No Brasil, a partir do século XX, cada vez mais o transporte ferroviário foi sendo substituído pelo transporte viário. Por conta disso, a demanda por obras de infraestrutura viária é cada vez maior, tanto para transporte de pessoas, mas, principalmente, para transporte de cargas. Outro fator que indica a maior demanda por obras de infraestrutura é o crescimento da economia e da população. A fim de garantir segurança na construção e, principalmente, na operação, são necessárias investigações geológicas-geotécnicas, para caracterizar e estimar parâmetros do material que estão sendo utilizados em obra, para prever seu comportamento. Os parâmetros de resistência ao cisalhamento têm grande importância na condição de estabilidade dos aterros, tanto em fase de construção, em que também se sobressai o parâmetro de pressão neutra B?, quanto em fase de operação, enquanto os parâmetros de deformabilidade são essenciais na estimativa de recalques na fase operacional dos aterros Este trabalho tem como objetivo apresentar estimativas dos parâmetros de resistência ao cisalhamento (ângulo de atrito e a coesão), de deformabilidade de compressibilidade, expansibilidade e de pressão neutra do material utilizado nos aterros dos lotes 14 e 15 do Rodoanel Norte em São Paulo. Os materiais estudados possuem diferentes litologias, entre as quais pode-se citar materiais provenientes de filitos, granitos, ultramilonitos e metabásicas. Assim, foi feito um levantamento dos dados de ensaios de laboratório disponíveis, a saber, ensaios de caracterização, de compactação Proctor Normal, ensaios triaxiais UU não saturado, CU saturado e PN e ensaios de adensamento edométrico. Os ensaios mecânicos foram feitos em amostras compactadas com desvios de umidade em relação à ótima variando entre 0% até 4 e mesmo 5%, mantendo o grau de compactação em torno de 95%. Por fim, os parâmetros de resistência, deformabilidade, compressibilidade e pressão neutra estimados foram comparados por litologia com parâmetros encontrados na literatura técnica, podendo assim serem utilizados em outros projetos em regiões próximas ou que empreguem materiais de mesma origem ou litologia. / In Brazil, from the twentieth century, the rail transportation was replaced by road transportation. Because of that, the demand for road infrastructure is increasing, for the transportation of people and for the freight transportation. Another factor that indicates the greater demand for infrastructure is the growth of the economy and the population. To guarantee safety in the construction and in the operation, geological-geotechnical investigations are necessary to characterize and estimate parameters of the material, that is being used in the civil works to predict its behavior. The parameters of shear strength have a great importance in the condition of stability of the embankments, in construction phase, as the neutral pressure parameter, B?, and in phase of operation, while the deformability parameters are essential in the estimation of settlements in the operational phase of the embankments. The objective of this dissertation is to present estimates of the parameters of shear strength (angle of friction and cohesion), deformability, expansibility, compressibility and neutral pressure of the material used in embankments of two parts of Rodoanel Norte in São Paulo. The studied materials have different lithologies: phyllite, granitic gneisses, ultramilonites and metabasites. Thus, a data survey of the laboratory tests results was done, namely, characterization tests, Normal Proctor compaction text, triaxial UU unsaturated, saturated CU and PN and oedomometric densification tests. The mechanical tests were done on compacted samples with deviations of water content from the optimum ranging from 0% up to 4 and even 5%, maintaining the degree of compaction around 95%. Finally, the estimation of the shear strength parameters, deformability, compressibility, expansibility and neutral pressure were compared by lithology with parameters found in the technical literature so that it can be used in other projects in nearby regions or using materials of the same origin or lithology.

