Shallow foundations rested on Leda clay that are widely distributed in Eastern Canada exhibit shrinkage characteristics and are prone to differential settlements. Due to this reason, significant repairs are necessary to the foundations and basements of residential structures constructed in Leda clay deposits. Differential settlements are commonly attributed to the changes in the natural water content of soils associated with water infiltration, evaporation or plant transpiration (i.e., tree-roots-suction). Various research studies have been undertaken to estimate the possible settlements of shallow foundations associated with the water infiltration or evaporation. Several thumb rules have been proposed through research studies, providing recommendations with respect to the distance at which trees must be planted as a function of their heights at maturity such that differential settlements can be avoided. However, limited studies have been carried out to estimate or model the settlements of shallow foundations taking into account the influence of tree-roots-suction. In the present research program, a comprehensive experimental study regarding the deformation characteristics of a sandy loam soil from Ottawa due to tree-root-suction is undertaken, using specially designed equipment. The study has been undertaken using a sandy loam soil so that the testing program can be conducted in a shorter period of time. An artificial rooting system (ARS) was designed and placed in a specially designed tank at the University of Ottawa to simulate tree-roots-suction and measure soil surface settlements associated with a decrease in natural water content (or increase in soil suction) using particle image velocimetry (PIV) technique. The ARS consists of an artificial root, suction generator, matric suction and volumetric water content monitoring devices. The variation of matric suction and volumetric water content are monitored at various depths using the instrumentation of the ARS. Based on the results of the experimental studies, a methodology is proposed to model the settlement behaviour of sandy loam soils due to suction from ARS, using commercial finite element software, SEEP/W and SIGMA/W (i.e. software package of GeoStudio 2007). The study offers a reasonably good comparison between the measured surface settlements and those estimated using the finite element modelling analysis. The modelling methodology presented in this thesis is promising and may be extended for estimating the settlement behaviour associated with the tree roots suction of Leda clay deposits and to other soils.

No description available.

An investigation of the pH, organic matter content, and cation exchange properties of the soil of the 26-year-old rotation and continuously cropped plots at Blacksburg, Virginia was carried out. Individual soil samples were taken of the eight sub-plots which represent each plot. After the chemical work had been completed, the data obtained were analyzed statistically. As a result of this investigation, the following conclusions are considered worthy of mention: Fertilizer and cropping practices which tended to increase crop yields also tended to increase soil organic matter and cation exchange capacity. There was a significant, positive correlation between organic matter content and cation exchange capacity of the soil. The organic fraction seemed to be of greater importance than the mineral fraction in contributing to the cation exchange capacity of this soil. Superphosphate, rock phosphate, muriate of potash and farm manure had or no effect on soil reaction. Ammonium sulphate caused a reduction of the pH and exchangeable calcium and magnesium and an increase in exchangeable hydrogen. The application of this fertilizer decreased exchangeable calcium but had no influence on the pH. Of the total potassium applied as muriate of potash, an average of 15 percent remained as exchangeable potassium in the upper six inches of soil. Where farm manure was applied, exchangeable calcium, magnesium, potassium, and cation exchange capacity were increased significantly. Examination of the samples and crop yield data from the check plots indicated considerable soil variation. / Master of Science

No abstract provided / Thesis / Bachelor of Arts (BA)

