Submitted by Fatima Fonseca (fatima.fonseca@sibi.ufrj.br) on 2017-08-15T18:39:34Z No. of bitstreams: 1 610536.pdf: 1958534 bytes, checksum: b98581907a078946cb2e27ad0a1c5b70 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-15T18:39:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 610536.pdf: 1958534 bytes, checksum: b98581907a078946cb2e27ad0a1c5b70 (MD5) Previous issue date: 1975-05 / Estudo das características geotécnicas da argila orgânica do subsolo do Recife. Em uma camada de 24 metros de espessura, foram colhidas amostras ("shelby") com 2,5 polegadas de diâmetro externo, em três furos de sondagem especiais, nas quais foram realizados ensaios de palheta de laboratório (vane test), adensamento, compressão simples, triaxiais drenados e não drenados. Observações foram feitas quanto à influência, nos resultados dos ensaios, do amolgamento da amostra, das dimensões dos corpos de prova e da velocidade de deformação utilizada no cisalhamento dos corpos de prova. São indicadas sugestões para diminuir a influência do amolgamento da amostra nos resultados dos ensaios, assim como para reduzir o tempo de realização dos mesmos. Utilizando equipamento comum de hospital, foram obtidas algumas radiografias de tubos "shelby", com a finalidade de identificar as amostras com maior quantidade de fragmentos de conchas e/ou madeira, assim como de amolgamentos provocados na sondagem (fissuras, "bolsas" de água, etc.). Bibliografia sobre o assunto é apresentada para que em trabalhos posteriores, seja feito estudo com detalhe, utilizando esta técnica atualmente bastante desenvolvida. Também a título de observação, foram anotados dados sobre o ataque produzido pela argila orgânica no aço comumente utilizado nas estacas metálicas. No final do trabalho, alguns temas são sugeridos para pesquisas futuras. / A study of the geotechnical characteristics of a Recife soft clay was made. In a layer with a thickness of 24 meters several shelby tube samples 2,5 inches O.D. were taken in three borings, in which laboratory vane, consolidation, unconfined compression, drained and undrained triaxial test were performed. The influence of sample disturbance and remolding on test results is discussed, as well as the effects of sample dimensions and velocity of shear on the strenght. Several suggestions are made with the purpose of reducing the influence of sample disturbance on test results and also decrease the duration of the tests. X-Ray pictures using common hospital equipment were made on some shelbies with the aim of identifying those with larger concentration of shells or decayed wood fragments, fissures, etc. A special Bibliography on this subject is presented, to be used in future studies. Some test on the corrosion of steel plates imbedded in the soft clay were made. Some research suggestions are made.

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.

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.

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.

A compactação do solo tem sido objeto de estudo devido a utilização mais freqüente e intensa da mecanização e devido a sua influência negativa na qualidade física do solo às culturas. Os efeitos da compactação sobre a deterioração da estrutura do solo dependem de vários fatores, como, a textura, o conteúdo de carbono orgânico, o conteúdo de água no solo durante as operações de campo e a freqüência e intensidade da carga aplicada pelas máquinas e implementos utilizados no campo. Estes fatores são os responsáveis pelos diferentes níveis de compactação encontrados nos solos agrícolas, sendo que a influência destes é de importância fundamental para o desenvolvimento de estratégias que evitem ou pelo menos amenizem a compactação no perfil do solo. Neste sentido, este trabalho teve por objetivos (i) analisar os efeitos de diferentes níveis de carga de máquinas aplicados no solo sobre as propriedades físicas do solo; (ii) determinar propriedades físicas do solo em camadas superficiais e subsuperficiais de um solo cultivado por longo prazo em sistema de plantio direto; (iii) avaliar a qualidade física do solo através do parâmetro S; (iv) comparar as predições da pressão de preconsolidação estimada por diferentes métodos de ajuste com uma ampla variação textural do solo. Para isso, foi realizado um estudo de campo, conduzido em quatro experimentos na Suécia com tráfego de máquinas, onde diferentes pressões foram detectadas por sensores colocados em diferentes profundidades no solo, assim como a análise da densidade do solo e da resistência à penetração. Em outro estudo, propriedades dinâmicas e estáticas foram determinadas em diferentes camadas de um solo cultivado sob sistema de plantio direto há 14 anos, analisando a qualidade física do solo. E por final, a análise comparando diferentes métodos de ajuste para pressão de preconsolidação foi realizada. As