Este trabalho apresenta um estudo das propriedades de resistência e de deformabilidade dos resíduos sólidos urbanos (RSU). Amostras de resíduo de diferentes idades, obtidas no aterro metropolitano centro (Salvador-BA), foram submetidas a ensaios de compressão triaxial e de compressão confinada em equipamentos de grandes dimensões. Os resultados dos ensaios triaxiais demonstraram que os RSU não apresentam pico ou valor máximo de resistência, mesmo para grandes deformações. Os parâmetros de resistência foram obtidos a partir de níveis específicos de deformação. Não foi possível observar a influência do processo de decomposição na resistência ao cisalhamento do RSU, porém observou-se um aumento de resistência com o acréscimo do peso específico. Dos ensaios em resíduos sem fibras (plásticos, têxteis, etc), verificou-se uma redução nos parâmetros de resistência em comparação com os do resíduo composto, indicando a grande influência do material fibroso no comportamento mecânico do RSU. Ensaios não drenados mostraram grande desenvolvimento de pressão neutra, que provocaram distorções nas envoltórias efetivas, fazendo com que os ângulos de atrito obtidos fossem maiores que aqueles obtidos nos ensaios drenados. Duas amostras de RSU novo foram submetidas a ensaios de compressão confinada. Uma das amostras foi submetida à recirculação de chorume para avaliação do efeito da decomposição nos recalques medidos. Os resíduos apresentaram uma rápida compressão primária e deformações secundárias que se desenvolveram durante todo o ensaio, sem tendência de estabilização. A recirculação de chorume não provocou acréscimos nas deformações secundárias, provavelmente devido ao pequeno volume de chorume utilizado e ao ambiente não favorável à decomposição. / This work deals with the shear strenght and compressibility properties of municipal solid waste (MSW). Four years old end new waste samples recovered from metropolitan center sanitary landfill (Salvador, Brazil) were submitted to triaxial and confined compression tests using large dimension specimens. Triaxial test results showed that a peak or an ultimate shear stress value was not reached even for the largest deformation attained in the tests and thus, shear strength parameters were derived to different strain levels. It was shown that the shear strength was not too much affected by waste decomposition process, but increased with the waste unit weight. The waste without plastic fibres tended to show reduced shear strength as compared to the whole waste, showing the large influence of this materials on MSW mechanical behavior. Undrained tests showed large pore pressures build up and tended to yield effetive shear strength parameters larger than that obtained in drained tests. Confined compression tests were performed using samples of fresh waste with and without leachate recirculation to investigate the influence of the waste degradation on MSW compressibility. It was observed that the waste showed a quick primary compression and secondary compression that extended throughout the test period without reaching equilibrium. The leachate recirculation did not increase secondary defomation probably by the low volume of leachate used during the test and due the ambient conditions not suitable to the degradation.

No Brasil, a partir do século XX, cada vez mais o transporte ferroviário foi sendo substituído pelo transporte viário. Por conta disso, a demanda por obras de infraestrutura viária é cada vez maior, tanto para transporte de pessoas, mas, principalmente, para transporte de cargas. Outro fator que indica a maior demanda por obras de infraestrutura é o crescimento da economia e da população. A fim de garantir segurança na construção e, principalmente, na operação, são necessárias investigações geológicas-geotécnicas, para caracterizar e estimar parâmetros do material que estão sendo utilizados em obra, para prever seu comportamento. Os parâmetros de resistência ao cisalhamento têm grande importância na condição de estabilidade dos aterros, tanto em fase de construção, em que também se sobressai o parâmetro de pressão neutra B?, quanto em fase de operação, enquanto os parâmetros de deformabilidade são essenciais na estimativa de recalques na fase operacional dos aterros Este trabalho tem como objetivo apresentar estimativas dos parâmetros de resistência ao cisalhamento (ângulo de atrito e a coesão), de deformabilidade de compressibilidade, expansibilidade e de pressão neutra do material utilizado nos aterros dos lotes 14 e 15 do Rodoanel Norte em São Paulo. Os materiais estudados possuem diferentes litologias, entre as quais pode-se citar materiais provenientes de filitos, granitos, ultramilonitos e metabásicas. Assim, foi feito um levantamento dos dados de ensaios de laboratório disponíveis, a saber, ensaios de caracterização, de compactação Proctor Normal, ensaios triaxiais UU não saturado, CU saturado e PN e ensaios de adensamento edométrico. Os ensaios