Thesis (Ph. D.)--University of Missouri-Columbia, 2005. / The entire dissertation/thesis text is included in the research.pdf file; the official abstract appears in the short.pdf file (which also appears in the research.pdf); a non-technical general description, or public abstract, appears in the public.pdf file. Title from title screen of research.pdf file viewed on (May 25, 2006) Vita. Includes bibliographical references.

O lodo de suinocultura e o resíduo de serraria podem constituir problema ambiental quando dispostos no ambiente. A possibilidade de 36 tratamento via filtração foi o objetivo deste estudo. Foram avaliados o potencial de remoção de carga poluidora do lodo de suinocultura por filtros orgânicos de serragem (Pinus sp.), bem como o impacto do descarte no solo do lodo antes e após a filtragem. Utilizou-se um Argissolo e um Latossolo para o estudo da contaminação após a disposição de lodo de suinocultura e filtrado. O solo foi disposto por camadas em vasos de PVC e mantidos em condições naturais. Seis granulometrias de serragem foram utilizadas para estabelecer as vazões de trabalho (20, 25, 30, 40 e 50 mm) e avaliar o efeito do tempo de detenção na performance dos filtros. O maior tempo de detenção correspondeu ao menor tamanho de partícula de serragem. As vazões intermediárias, correspondentes ao tamanho intermediário de material filtrante, em dois filtros sucessivos (30 e 50 mm) com filtração diária, apresentaram melhor performance de filtragem. A filtração do lodo de suinocultura possibilitou redução da demanda química de oxigênio em 85 %, de sólidos totais em 95 % e de sólidos sedimentáveis em 100 %. A retenção de lodo de suinocultura na serragem proporcionou o enriquecimento do resíduo orgânico em nutrientes, bem como diminuição da relação C:N para aproximadamente 20:1. A percolação através de ambos os solos, de lodo de suinocultura antes e após filtragem através de filtro de serragem, determinou uma diminuição significativa de coliformes totais e fecais no percolado, mas dependente da contaminação do material aplicado. Foi observado também que, quanto maior o período sem precipitação pluviométrica após aplicação dos lodos no solo, menor a presença de patogênicos no percolado.

O presente trabalho tem como objetivo estudar o comportamento de um solo residual melhorado através do uso de técnicas mecânicas de compactação e da adição de cimento. Complementarmente foram realizadas análises numéricas destes materiais tratados quando utilizados como base de fundações superficiais. O programa experimental incluiu a retirada de amostras intactas e de material amolgado para a execução de ensaios triaxiais saturados drenados com medida interna de deformações, a fim de estudar o comportamento do solo natural e do solo tratado, quer por compactação, quer por adição de cimento e compactação. Além disto, tais ensaios são determinantes na obtenção de parâmetros constitutivos para a realização de simulações numéricas. O Método dos Elementos Finitos foi utilizado para simular o comportamento carga versus recalque de placas assentes sobre o solo natural e sobre camadas de solo melhorado. O modelo Hiperbólico foi empregado na análise numérica para modelar o comportamento tensãodeformação dos materiais. Os resultados das simulações dos ensaios de placa sobre camadas de solo melhorado demonstraram que houve um aumento significativo da capacidade de suporte, além de uma redução considerável dos recalques, quando comparados ao comportamento do solo natural. / The aim of this research is to study the behavior of a residual soil improved through compaction and cement addiction. The experimental programme comprises sampling of residual soil in the field and laboratory drained triaxial tests Mth interna1 measurement of deformation. These tests were valuable for examining severa1 aspects of the behavior of the naturally structured residual soil and the improved material. Besides that, results were interpreted for the assessment of constitutive parameters for performing numerical simulations. The Finite Element Method was used to predict the load-settlement behavior of plates in which the Hyperbolic model was employed to describe the stress-strain behavior of the materials. The results of the simulated plate load tests resting on layers of treated soil have shown that there was a significant improvement in bearing capacity and a reduction in settlements when compared to the behavior of the natural residual soil deposits.