propriedades físicas do solo refletiram os efeitos das cargas aplicadas no solo, demonstrando aumento da densidade do solo e da resistência à penetração. As propriedades estáticas do solo demonstraram a existência de uma camada mais densa no perfil do solo, porém as propriedades dinâmicas apresentaram resultados satisfatórios na mesma camada. A qualidade do solo avaliada pelo parâmetro S indicou que o solo possui boa estrutura física em todas as camadas estudadas. As comparações entre métodos de ajuste para a pressão de preconsolidação indicaram que superestimativas e subestimativas podem ocorrer quando se usa métodos diferentes, tornando difícil o uso de um valor absoluto de pressão de preconsolidação como um limite para as pressões exercidas no solo a fim de evitar a compactação do mesmo. / Soil compaction has been the subject of study for many years due to its implications for crop yield. Its effect on the deterioration of the soil structure depend on several factors, such as, soil texture, organic carbon content, water content during the field operations as well, the frequency and intensity of the load applied by the machines and implements used in the field. These factors are the responsible for the different levels of compaction found in the soil agricultural, and their effects are very importance for the development of strategies to avoid or to ameliorate the soil compaction in the soil profile. In this sense, this work took as objectives (i) to analyse the effects of different levels of load machines applied on the soil physical properties; (ii) to determine soil physical properties on topsoil and subsoil layers cultivated under no-tillage system; (iii) to evaluate the soil physical quality by S parameter; (iv) to compare the predictions of the precompression stress fitted by different methods ranging several soil textural classes. Then, it was carried out a field study, performed in four experiments in Sweden with machine traffic. Different load pressures were detected by sensors put in different depths in the soil, and also the bulk density and penetration resistance were determined. Another study, dynamic and static properties were determined in different soil layers under no-tillage. Besides that the soil physical quality was verified. Finally, comparisons between precompression stress fitted by different methods was done. The soil physical properties reflected the effects of loads applied on soil, demonstrating increase of the soil bulk density and of the penetration resistance. The soil static properties demonstrated to exist a denser layer in the soil profile, however the dynamic properties presented satisfactory results in the same layer. Soil physcal quality evaluated by the S parameter indicated a good soil physical structure in all the studied layers. The comparisons showed that the choice of method had a significant influence on the precompression stress values, becoming difficult the use of an absolute value of it, as a limit for the load pressures applied on soil to avoid the soil compaction.

A compactação do solo tem sido objeto de estudo devido a utilização mais freqüente e intensa da mecanização e devido a sua influência negativa na qualidade física do solo às culturas. Os efeitos da compactação sobre a deterioração da estrutura do solo dependem de vários fatores, como, a textura, o conteúdo de carbono orgânico, o conteúdo de água no solo durante as operações de campo e a freqüência e intensidade da carga aplicada pelas máquinas e implementos utilizados no campo. Estes fatores são os responsáveis pelos diferentes níveis de compactação encontrados nos solos agrícolas, sendo que a influência destes é de importância fundamental para o desenvolvimento de estratégias que evitem ou pelo menos amenizem a compactação no perfil do solo. Neste sentido, este trabalho teve por objetivos (i) analisar os efeitos de diferentes níveis de carga de máquinas aplicados no solo sobre as propriedades físicas do solo; (ii) determinar propriedades físicas do solo em camadas superficiais e subsuperficiais de um solo cultivado por longo prazo em sistema de plantio direto; (iii) avaliar a qualidade física do solo através do parâmetro S; (iv) comparar as predições da pressão de preconsolidação estimada por diferentes métodos de ajuste com uma ampla variação textural do solo. Para isso, foi realizado um estudo de campo, conduzido em quatro experimentos na Suécia com tráfego de máquinas, onde diferentes pressões foram detectadas por sensores colocados em diferentes profundidades no solo, assim como a análise da densidade do solo e da resistência à penetração. Em outro estudo, propriedades dinâmicas e estáticas foram determinadas em diferentes camadas de um solo cultivado sob sistema de plantio direto há 14 anos, analisando a qualidade física do solo. E por final, a análise comparando