mecânicos foram feitos em amostras compactadas com desvios de umidade em relação à ótima variando entre 0% até 4 e mesmo 5%, mantendo o grau de compactação em torno de 95%. Por fim, os parâmetros de resistência, deformabilidade, compressibilidade e pressão neutra estimados foram comparados por litologia com parâmetros encontrados na literatura técnica, podendo assim serem utilizados em outros projetos em regiões próximas ou que empreguem materiais de mesma origem ou litologia. / In Brazil, from the twentieth century, the rail transportation was replaced by road transportation. Because of that, the demand for road infrastructure is increasing, for the transportation of people and for the freight transportation. Another factor that indicates the greater demand for infrastructure is the growth of the economy and the population. To guarantee safety in the construction and in the operation, geological-geotechnical investigations are necessary to characterize and estimate parameters of the material, that is being used in the civil works to predict its behavior. The parameters of shear strength have a great importance in the condition of stability of the embankments, in construction phase, as the neutral pressure parameter, B?, and in phase of operation, while the deformability parameters are essential in the estimation of settlements in the operational phase of the embankments. The objective of this dissertation is to present estimates of the parameters of shear strength (angle of friction and cohesion), deformability, expansibility, compressibility and neutral pressure of the material used in embankments of two parts of Rodoanel Norte in São Paulo. The studied materials have different lithologies: phyllite, granitic gneisses, ultramilonites and metabasites. Thus, a data survey of the laboratory tests results was done, namely, characterization tests, Normal Proctor compaction text, triaxial UU unsaturated, saturated CU and PN and oedomometric densification tests. The mechanical tests were done on compacted samples with deviations of water content from the optimum ranging from 0% up to 4 and even 5%, maintaining the degree of compaction around 95%. Finally, the estimation of the shear strength parameters, deformability, compressibility, expansibility and neutral pressure were compared by lithology with parameters found in the technical literature so that it can be used in other projects in nearby regions or using materials of the same origin or lithology.

Este trabalho apresenta um estudo das propriedades de resistência e de deformabilidade dos resíduos sólidos urbanos (RSU). Amostras de resíduo de diferentes idades, obtidas no aterro metropolitano centro (Salvador-BA), foram submetidas a ensaios de compressão triaxial e de compressão confinada em equipamentos de grandes dimensões. Os resultados dos ensaios triaxiais demonstraram que os RSU não apresentam pico ou valor máximo de resistência, mesmo para grandes deformações. Os parâmetros de resistência foram obtidos a partir de níveis específicos de deformação. Não foi possível observar a influência do processo de decomposição na resistência ao cisalhamento do RSU, porém observou-se um aumento de resistência com o acréscimo do peso específico. Dos ensaios em resíduos sem fibras (plásticos, têxteis, etc), verificou-se uma redução nos parâmetros de resistência em comparação com os do resíduo composto, indicando a grande influência do material fibroso no comportamento mecânico do RSU. Ensaios não drenados mostraram grande desenvolvimento de pressão neutra, que provocaram distorções nas envoltórias efetivas, fazendo com que os ângulos de atrito obtidos fossem maiores que aqueles obtidos nos ensaios drenados. Duas amostras de RSU novo foram submetidas a ensaios de compressão confinada. Uma das amostras foi submetida à recirculação de chorume para avaliação do efeito da decomposição nos recalques medidos. Os resíduos apresentaram uma rápida compressão primária e deformações secundárias que se desenvolveram durante todo o ensaio, sem tendência de estabilização. A recirculação de chorume não provocou acréscimos nas deformações secundárias, provavelmente devido ao pequeno volume de chorume utilizado e ao ambiente não favorável à decomposição. / This work deals with the shear strenght and compressibility properties of municipal solid waste (MSW). Four years old end new waste samples recovered from metropolitan center sanitary landfill (Salvador, Brazil) were submitted to triaxial and confined compression tests using large dimension specimens. Triaxial test results showed that a peak or an ultimate shear stress value was not reached even for the largest deformation attained in the tests and thus, shear strength parameters were derived to different strain levels. It was shown that the shear strength was not too much affected by waste decomposition process, but increased with the waste unit weight. The waste without plastic fibres tended to show reduced shear