A associação de herbicidas dessecantes com residuais tem sido comum entre os agricultores no manejo das áreas sob semeadura direta. Essa prática permite dessecar a cultura de inverno que vai ser utilizada como cobertura morta e também evitar a reinfestação de ervas na cultura de verão durante parte de seu ciclo. Os objetivos deste trabalho foram avaliar a persistência e a lixiviação no solo dos herbicidas residuais S-metolachlor e imazaquin quando aplicados simultaneamente ou seqüencialmente aos herbicidas dessecantes paraquat e glyphosate. A presença do herbicida dessecante afeta a persistência do herbicida residual quando aplicado sobre cobertura vegetal. Não há diferença entre aplicação em associação e seqüencial do herbicida não seletivo na persistência do Smetolachlor e imazaquin. A persistência do imazaquin é maior em relação a do S-metolachlor, independente do herbicida dessecante utilizado. A persistência do Smetolachlor é maior na presença do paraquat, do que na presença de glyphosate. Contrariamente, a persistência do imazaquin é maior na presença do glyphosate, do que na presença do paraquat. A lixiviação dos herbicidas residuais não foi afetada pela presença do herbicida dessecante e pelo tipo de aplicação. A lixiviação do herbicida S-metolachlor é maior em relação ao imazaquin. A concentração bioestimada em solo coletado aos 21 dias após a aplicação foi máxima aos 18 cm de profundidade para o S-metolachlor e entre 2 e 8 cm de profundidade para o imazaquin. / The association between non-selective and residual herbicides is a common practice among the farmers as a field management in no-tillage areas. This practice allows the control of winter crop that will be used as cover crop and to avoid weed reinfestation during part of the summer crop cycle. The objectives of this work were to evaluate the persistence and soil leaching of the residual herbicides S-metolachlor and imazaquin when applied simultaneously or in sequence to non-selective herbicides paraquat and glyphosate. The presence of non-selective herbicides affects the persistence of the residual herbicide when applied on cover crop. There is no difference between associated and sequential application of the non-selective herbicides on the persistence of S-metolachlor and imazaquin herbicides. The persistence of imazaquin is longer when compared to the persistence of Smetolachlor, independent of the non-selective herbicide applied. The persistence of S-metolachlor is longer in the presence of paraquat when compared to glyphosate. Conversely, the persistence of imazaquin is greater in the presence of glyphosate, when compared to paraquat. The residual herbicide leaching was not affected by the presence of non-selective herbicides or application type. The S-metolachlor herbicide leaching is greater when compared to imazaquin. The bioavailable concentration in soil collected 21 days after the application was highest at 18 cm depth for Smetolachlor and between 2 - 8 cm depth for imazaquin.

Neste trabalho é feita uma revisão sobre o método de medição de tensões residuais pelo ruído Barkhausen e uma tentativa de fazer uso complementar deste método com o de difração de raios-X (DRX). Busca-se reduzir o tempo necessário para medição de tensões residuais (TR), principalmente em anéis de rolamento do projeto SFB 570 (Collaborative Research Center Distortion Engineering), desenvolvido no IWT (Stiftung Institut für Werkstofftechnik) na Alemanha. O principal problema quando se trabalha com métodos magnéticos para avaliação quantitativa de TR é a obtenção de uma curva de calibração adequada. A forma mais simples de se fazer tal calibração – ensaios de tração/compressão – é comprometida pela limitada faixa de tensões conseguida no ensaio, devido aos efeitos de escoamento e flambagem que se fazem presentes. Além disso, ainda existe a necessidade de que a microestutura do corpo de prova seja idêntica à do componente que se deseja medir. As tensões residuais nos componentes estudados neste trabalho são de elevada magnitude inviabilizando, portanto, o uso de ensaio tração/compressão, e faz-se necessário o emprego de outro procedimento de calibração. Para tanto utiliza-se dados obtidos por DRX correlacionando-os com dois parâmetros magnéticos (ruído Barkhausen e campo coercivo) medidos no material. São apresentados e discutidos vários procedimentos empreendidos na busca por uma eficiente função de calibração. Ao final é feita uma explanação dos problemas enfrentados para implementação do método e é apresentada uma idéia para reduzir o tempo de medição das TR nos anéis de rolamento do projeto SFB 570. / A review of the Barkhausen noise method for residual stress measurement is adressed in this work as well as an attempting to make a complementary use of this method and the X-ray diffraction (XRD) technique. The main objective is to reduce the time necessary for the measurement of residual stresses, mainly for ball bearing rings in the SFB 570 project. The SFB 570 is the Collaborative Research Center Distortion Engineering, carried out at the IWT (Stiftung Institut für Werkstofftechnik) in Germany. A problem concerning micromagnetic methods, e.g. the Barkhausen noise, is the obtention of a reliable calibration curve. Tension/compression test is thought to be the easiest way to do such a calibration, but it is not suited to this special situation due to buckling and yielding effects over the specimen. Furthermore, it is mandatory that both, parts to be measured (bearing rings) and specimens (used in the calibration), have the same microstructure. Regarding the fact that the residual stresses values measured in this work are of high magnitude, it is impossible to use tension/compression tests for the calibration, being necessary to use another source of reliable data, so as the XRD technique. XRD data are correlated with two magnetic parameters (Barkhausen noise and coercive field) measured on the samples. Finally all the procedures performed in the searching of a reliable calibration function are presented and discussed. A report about the problems endured in this work and some suggestions to minimize them are also presented, as well as a proposal to reduce the time cunsumed for residual stress measurement of ball bearing rings in the SFB 570 project.