diferentes métodos de ajuste para pressão de preconsolidação foi realizada. As propriedades físicas do solo refletiram os efeitos das cargas aplicadas no solo, demonstrando aumento da densidade do solo e da resistência à penetração. As propriedades estáticas do solo demonstraram a existência de uma camada mais densa no perfil do solo, porém as propriedades dinâmicas apresentaram resultados satisfatórios na mesma camada. A qualidade do solo avaliada pelo parâmetro S indicou que o solo possui boa estrutura física em todas as camadas estudadas. As comparações entre métodos de ajuste para a pressão de preconsolidação indicaram que superestimativas e subestimativas podem ocorrer quando se usa métodos diferentes, tornando difícil o uso de um valor absoluto de pressão de preconsolidação como um limite para as pressões exercidas no solo a fim de evitar a compactação do mesmo. / Soil compaction has been the subject of study for many years due to its implications for crop yield. Its effect on the deterioration of the soil structure depend on several factors, such as, soil texture, organic carbon content, water content during the field operations as well, the frequency and intensity of the load applied by the machines and implements used in the field. These factors are the responsible for the different levels of compaction found in the soil agricultural, and their effects are very importance for the development of strategies to avoid or to ameliorate the soil compaction in the soil profile. In this sense, this work took as objectives (i) to analyse the effects of different levels of load machines applied on the soil physical properties; (ii) to determine soil physical properties on topsoil and subsoil layers cultivated under no-tillage system; (iii) to evaluate the soil physical quality by S parameter; (iv) to compare the predictions of the precompression stress fitted by different methods ranging several soil textural classes. Then, it was carried out a field study, performed in four experiments in Sweden with machine traffic. Different load pressures were detected by sensors put in different depths in the soil, and also the bulk density and penetration resistance were determined. Another study, dynamic and static properties were determined in different soil layers under no-tillage. Besides that the soil physical quality was verified. Finally, comparisons between precompression stress fitted by different methods was done. The soil physical properties reflected the effects of loads applied on soil, demonstrating increase of the soil bulk density and of the penetration resistance. The soil static properties demonstrated to exist a denser layer in the soil profile, however the dynamic properties presented satisfactory results in the same layer. Soil physcal quality evaluated by the S parameter indicated a good soil physical structure in all the studied layers. The comparisons showed that the choice of method had a significant influence on the precompression stress values, becoming difficult the use of an absolute value of it, as a limit for the load pressures applied on soil to avoid the soil compaction.

O solo, além de ser um dos recursos básicos dos ecossistemas naturais e agropecuários, é considerado um recurso finito, frágil e não renovável, razão pela qual a manutenção de sua qualidade tem adquirido grande relevância nas últimas décadas. Diversos indicadores de qualidade física do solo foram avaliados em solos de clima temperado no intuito de desenvolver normas de preparo e trafegabilidade que permitam definir as práticas de manejo mais adequadas e o momento mais oportuno para efetua-las visando conservar o recurso solo. Entretanto, é escassa a informação para solos desenvolvidos sob a influência do clima tropical. Nesse contexto, o objetivo geral desta pesquisa foi avaliar, quantitativamente, diversos indicadores de qualidade física do solo direta e indiretamente relacionados à produtividade das culturas, e desenvolver funções de pedotransferência que permitam estimar esses indicadores a partir de atributos físicos facilmente mensuráveis, para Latossolos e Argissolos Vermelhos. Os objetivos específicos foram: i) avaliar os indicadores da condição estrutural do solo "resistência tênsil dos agregados" e "friabilidade" e, determinar a influência de atributos físicos intrínsecos nesses indicadores; ii) quantificar os indicadores de trafegabilidade "susceptibilidade à compactação", "pressão de preconsolidação" e "compressibilidade" e, determinar a influência da umidade, matéria orgânica, textura e estrutura nesses indicadores; iii) avaliar o indicador de qualidade estrutural "intervalo hídrico ótimo" e o indicador de trafegabilidade "pressão de preconsolidação", relacioná-los e determinar valores de pressões críticas que podem ser aplicados ao solo sem induzir condições restritivas ao crescimento