strength as compared to the whole waste, showing the large influence of this materials on MSW mechanical behavior. Undrained tests showed large pore pressures build up and tended to yield effetive shear strength parameters larger than that obtained in drained tests. Confined compression tests were performed using samples of fresh waste with and without leachate recirculation to investigate the influence of the waste degradation on MSW compressibility. It was observed that the waste showed a quick primary compression and secondary compression that extended throughout the test period without reaching equilibrium. The leachate recirculation did not increase secondary defomation probably by the low volume of leachate used during the test and due the ambient conditions not suitable to the degradation.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Which the effect of no-tillage system on the soil physical and mechanical properties along the time? With this question, the objective this study was to evaluate the effect of the no-tillage system along the time on the physical and mechanical properties of the soil, as well as, the behavior of the compressive properties along the use of Oxisol Red. The experimental design used was of randomized block with bi-factorial 5 x 2, with five different times of implantation management and two levels of traffic. The implantation times of the no-tillage used were: SD0 - 0 years (2 months); SD2 - 2 years; SD4 - 4 years; SD5.5 5.5 years and SD14 - 14 years. The level of traffic was without and with traffic. Soil samples were collected in three layers: 0.0 0.06 m, 0.07 0.14 m and 0,15 0.22 m. The SD0 demonstrated increase macroporosity that resulted in high saturated hydraulic conductivity thus increased the air permeability, in all the soil layers studied. With the increase of the time implantation of the no-tillage system, increased of microporosity and organic carbon, in the layer 0.00 0.06 m. The SD5.5 and SD14 was the treatments that retain more water independently of the traffic from machines. In the beginning of the no-tillage system had a smaller bulk density and occurrence of larger relative deformations, while after some years, there are an elevation of the bulk density and the reduction of deformation that extends until the fifth and a half year, where, there is a reduction of the bulk density and deformation to the 14th year. The traffic doesn't generate enough differences in the compression index, pré-consolidation tension, bulk density and the degree of water saturation that soil to 33 kPa. In the 0.07 0.14 m of soil, occurred an elevation of the bulk density and reduction of the avoid ratio independently of the time implantation of no-tillage. The degree of water saturation influenced the deformation until the 5th and a half year of use of no-tillage, after that, action of the structure reduced your effect in the soil. / Qual o efeito do sistema plantio direto nas propriedades físico-mecanicas ao longo do tempo? com essa questão, o objetivo deste estudo foi avaliar o efeito do sistema plantio direto ao longo do tempo nas propriedades físico-mecanicas do solo, bem como, o comportamento das propriedades compressivas ao longo do uso de um Latossolo Vermelho distrófico. Os tratamentos foram distribuídos em blocos ao acaso em esquema bi-fatorial 5x2, possuindo cinco diferentes tempos de implantação do sistema plantio direto e dois níveis de tráfego. Os tempos de implantação do sistema plantio direto usados foram: SD0 0 anos (2 meses); SD2 2 anos; SD4 4 anos; SD5.5 5,5 anos e SD14 14 anos. Os níveis de tráfego eram sem e com tráfego. Foram coletadas amostras de solo em três camadas: 0,0-0,06 m, 0,07-0,14 m e 0,15-0,22 m. O SD0 apresentou elevada macroporosidade o que resultou numa elevada condutividade hidráulica do solo saturado, proporcionando maior condutividade ao ar, em todas as camadas de solo estudadas. O aumento do tempo de implantação do sistema plantio direto aumentou a microporosidade e o teor de carbono orgânico, na camada 0,00 0,06 m. O SD5.5 e SD14 foram os tratamentos que retiveram mais água independentemente do tráfego de máquinas. No início do sistema plantio direto houve uma menor densidade do solo e ocorrência de maiores deformações relativas, e, após alguns anos, houve uma elevação da densidade e redução da deformação que se estende até o quinto ano e meio, onde há novamente uma redução da densidade e da deformação até o 14º ano. O tráfego não gerau diferença suficiente no coeficiente de compressão, tensão de pré-consolidação, densidade do solo e no grau de saturação inicial desse solo a 33 kPa. Nos 0,07 0,14 m de solo houve uma elevação da densidade do solo e redução do índice de vazios independente do tempo de implantação do sistema plantio direto. O grau de saturação inicial possuiu influência na deformação até o 5º ano e meio de uso de sistema plantio direto, após isso, ação do manejo à estrutura reduziu o seu efeito no solo.

