t/ha/yr) is equivalent to the present day rates under intensive agriculture. The potential of loess colluvium, from the stock of carbon point of view, is more questionable. Interpretations are more difficult because of processes like mineralization of carbon and low efficiency of argilo-humic complex but so far the storage function of loamy soils cannot be neglected.

[pt] Para o conhecimento do estado de tensão natural do solo, expresso pelo coeficiente de empuxo no repouso (k0), emprega-se a realização de ensaios de laboratório em amostras indeformadas. A importância da determinação desse parâmetro para solos coluvionares diz respeito à aplicação em obras de engenharia que envolvam empuxo de terra e fundações. Existem correlações na literatura para a determinação de k0 que provém de pesquisas desenvolvidas considerando solos sedimentares, tipicamente de regiões temperadas ou frias. Ao lidar com solos coluvionares e residuais, típicos de regiões tropicais, não é condizente utilizar dessas correlações, visto que o k0 é afetado por vários fatores, tais como a sucção, grau de intemperismo, processo de laterização, entre outros que também afetam solos sedimentares saturados. Esse estudo analisa as amostras de solo coluvionar provenientes do talude da Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (PUC-Rio). Para determinar o coeficiente de empuxo no repouso do solo coluvionar na condição não saturada, é utilizado um equipamento de parede flexível, com sistema de controle de sucção. Para avaliar a influência da sucção no valor do coeficiente de empuxo no repouso, cada amostra foi ensaiada sob diferentes teores de umidade: mais úmida, com sucção de 10 kPa; intermediária com sucção de 40 kPa; e mais seca, com 100 kPa. Os valores de k0 obtidos nos ensaios variaram de 0,19 a 0,24. O coeficiente de empuxo no repouso do solo coluvionar na condição saturada (sucção nula) também foi determinado usando um equipamento triaxial servo-controlado tipo Bishop-Wesley. O valor de k0 obtido para o solo coluvionar na condição saturada foi de 0,36. Os resultados obtidos seguiram, em parte, a tendência esperada. / [en] For the knowledge of the natural stress state of the soil, expressed by the coefficient of earth pressure at rest (k0), a laboratory test is used in undisturbed samples. The importance of the determination of this parameter for colluvium soils relates to the application in engineering works that involve buoyancy of earth and foundations. There are correlations in the literature for determination k0 that comes from researches developed considering sedimentary soils, typically from temperate or cold regions. In dealing with residual and colluvium soils, typical of tropical regions, it is not appropriate to use these correlations, since k0 is affected by several factors, such as degree of weathering, laterization processes and suction, among others that also affect saturated sedimentary soils. This research analyzes samples of a colluvium soil from the Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (PUC-Rio). For the determination of the coefficient of earth pressure at rest of the unsaturated colluvium soil, a flexible wall equipment, with a system of suction control was used. In order to evaluate the influence of suction on the value of the coeficiente of erath pressure at rest, each sample was tested under different moisture contents: wetter, with suction of 10 kPa; intermediate with suction of 40 kPa; and drier with 100 kPa. The k0 values obtained in the tests ranged from 0,19 to 0,24. The coefficient of earth pressure at saturated colluvium (null suction) was also determined using Bishop and Wesley type, servo-controlled triaxial equipment. The value of k0 obtained for the colluvium soil in the saturated condition was equal to 0.36. The results in both trials followed, in part, the expected trend.