Periglaziale Deckschichten auf carbonatreichen Gesteinen der geologischen Formation des Muschelkalks sind bisher nur peripher Gegenstand wissenschaftlicher Untersuchungen innerhalb der Deckschichtenfor-schung. Um diese Lücke zu schließen, widmet sich die vorliegende Arbeit dem Aufbau des oberflächenna-hen Untergrundes im Muschelkalk in einem Teilgebiet in der ostthüringischen Triaslandschaft. Die Ergebnisse zeigen, dass die periglazialen Deckschichten in Abhängigkeit von lithologischen Gesteins-merkmalen und Relieffaktoren (Exposition, Neigung) eine hohe räumliche Heterogenität hinsichtlich der stoff-lichen Zusammensetzung, der vertikalen Gliederung und Gründigkeit aufweisen. Sie sind in Basislagen (LB), Mittellagen (LM) und Hauptlagen (LH) gegliedert, die ihrerseits eigenständige Schichten beinhalten können. Die Lagenbildungen über carbonatreichen Gesteinen des Muschelkalks weisen Besonderheiten im Aufbau, in den stofflichen Eigenschaften und in ihrer Genese auf. Die Basislagen sind in der Regel mehrgliedrig entwickelt und können bis zu drei, faziell zu unterscheidende Substratkomplexe enthalten. Dies sind i) eine skelettfreie Kalksteinbraunlehm-Fließerde (LB-F), ii) ein Kalk-steinbraunlehmschutt (LB-1) und iii) ein Kalksteinschutt (LB-2). Die Zweiteilung der Basislagenschutte sowie die Abfolge LB-1/ LB-2 (LB-1 über LB-2) können als charakteristische Merkmale der Basislagenbildung über Muschelkalk herausgestellt werden. Skelettfreie Kalksteinbraunlehme (LB-F) stellen eine Besonderheit auf Carbonatgesteinen dar, da vergleichbare Bildungen auf quarz- und silikatreichen Standorten fehlen. Die Hauptlagen werden in eine schluffreiche (LH) und tonreiche (LHT) Fazies unterschieden. Beide zeichnen sich durch eine vollständige Skelettfreiheit aus, die ebenfalls als übergreifendes Merkmal über Muschelkalk gelten kann. Zwei Mittellagentypen sind mit skelettfreier Mittellage (LM) und skeletthaltiger Mittellage (LMs) vertreten. Die Genese der Basislagenabfolge LB-F/ LB-1/ LB-2 fand vollständig im Weichselglazial statt und schließt eine periglaziale Genese der Kalksteinbraunlehme ein. Die Beteiligung von Spülprozessen an der (Geli-) Solifluktion hat die Akkumulation von Lösungsrückständen (= Kalksteinbraunlehm) gefördert. Die Zweiteilung der Basisschutte kann ebenfalls durch die Mitwirkung ablualer Prozesse erklärt werden. Die Kalksteinbraun-lehm-Fließerde entstand synsedimentär zur Bildung der Basislagenschutte durch laterale Ausspülung. Die Variabilität der Lössedimente wird neben Luv-/Lee-Effekten und präsedimentäre karstartige Hohlformen vor allem auch über eine differenzierte periglaziale Bodenfeuchte- und Vegetationsverteilung gesteuert. In der Arbeit wurden u.a. der gU/fU-Quotient, pedogene Eisenoxide (Feo, Fed), Gesamteisengehalt (Fet), Fet/Ton-Quotient und (Fed-Feo/(Fet/Ton)-Quotient (nach GÜNSTER et al. 2001) sowie die Korrelation von Tongehalt und pedogenem Eisen für alle oben genannten Substrate ermittelt. Eine integrative Betrachtung dieser Parameter ist grundsätzlich geeignet, primäre Sedimenteigenschaften der Substrate herauszustellen und eine pedogenetische Überprägung abzugrenzen. Darüber hinaus erlauben sie Aussagen zur Genese. Der Tongehalt der Mittellagen konnte neben der Überformung durch Tonverlagerung als sedimentogene Ei-genschaft belegt werden. Kalksteinbraunlehme mit weniger als 65% Tongehalt müssen nicht grundsätzlich lösslehmbeeinflusst sein. Rezente Lösungsprozesse und eine rezente Weiterbildung der Kalksteinbraunleh-me konnten auch im Liegenden mächtigerer Lösssedimente nachgewiesen werden. Es wird gezeigt, wie die periglazialen Decksedimente in ihrer räumlichen, vertikalen und stofflichen Variabilität Einfluss auf die Heterogenität der Bodendecke nehmen.