Made available in DSpace on 2016-04-01T17:54:43Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-08-31. Added 1 bitstream(s) on 2016-04-01T18:00:22Z : No. of bitstreams: 1 000505957.pdf: 1448129 bytes, checksum: ef6c3d75951b3a630e2efdba48bcb784 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O desenvolvimento de modelos numéricos para simulação de escoamentos tem se dado em diversos aspectos: desde os métodos de acoplamento entre pressões e velocidades até as técnicas de estabilização da solução. Neste contexto, este trabalho se propõe a implementar e avaliar o comportamento de um destes algoritmos, o CBS, utilizando-o na simulação de um escoamento isotérmico de fluido incompressível. Para tanto, foram utilizados variantes do esquema de solução com relação à discretização no tempo, com os métodos explícito e semi-implícito, além de algumas outras alterações na discretização no espaço e nos termos de estabilização. A discretização geral do problema foi feita com o método dos elementos finitos utilizando-se uma malha formada por elementos bilineares. O algoritmo e suas variações foram avaliados através de uma série de resultados, para diversos valores do número de Reynolds, de um problema clássico: a cavidade recirculante. Desta forma, foi possível mostrar que todas as variações da solução usando a malha estabelecida apresentaram concordância satisfatória com os resultados da literatura. Além disto, verificou-se que a omissão do termo característico não apresentou diferenças significativas nos resultados para os valores de número de Reynolds testados. Os resultados mostraram também que o método semi-implícito converge com um menor número de incrementos de tempo que o método explícito. / The development of numerical models for fluid flow simulation occurred at many aspects: since coupling methods between pressures and velocities until stabilization techniques. In this context, this work intends to implement and evaluate one algorithm behavior, the CBS, used in a simulation of incompressible and isothermal flows. This work also uses the explicit and semi-implicit methods of the time discretization scheme and some others changes in space discretization and stabilization terms for tests with algorithm. The discretization technique used is the finite element method with the mesh formed by bilinear elements. The algorithm's changes were evaluated using results for several Reynold's number in a classic problem: the lid-driven cavity. All the changes in solution algorithm with the used mesh show good agreement with other results from bibliography. It was verified too, that the omission of characteristics term didn't present significant differences in results with Reynold's number tested. It was observed yet that the solution code using the semi-implicit method converges with less time steps than the explicit one.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The knowledge of soil damage due forest harvest is important for adequate management of soil physical conditions, to increase wood yield and decrease soil degradation. This study evaluates the influence of different operations of forest harvest on the soil physical properties of a typical Hapludalf and an abrupt Hapludalf. The research was realized in areas under 17 years old commercial forest of Pinus taeda. The soil physical properties were evaluated before and after the forest harvest. The treatments, constituted by the different operations of Pinus harvest were as following: before the harvest; after trees cut; after wood dragging with one pass of the skidder; after wood dragging with three passes of the skidder and after removing the wood from storing place (piles). Undisturbed soil samples were taken from layers of 0.00-0.05; 0.05-0.10; 0.10-0.20; 0.20-0.30 and 0.30-0.40m to determine bulk density, microporosity, macroporosity, total porosity, gravimetric soil moisture and saturated hydraulic conductivity. Soil resistance to penetration was evaluated either. To evaluate compressive behavior of soil, undisturbed soil samples were taken from layers of 0.025-0.05m and 0.10-0.125m to determine the bulk density before and after the uniaxial compression test; soil deformation after the test; gravimetric moisture and