das plantas e compactação adicional do solo; e iv) desenvolver funções de pedotransferência que permitam estimar os indicadores avaliados a partir de atributos do solo facilmente mensuráveis. Os resultados referentes ao objetivo i) indicaram que a resistência tênsil dos agregados foi positivamente relacionada com os teores de silte+argila e matéria orgânica, e que os óxidos de Fe pouco cristalinos foram os constituintes da fração silte+argila que mais influenciaram a resistência dos agregados. Os solos estudados foram muito friáveis, estando a friabilidade relacionada positivamente com o teor de óxidos de Fe cristalinos. Os resultados referentes ao objetivo ii) mostraram que o índice de compressão foi significativamente relacionado com a textura (teor de argila) e estrutura (densidade do solo). A pressão de preconsolidação foi significativamente relacionada com a umidade, densidade do solo e o teor de argila. A compressibilidade do solo foi dependente da densidade do solo. Os resultados referentes ao objetivo iii) indicaram que o intervalo hídrico ótimo e a pressão de preconsolidação foram relacionados com a densidade do solo e a umidade. A partir do intervalo hídrico ótimo foi obtida a densidade do solo crítica para o crescimento das plantas, que foi utilizada para a quantificação de pressões críticas. A pressão crítica para o desenvolvimento das plantas foi negativa e linearmente relacionada com o incremento da umidade. No que se refere ao objetivo iv), foram geradas funções de pedotransferência que permitem estimar os indicadores avaliados a partir de atributos do solo facilmente mensuráveis. / The soil, besides being one of the basic resources of the natural and agricultural ecosystems, has been considered a finite, fragile and no renewable resource. For this reason the maintenance of its quality has been acquiring great relevance in the last decades. Several soil physical quality indicators have been used with the intention of developing guides of workability and trafficability that allow to define the more appropriate management practices and the most opportune moment for applying them in view to conserve the soil quality. However, it is scarce the information for soils developed under the influence of tropical climates. In this context, the general objective of this research was to evaluate, quantitatively, several indicators of soil physical quality that are directly and indirectly related to the productivity of the cultures, and to develop pedotransfer functions to make possible to estimate those indicators using easily measurable soil attributes for Hapludox and Hapludalf. The specific objectives were: i) to evaluate the workability indicators "tensile strength of the aggregates" and "friability" and, to determine the influence of the soil intrinsic properties on those indicators; ii) to quantify the trafficability indicators "susceptibility to compaction", "preconsolidation pressure" and "compressibility", and to determine the influence of soil water content, organic matter, texture, and structure on those indicators; iii) to evaluate the structural quality indicator "least limiting water range" and the trafficability indicator "preconsolidation pressure", to relate them, and to determine values of critical pressures that can be applied to the soil without inducing restrictive conditions to plant growth and additional soil compaction; and iv) to develop pedotransfer functions to estimate the measured indicators using easily measurable soil attributes. The results related the objective i) indicated that soil tensile strength was positively related to clay+silt content and organic matter, and that poorly crystalline iron oxides were the constituent of clay+silt fractions that most contributed to soil tensile strength. Results also indicated that the soils were highly friable, with the crystalline iron forms being positively related to soil friability. The results related to the objective ii) showed that the compression index was significantly related to soil texture and soil bulk density. The preconsolidation pressure was significantly related to soil water content, soil texture (clay content), and bulk density. The soil compressibility was related to bulk density. The results related to the objective iii) showed that least limiting water range and preconsolidation pressure were related to soil bulk density and soil water content. The least limiting water range was used to obtain the soil critic bulk density for the plants growth, which in turn was used to quantify the soil critical pressures. The soil critical pressure for plant development was negative and linearly related to the increase of water content. Pedotransfer functions that make possible to estimate the evaluated indicators from easily measurable soil attributes were generated in answer to the objective iv).