[pt] Muitos dos movimentos de massa gravitacionais estão fortemente associados a uma perda de sucção na resistência ao cisalhamento do solo, decorrente de variações de umidade de origem natural (variações atmosféricas) ou de origem artificial (atividade humana). Dentro deste contexto, no presente trabalho analisou-se a influência da sucção na resistência ao cisalhamento, determinaram-se as envoltórias de resistência ao cisalhamento na condição não saturada e avaliou-se a influência de ciclos de umedecimento e secagem na resistência dos solos. Dois tipos de solos da região de Tinguá/RJ foram selecionados para estudo: um solo Residual Jovem e um Colúvio. Estes solos foram submetidos a um programa experimental que consistiu da caracterização granulométrica e mineralógica do material, seguido da obtenção da curva de retenção de água pelo método do papel filtro. Os ensaios de resistência ao cisalhamento envolveram ensaios de cisalhamento direto na condição saturada ou inundada e, para a condição não saturada, utilizou-se o equipamento de cisalhamento direto com sucção controlada (CDSC) da PUC-Rio, projetado por de Campos (1988) e implementado por Fonseca (1991) e Delgado (1993). O equipamento está baseado na técnica de translação de eixos. Para a determinação da velocidade de cisalhamento na condição não saturada utilizou-se a metodologia proposta por Ho e Fredlund (1982). A partir dos resultados obtidos foi possível obter os parâmetros da envoltória do solo não saturado, parâmetros efetivos de resistência do solo saturado, parâmetro que quantifica o aumento na resistência devido a um aumento na sucção matricial; , e c; e plotar a superfície 3D da envoltória que relaciona a resistência do solo não saturado com a tensão normal líquida e a sucção. / [en] Many of gravitational mass movements are strongly associated with a loss of suction on shear strength of the soil due to moisture variations of natural origin (atmospheric variations) or artificial sources (human activity). Within this context, the present study examined the influence of suction on shear strength, determined whether the envelopes of shear strength in unsaturated condition and evaluated the influence of wetting and drying cycles in soil strength. Two types of soils in the region of Tinguá / RJ were selected for study: A Young Residual soil and colluvium. These soils were subjected to an experimental program that consisted of particle size and mineralogical characterization of the material, followed by obtaining the curve of water retention by the filter paper method. The shear strength tests involved direct shear tests on saturated or flooded condition and to unsaturated condition, we used the direct shear device with controlled suction (CDSC) of PUC-Rio, designed by Field (1988) and implemented by Fonseca (1991) and Delgado (1993). The device is based on the technique of translation of the axes. For the determination of the shear rate in the unsaturated condition used the methodology proposed by Ho and Fredlund (1982). From the results it was possible to obtain the parameters of the envelope of unsaturated soil, effective resistance parameters of saturated soil, b, and c; and plot the 3D surface of the envelope which relates the strength of unsaturated soil with net normal stress and suction.

[pt] Neste presente trabalho buscou-se avaliar a características de resistência ao cisalhamento e da relação sucção-umidade de um solo tropical maduro encontrado no campo experimental II da PUC-Rio, localizado na cidade do Rio de Janeiro. Para a determinação da resistência ao cisalhamento deste solo, foram executados ensaios de cisalhamento direto em amostras submersas utilizando equipamento convencional e ensaios de cisalhamento direto com sucção controlada em amostras com umidade natural. Os ensaios de cisalhamento direto com sucção controlada foram executados utilizando o equipamento desenvolvido na PUC-Rio por de Campos (1988), na qual utiliza a técnica de translação de eixos desenvolvida por Hilf (1956) para o controle da sucção aplicada. Para a determinação da relação sucção-umidade, foram realizados ensaios para a medição da sucção utilizando-se o método do papel filtro. Através dos resultados deste ensaio foi possível a determinação da curva característica do solo em estudo. Foram realizados também ensaios de compressão diametral a fim de se estabelecer uma relação entre a resistência à tração deste solo versus sua sucção. Através da análise dos resultados experimentais, foi possível a determinação da envoltória de resistência ao cisalhamento em 3 dimensões considerando a proposta de Fredlund et al. (1978), na qual se baseia na utilização das variáveis de tensão (tensão normal n - ua) e (ua - uw). / [en] In this present work one searched to evaluate the characteristics of shear strength and the suction-moisture relation of a tropical mature soil found in experimental field II of PUC-Rio, located in the city of Rio de Janeiro. For the determination of the shear strength of this soil, direct shear test in submerged samples using conventional equipment and direct shear tests with controlled suction in samples with natural moisture had been executed. The direct shear tests with controlled suction had been executed using the equipment developed in PUC-Rio for De Campos (1988), in which it uses the technique of translation of axles developed by Hilf (1956) for the control of the applied suction. Tests for the measurement of the suction which uses the filter paper method was carried through for the determination of the suction-moisture relation. Through the results of this test, the determination of the soil-water characteristic curve of this soil was possible. Diametrical compression test had also been carried through in order to establish a relation between the tensile strength of this soil versus its suction. Through the analysis of the experimental results, the determination of the shear strength envelope in tri-dimensions was possible considering the proposal of Fredlund et al. (1978), on which it bases on the use of the variables of tension (normal tension n - ua) and (ua - uw).