degree of saturation of soil before the test. The precompression stress and compression index were obtained from compression curves. The soil bulk density of the typic Hapludalf presented biggest reduction after three passes of the skidder, due the superposition of the tractor passes and its pressure during wood dragging. The soil resistance to penetration had the biggest values, indicating the biggest degradation due to the forest harvest. After three steps of the skidder the compaction took place with bigger intensity in the soil surface and that had a uniform distribution in the layers of the soil profile. Before the harvest, after the forest cut, after one step of the skidder and after the wood retreat from shipyard the compaction took place more in the vertical direction. Considering the larger deformations and compression index, the soil should be trafficked with degree of saturation of 65 to 69% to avoid larger deformations and reduce susceptibility of soil to compaction. In the abrupt Hapludalf the soil compaction was smaller. Such a fact was indicated by smaller soil resistance to the mechanical penetration, which indicates a less degree of compaction. The soil saturated hydraulic conductivity was the parameter that better expressed the compaction of the Alfisols. / O conhecimento dos procedimentos envolvidos na colheita florestal, bem como os danos provocados pelo sistema de colheita é importante para se realizar um manejo adequado no solo, melhorar a produção de madeira e reduzir a degradação do solo. O objetivo deste estudo foi avaliar a influência das diferentes operações da colheita florestal nas propriedades físicas de um Argissolo Vermelho Distrófico típico e um Argissolo Vermelho Distrófico abrúptico, considerando que o tráfego das máquinas, geralmente, resulta em impactos no ecossistema, de forma a influenciar a compactação do solo e a produtividade da floresta. A pesquisa foi realizada em áreas sob floresta comercial de Pinus taeda, com 17 anos de idade. Os tratamentos, constituídos pelas diferentes etapas da colheita florestal foram: antes da colheita florestal; após o corte das árvores; após o arraste com uma passada do skidder; após o arraste com três passadas do skidder e após a retirada da madeira do estaleiro. Amostras de solo com estrutura preservada foram coletadas nas camadas de 0,00-0,05; 0,05-0,10; 0,10-0,20; 0,20-0,30 e 0,30-0,40m para determinação da densidade, da microporosidade, da macroporosidade, da porosidade total, da umidade gravimétrica e da condutividade hidráulica do solo saturado. A resistência do solo à penetração foi avaliada até 0,50m de profundidade. No estudo do comportamento compressivo do solo, foram coletadas amostras com estrutura preservada nas camadas de 0,025-0,05m e de 0,10-0,125m, determinando-se a densidade do solo antes e ao final do teste de compressão uniaxial, a deformação ao final do teste, a umidade gravimétrica e grau de saturação antes do teste de compressão e a pressão de preconsolidação e índice de compressão. Os resultados obtidos indicam que no PVd típico, a densidade do solo apresentou maior redução após três passadas do skidder, fato relacionado à sobreposição das passadas e a pressão exercida pela máquina sobre o solo na atividade de arraste da madeira. O solo apresentou os maiores valores de resistência à penetração mecânica, indicando a maior degradação devido à colheita florestal. Após três passadas do skidder a compactação ocorreu com maior intensidade na superfície do solo e essa apresentou uma distribuição uniforme nas camadas do perfil. Antes da colheita, após o corte florestal, após uma passada do skidder e após a retirada da madeira do estaleiro a compactação ocorreu mais no sentido vertical. Considerando a deformação do solo e o índice de compressão, o solo deve ser trafegado com grau de saturação de 65 a 69%, para evitar maiores deformações e reduzir a suscetibilidade à compactação. No Argissolo Vermelho Distrófico abrúptico a compactação do solo ocorreu em menor intensidade. Tal fato foi comprovado pela menor resistência do solo à penetração mecânica, relacionada a uma menor compactação do solo. A condutividade hidráulica do solo foi o parâmetro que melhor expressou a compactação dos Argissolos.