Periglaziale Deckschichten auf carbonatreichen Gesteinen der geologischen Formation des Muschelkalks sind bisher nur peripher Gegenstand wissenschaftlicher Untersuchungen innerhalb der Deckschichtenfor-schung. Um diese Lücke zu schließen, widmet sich die vorliegende Arbeit dem Aufbau des oberflächenna-hen Untergrundes im Muschelkalk in einem Teilgebiet in der ostthüringischen Triaslandschaft. Die Ergebnisse zeigen, dass die periglazialen Deckschichten in Abhängigkeit von lithologischen Gesteins-merkmalen und Relieffaktoren (Exposition, Neigung) eine hohe räumliche Heterogenität hinsichtlich der stoff-lichen Zusammensetzung, der vertikalen Gliederung und Gründigkeit aufweisen. Sie sind in Basislagen (LB), Mittellagen (LM) und Hauptlagen (LH) gegliedert, die ihrerseits eigenständige Schichten beinhalten können. Die Lagenbildungen über carbonatreichen Gesteinen des Muschelkalks weisen Besonderheiten im Aufbau, in den stofflichen Eigenschaften und in ihrer Genese auf. Die Basislagen sind in der Regel mehrgliedrig entwickelt und können bis zu drei, faziell zu unterscheidende Substratkomplexe enthalten. Dies sind i) eine skelettfreie Kalksteinbraunlehm-Fließerde (LB-F), ii) ein Kalk-steinbraunlehmschutt (LB-1) und iii) ein Kalksteinschutt (LB-2). Die Zweiteilung der Basislagenschutte sowie die Abfolge LB-1/ LB-2 (LB-1 über LB-2) können als charakteristische Merkmale der Basislagenbildung über Muschelkalk herausgestellt werden. Skelettfreie Kalksteinbraunlehme (LB-F) stellen eine Besonderheit auf Carbonatgesteinen dar, da vergleichbare Bildungen auf quarz- und silikatreichen Standorten fehlen. Die Hauptlagen werden in eine schluffreiche (LH) und tonreiche (LHT) Fazies unterschieden. Beide zeichnen sich durch eine vollständige Skelettfreiheit aus, die ebenfalls als übergreifendes Merkmal über Muschelkalk gelten kann. Zwei Mittellagentypen sind mit skelettfreier Mittellage (LM) und skeletthaltiger Mittellage (LMs) vertreten. Die Genese der Basislagenabfolge LB-F/ LB-1/ LB-2 fand vollständig im Weichselglazial statt und schließt eine periglaziale Genese der Kalksteinbraunlehme ein. Die Beteiligung von Spülprozessen an der (Geli-) Solifluktion hat die Akkumulation von Lösungsrückständen (= Kalksteinbraunlehm) gefördert. Die Zweiteilung der Basisschutte kann ebenfalls durch die Mitwirkung ablualer Prozesse erklärt werden. Die Kalksteinbraun-lehm-Fließerde entstand synsedimentär zur Bildung der Basislagenschutte durch laterale Ausspülung. Die Variabilität der Lössedimente wird neben Luv-/Lee-Effekten und präsedimentäre karstartige Hohlformen vor allem auch über eine differenzierte periglaziale Bodenfeuchte- und Vegetationsverteilung gesteuert. In der Arbeit wurden u.a. der gU/fU-Quotient, pedogene Eisenoxide (Feo, Fed), Gesamteisengehalt (Fet), Fet/Ton-Quotient und (Fed-Feo/(Fet/Ton)-Quotient (nach GÜNSTER et al. 2001) sowie die Korrelation von Tongehalt und pedogenem Eisen für alle oben genannten Substrate ermittelt. Eine integrative Betrachtung dieser Parameter ist grundsätzlich geeignet, primäre Sedimenteigenschaften der Substrate herauszustellen und eine pedogenetische Überprägung abzugrenzen. Darüber hinaus erlauben sie Aussagen zur Genese. Der Tongehalt der Mittellagen konnte neben der Überformung durch Tonverlagerung als sedimentogene Ei-genschaft belegt werden. Kalksteinbraunlehme mit weniger als 65% Tongehalt müssen nicht grundsätzlich lösslehmbeeinflusst sein. Rezente Lösungsprozesse und eine rezente Weiterbildung der Kalksteinbraunleh-me konnten auch im Liegenden mächtigerer Lösssedimente nachgewiesen werden. Es wird gezeigt, wie die periglazialen Decksedimente in ihrer räumlichen, vertikalen und stofflichen Variabilität Einfluss auf die Heterogenität der Bodendecke nehmen.

From the Proceedings of the 1971 Meetings of the Arizona Section - American Water Resources Assn. and the Hydrology Section - Arizona Academy of Science - April 22-23, 1971, Tempe, Arizona / A study was made to determine how the evaporation rate from a bare Adelanto loam soil in Phoenix changes with season and with time since the last irrigation. The evaporation rates were determined by precision lysimeters in a bare field, with measurements being taken in every month of the year for at least a week after irrigation. The data exhibited a cosine-shaped curve, with a maximum evaporation rate of about 5 mm/day in summer and a minimum rate of about 2 mm/day in winter. By the seventh day, seasonal effects virtually disappear, and the evaporation rate is the same in both summer and winter, being about 2 mm/day after the 7th day and about 0.75 mm/day after the 21st day. It is generally accepted that soil dries in 3 stages, and the transition between the 1st and 2nd stages occurs when atmospheric conditions are no longer critical. In previous laboratory studies of soil drying, with constant atmospheric conditions, stage 1 was easily distinguished from stage II, and these results correlated closely with the equations of Gardner and Hillel. The individual drying curves of this field study were qualitatively different from the laboratory studies and did not confirm the predictions of the equations, suggesting that diurnal variations in temperature and other meteorological parameters have caused the difference.