O solo, além de ser um dos recursos básicos dos ecossistemas naturais e agropecuários, é considerado um recurso finito, frágil e não renovável, razão pela qual a manutenção de sua qualidade tem adquirido grande relevância nas últimas décadas. Diversos indicadores de qualidade física do solo foram avaliados em solos de clima temperado no intuito de desenvolver normas de preparo e trafegabilidade que permitam definir as práticas de manejo mais adequadas e o momento mais oportuno para efetua-las visando conservar o recurso solo. Entretanto, é escassa a informação para solos desenvolvidos sob a influência do clima tropical. Nesse contexto, o objetivo geral desta pesquisa foi avaliar, quantitativamente, diversos indicadores de qualidade física do solo direta e indiretamente relacionados à produtividade das culturas, e desenvolver funções de pedotransferência que permitam estimar esses indicadores a partir de atributos físicos facilmente mensuráveis, para Latossolos e Argissolos Vermelhos. Os objetivos específicos foram: i) avaliar os indicadores da condição estrutural do solo "resistência tênsil dos agregados" e "friabilidade" e, determinar a influência de atributos físicos intrínsecos nesses indicadores; ii) quantificar os indicadores de trafegabilidade "susceptibilidade à compactação", "pressão de preconsolidação" e "compressibilidade" e, determinar a influência da umidade, matéria orgânica, textura e estrutura nesses indicadores; iii) avaliar o indicador de qualidade estrutural "intervalo hídrico ótimo" e o indicador de trafegabilidade "pressão de preconsolidação", relacioná-los e determinar valores de pressões críticas que podem ser aplicados ao solo sem induzir condições restritivas ao crescimento das plantas e compactação adicional do solo; e iv) desenvolver funções de pedotransferência que permitam estimar os indicadores avaliados a partir de atributos do solo facilmente mensuráveis. Os resultados referentes ao objetivo i) indicaram que a resistência tênsil dos agregados foi positivamente relacionada com os teores de silte+argila e matéria orgânica, e que os óxidos de Fe pouco cristalinos foram os constituintes da fração silte+argila que mais influenciaram a resistência dos agregados. Os solos estudados foram muito friáveis, estando a friabilidade relacionada positivamente com o teor de óxidos de Fe cristalinos. Os resultados referentes ao objetivo ii) mostraram que o índice de compressão foi significativamente relacionado com a textura (teor de argila) e estrutura (densidade do solo). A pressão de preconsolidação foi significativamente relacionada com a umidade, densidade do solo e o teor de argila. A compressibilidade do solo foi dependente da densidade do solo. Os resultados referentes ao objetivo iii) indicaram que o intervalo hídrico ótimo e a pressão de preconsolidação foram relacionados com a densidade do solo e a umidade. A partir do intervalo hídrico ótimo foi obtida a densidade do solo crítica para o crescimento das plantas, que foi utilizada para a quantificação de pressões críticas. A pressão crítica para o desenvolvimento das plantas foi negativa e linearmente relacionada com o incremento da umidade. No que se refere ao objetivo iv), foram geradas funções de pedotransferência que permitem estimar os indicadores avaliados a partir de atributos do solo facilmente mensuráveis. / The soil, besides being one of the basic resources of the natural and agricultural ecosystems, has been considered a finite, fragile and no renewable resource. For this reason the maintenance of its quality has been acquiring great relevance in the last decades. Several soil physical quality indicators have been used with the intention of developing guides of workability and trafficability that allow to define the more appropriate management practices and the most opportune moment for applying them in view to conserve the soil quality. However, it is scarce the information for soils developed under the influence of tropical climates. In this context, the general objective of this research was to evaluate, quantitatively, several indicators of soil physical quality that are directly and indirectly related to the productivity of the cultures, and to develop pedotransfer functions to make possible to estimate those indicators using easily measurable soil attributes for Hapludox and Hapludalf. The specific objectives were: i) to evaluate the workability indicators "tensile strength of the aggregates" and "friability" and, to determine the influence of the soil intrinsic properties on those indicators; ii) to quantify the trafficability indicators "susceptibility to compaction", "preconsolidation pressure" and "compressibility", and to determine the influence of soil water content, organic matter, texture, and structure on those indicators; iii) to evaluate the structural quality indicator "least limiting water range" and the trafficability indicator "preconsolidation pressure", to relate them, and to determine values of critical pressures that can be applied to the soil without inducing restrictive conditions to plant growth and additional soil compaction; and iv) to develop pedotransfer functions to estimate the measured indicators using easily measurable soil attributes. The results related the objective i) indicated that soil tensile strength was positively related to clay+silt content and organic matter, and that poorly crystalline iron oxides were the constituent of clay+silt fractions that most contributed to soil tensile strength. Results also indicated that the soils were highly friable, with the crystalline iron forms being positively related to soil friability. The results related to the objective ii) showed that the compression index was significantly related to soil texture and soil bulk density. The preconsolidation pressure was significantly related to soil water content, soil texture (clay content), and bulk density. The soil compressibility was related to bulk density. The results related to the objective iii) showed that least limiting water range and preconsolidation pressure were related to soil bulk density and soil water content. The least limiting water range was used to obtain the soil critic bulk density for the plants growth, which in turn was used to quantify the soil critical pressures. The soil critical pressure for plant development was negative and linearly related to the increase of water content. Pedotransfer functions that make possible to estimate the evaluated indicators from easily measurable soil attributes were generated in answer to the objective iv).

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.