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.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The soils of the Central Depression in Rio Grande do Sul consist mainly of mudstones, siltstones and sandstones. The region has dimensions ranging from 40 to 100 m at lower elevations (lowland) predominate Gley soils (shallow, poor drainage). In the plateau predominate Ultisols (deep to very deep and vary in color, as drainage level). The aim of this study was to evaluate the compressive behavior (carrying capacity and susceptibility to compaction) of the soil and influence of loads 25, 50, 100 and 200 kPa in the physical properties and water (CRA and air permeability). The sampling of soil for study was made in a private property located in Santa Maria. Trenches were dug to collect in two profiles located in the floodplain (Haplic Gley soil), two slopes (lower and upper) and one at the top, both Ultisol. In metal rings were collected soil samples with preserved structure for the uniaxial compression test on all horizons of the five different profiles, loads of 25, 50, 100 and 200 kPa in uniaxial press, then were only collected samples of soil surface horizons of the profiles for testing air permeability and water retention curve.. In both times the samples were equilibrated at a voltage of 10 kPa. Were carried out: sieve analysis, organic carbon, density, porosity, macro porosity, compressibility test, air permeability and water retention curve (WRC). The pre-consolidation pressure (σp) had a significant positive correlation with clay and negatively with sand, having no significant correlation with organic carbon (OC), degree of saturation (DS), voids (IV) and density (BD), the IC has had a significant negative correlation only with the Ds. Among the profiles, Gley Soils presented higher carrying capacity than the Argisols. Surface horizons had lower deformation compression curves compared to the subsurface, due to having larger soil density and smaller IV. The deeper horizons (BA, Bt1, Bt2 and Cg) showed higher σp than the surface horizons (A, Ap, A1, A2, B), by having greater amount of clay. The higher the load applied on the samples, higher soil density and porosity. The higher permeability was greater in profiles A, A1 and Ap under loads of 25 and 50 kPa, it produced no adverse effects on the structure. The application of higher loads in the sample changed the soil structure, retaining more water due to the increase of macro porosity. The Gley soils had a higher carrying capacity and are less susceptible to compaction than Argisols. Among Gley soil, profile 2 is less susceptible to compaction than a profile from the Ultisols and susceptibility to compaction of the profile 5 is lower than in profiles 3 and 4. The deeper horizons had higher pre-consolidation pressure (σp) and carrying capacity of the soil surface, because the greatest amount of clay. Loads of 25 and 50 kPa are lower than the values of pressure pre consolidation of horizons and the samples submitted showed no negative effects on the structure and had higher values of permeability. The application of loads 100 and 200 kPa, in the profiles 1.2 (floodplain), 4 (upper slope) and 5 (top) reduced the values of permeability, resulting from the change of the sample. The compacting process of the sample reduced macro porosity and increased total porosity by promoting greater water storage in the highest voltages applied. / Os solos da Depressão Central Gaúcha são constituidos porareia, silte e argila. A região tem cotas entre 40 à 100 m, nas mais baixas (várzea) predominam os Gleissolos e nas coxilhas predominam os Argissolos. O objetivo deste trabalho foi avaliar o comportamento compressivo (capacidade de suporte e susceptibilidade a compactação) do solo, e a influência de cargas 25, 50, 100 e 200kPa nas propriedades físicas e hídricas (curva de retenção de água (CRA) e permeabilidade ao ar (Ka)). As coletas de solo foram feitas em uma propriedade particular em Santa Maria, RS. Foram abertas trincheiras em dois perfis localizados na várzea (Gleissolos Háplicos), dois na encosta (inferior e superior) e um no topo, ambos Argissolo Vermelho. Foram coletadas amostras de solo com estrutura preservada em anéis metálicos para o teste de compressão uniaxial em todos os horizontes dos cinco diferentes perfis, após foram coletados somente amostras dos horizontes superficiais para os testes de Ka e CRA, após aplicadas as cargas de 25, 50, 100 e 200 kPa na prensa uniaxial. Nos dois momentos as amostras foram equilibradas à tensão de 10 kPa. Foram realizadas análise granulométrica, carbono orgânico, densidade, porosidade total, macroporosidade, microporosidade, teste de compressibilidade, Ka e CRA. A pressão de pré-consolidação (σp) teve correlação significativa positiva com a argila e negativa com a areia, não tendo correlação significativa com carbono orgânico (CO), grau de saturação (GS), índice de vazios (IV) e densidade do solo (Ds), o IC teve correlação significativa negativa somente com a Ds. Os Gleissolos apresentaram maior capacidade de suporte do que os Argissolos. Os horizontes superficiais tiveram menor deformação em relação aos subsuperficiais, devido a ter maior Ds e menor IV. Os horizontes mais profundos(BA, Bt1, Bt2 e Cg) apresentaram maior σp que os horizontes superficiais(A, Ap, A1, A2, AB), por terem maior quantidade de argila. Quanto maior a carga aplicada nas amostras, maior a densidade Ds e menos PT, a maior permeabilidade foi nos perfis A, A1 e Ap sob as cargas de 25 e 50 kPa, pois não produziram efeitos negativos na estrutura. A aplicação de maiores cargas na amostra mudou a estrutura do solo, retendo mais água em função do aumento de mircoporos. Os Gleissolos apresentaram maior capacidade de suporte e são menos suscetíveis à compactação do que os Argissolos. Os Gleissolos apresentaram maior capacidade de suporte e são menos suscetíveis à compactação do que os Argissolos. Dentre os Gleissolos, o perfil 2 apresentou menor susceptibilidade a compactação do que o perfil 1 e dentre os Argissolos, a susceptibilidade à compactação do perfil 5 é menor que nos perfis 3 e 4. Os horizontes mais profundos (BA, Bt1, Bt2 e Cg) apresentaram maior (σp) e capacidade de suporte que os horizontes superficiais (A, Ap, A1, A2 e AB) pois tem maior quantidade de argila. Após aplicação das cargas de 100 e 200 kPa, os perfis 1,2, 4 e 5 apresentaram menores valores de Ka, resultado da mudança de estrutura da amostra, diminuindo a macroporosidade e aumentando a microporosidade. A compactação da amostra reduziu a macroporosidade e a porosidade total promovendo um maior armazenamento de água nas maiores tensões aplicadas.