From the Proceedings of the 1972 Meetings of the Arizona Section - American Water Resources Assn. and the Hydrology Section - Arizona Academy of Science - May 5-6, 1972, Prescott, Arizona / Sewage effluent for irrigation is well established. This study determines the capacity of selective turfgrass-soil systems to purify municipal sewage effluent and to measure the degree of utilization of nitrogen in the effluent by turfgrass. Chlorinated secondarily treated sewage effluent from the city of Tucson was applied to turfgrass grown on sandy loam, silt and loam, under three levels of irrigation under laboratory conditions of duplicate pots. Each pot had 2 suction probes to estimate soil moisture tensions and to allow soil water sampling. The study operated from September to March, 1972, for 30 weeks. Purification efficiency, nitrogen utilization and percent recharge were calculated. Turfgrass can be irrigated with sewage effluent at common rates without hazard of nitrogen pollution to groundwater. Purification efficiency exceeded 90 percent for all irrigation levels on sandy loam and silt. Nitrogen utilization was greater over sandy loam. Turfgrass-soil systems can utilize nitrogen and purify waste water.

From the Proceedings of the 1975 Meetings of the Arizona Section - American Water Resources Assn. and the Hydrology Section - Arizona Academy of Science - April 11-12, 1975, Tempe, Arizona / Evaporation of water from bare soils is an important consideration in the scheduling of many farming operations in both irrigated and dryland agriculture. Accurate predictions of bare soil evaporation can serve as the basis for decisions to increase the acreage planted with a given crop. An alternative is presented to previous approaches to bare soil evaporation estimation by empirically correlating the ratio of daily totals of actual to potential evaporation and the amplitude of the diurnal surface soil temperature wave. Since evaporation is directly related to the surface soil water pressure, the soil thermal inertia technique might be capable of prescribing relative bare soil evaporation rates which, combined with potential evaporation calculations, could allow determination of actual evaporation rates over the entire range of soil drying.

Thesis (M.Sc. Agriculture. (Soil Science)) -- University of Limpopo, 2022 / The constant growth experienced by the coffee industry has led to the high-volume production of coffee waste worldwide. One of the main coffee wastes is spent coffee ground (SCG), a residue obtained after the ground coffee beans are treated under pressure. The present study was aimed to investigate the utilization of SCG to amend soil physicochemical properties. This study was conducted at Greenhouse Biotechnologies Research Centre of Excellence, University of Limpopo, South Africa, where the effect of various rates of SCG concentration in volume percentage (vol%) was tested for a period of nine months. The spent coffee ground residue was collected from four restaurants at Haenertsburg, and the application rates were 0, 5, 10, 20, 30, 50 vol%. To evaluate the change in soil physicochemical properties overtime, the incubation period was divided into four test periods namely T1 was after a month, T3 after 3 months, T6 after 6 months, and T9 after 9 months. Physicochemical properties including nitrogen (N), phosphorus (P), potassium (K), magnesium (Mg), calcium (Ca), total organic carbon (TOC), cadmium (Cd), copper (Cu), nickel (Ni), zinc (Zn), and lead (Pb), pH, electrical conductivity (EC), C:N ratio, large macroaggregates (LM), small macroaggregates (sM), microaggregates (m), unaggregated silt and clay (s+c), mean weight diameter (MWD) and soil moisture content (SMC) were quantified at the end of each test period. Results revealed that the interaction between incubation periods and various SCG application rates significantly (p<0.05) increased pHw, EC, MWD, LM, base cations and significantly decreased TOC, heavy metals, SMC, m, and sM. Spent coffee ground increased pHw and EC of the soil at all application rates and reached a maximum of 7.8 units at T6 in treatment SCG-5 and 202.30 S/cm at T9 in treatment SCG-50 above the control respectively. Total organic carbon increased by 548% above control in the highest treatment (SCG-50) at T1, but, however, started declining from T3 in all treatments across the incubation period. SCG’s highest application rates (SCG-20 to SCG-50) reduced the soil Cd toxicity (threshold of >2 mg/kg), but however, also reduced the availability of micronutrients (Cu and Zn) during the incubation period. At T9, Mg, Ca, K, and P increased from mean values of 55.9 to 77.9, 40.9 to 62.2, 77.4 to 112, and 22.0 to 30.0 mg/Kg above control in treatments with high application rates. LM increased whilst sM, and m decreased across the incubation period in all treatments. MWD increased by 46% at T1 and reached its maximum of 56% at T6 in treatment SCG-50 above control. Additionally, there was a positive relationship between LM and MWD. Soil moisture content however increased to 60.26% at T1 in treatment SCG-50 and decreased from T3 across the incubation period. Spent coffee ground has the potential to be used as a liming material, a chelating agent, and for water management in semi-arid areas. It retains and cycles nutrients and improves soil structure through aggregation. However, research should be done in field conditions to access the effectiveness of this residue. / NRF