Pastilhas de freio para sistemas de freios automotivos correspondem a um dos materiais compósitos mais complexos já que eles contêm muitos componentes, cada qual com uma grande variedade de propriedades físicas e químicas. Esta natureza multi-fase é necessária para satisfazer a grande variedade de demandas relativas à performance. As condições de processamento também possuem grande influência nas propriedades deste complexo compósito. As pastilhas de freio usadas neste trabalho foram sem amianto do tipo semi-metálica contendo muitos elementos, incluindo resina fenólica, fibra de reforço, lubrificantes sólidos, abrasivos e cargas. Este trabalho tem como objetivo principal esclarecer a influência entre as variáveis de processo e de composição nas propriedades de compressibilidade a frio, densidade, dureza, flexão e coeficiente de atrito. Para isso foram utilizados planejamentos de experimentos fracionados e completos. O planejamento de experimentos fracionado, 25-1, indicou que a quantidade de resina fenólica e a temperatura do molde são os fatores mais significativos para a compressibilidade. O planejamento de experimentos completo, 24, mostrou mais uma vez, que a quantidade de resina e a temperatura do molde, bem como as suas interações, são fatores significativos na determinação da compressibilidade. O terceiro planejamento de experimentos, 2³, concentrou-se nas propriedades da resina, já que a mesma mostrou-se muito influente na determinação das propriedades dos materiais de atrito. Os resultados mostraram que é possível controlar as propriedades tribológicas e a compressibilidade das pastilhas de freio dentro de certa escala de valores. Assim, este trabalho mostra que é possível aplicar técnicas estatísticas para racionalizar o projeto de materiais de atrito. / Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-05-14T18:07:18Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Ademir R Menetrier.pdf: 3142797 bytes, checksum: 973f28293a5f77372f68c6146e790438 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-05-14T18:07:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Ademir R Menetrier.pdf: 3142797 bytes, checksum: 973f28293a5f77372f68c6146e790438 (MD5) / Brake pads for automotive brake systems represent one of the most complex composite materials since they contain many components with widely varying physical and chemical properties. This multiphase nature is necessary to satisfy a wide variety of performance related demands. Processing conditions also have a major influence on the properties of these complex composites. Brake pads used in these studies were semi-metallic non-asbestos friction materials containing many different ingredients, including phenolic resin, reinforcing fibers, solid lubricants, abrasives and fillers. In this work, the influence of composition and process parameters on the compressibility, density, hardness, flexure strength and coefficient of friction were investigated. The designs of experiments selected for this study were fractional and full varieties. In the initial fractional design of experiments, we found both the quantity of resin and the mold temperature to be dominant influences on the compressibility. A full design of experiments again indicated that the quantity of resin and mold temperature, as well as their interaction, are the dominant players in determining the compressibility. A third design of experiments concentrated on the resin properties since this factor was the most influential in determining the properties of friction materials. The results show that it is possible to control both the tribological properties and the compressibility of the pads within a rather large range of values. Thus, the work shows that it is possible to use statistical methods to rationalize brake pad design.