O presente trabalho tem como objetivo estudar o comportamento de um solo residual melhorado através do uso de técnicas mecânicas de compactação e da adição de cimento. Complementarmente foram realizadas análises numéricas destes materiais tratados quando utilizados como base de fundações superficiais. O programa experimental incluiu a retirada de amostras intactas e de material amolgado para a execução de ensaios triaxiais saturados drenados com medida interna de deformações, a fim de estudar o comportamento do solo natural e do solo tratado, quer por compactação, quer por adição de cimento e compactação. Além disto, tais ensaios são determinantes na obtenção de parâmetros constitutivos para a realização de simulações numéricas. O Método dos Elementos Finitos foi utilizado para simular o comportamento carga versus recalque de placas assentes sobre o solo natural e sobre camadas de solo melhorado. O modelo Hiperbólico foi empregado na análise numérica para modelar o comportamento tensãodeformação dos materiais. Os resultados das simulações dos ensaios de placa sobre camadas de solo melhorado demonstraram que houve um aumento significativo da capacidade de suporte, além de uma redução considerável dos recalques, quando comparados ao comportamento do solo natural. / The aim of this research is to study the behavior of a residual soil improved through compaction and cement addiction. The experimental programme comprises sampling of residual soil in the field and laboratory drained triaxial tests Mth interna1 measurement of deformation. These tests were valuable for examining severa1 aspects of the behavior of the naturally structured residual soil and the improved material. Besides that, results were interpreted for the assessment of constitutive parameters for performing numerical simulations. The Finite Element Method was used to predict the load-settlement behavior of plates in which the Hyperbolic model was employed to describe the stress-strain behavior of the materials. The results of the simulated plate load tests resting on layers of treated soil have shown that there was a significant improvement in bearing capacity and a reduction in settlements when compared to the behavior of the natural residual soil deposits.

A associação de herbicidas dessecantes com residuais tem sido comum entre os agricultores no manejo das áreas sob semeadura direta. Essa prática permite dessecar a cultura de inverno que vai ser utilizada como cobertura morta e também evitar a reinfestação de ervas na cultura de verão durante parte de seu ciclo. Os objetivos deste trabalho foram avaliar a persistência e a lixiviação no solo dos herbicidas residuais S-metolachlor e imazaquin quando aplicados simultaneamente ou seqüencialmente aos herbicidas dessecantes paraquat e glyphosate. A presença do herbicida dessecante afeta a persistência do herbicida residual quando aplicado sobre cobertura vegetal. Não há diferença entre aplicação em associação e seqüencial do herbicida não seletivo na persistência do Smetolachlor e imazaquin. A persistência do imazaquin é maior em relação a do S-metolachlor, independente do herbicida dessecante utilizado. A persistência do Smetolachlor é maior na presença do paraquat, do que na presença de glyphosate. Contrariamente, a persistência do imazaquin é maior na presença do glyphosate, do que na presença do paraquat. A lixiviação dos herbicidas residuais não foi afetada pela presença do herbicida dessecante e pelo tipo de aplicação. A lixiviação do herbicida S-metolachlor é maior em relação ao imazaquin. A concentração bioestimada em solo coletado aos 21 dias após a aplicação foi máxima aos 18 cm de profundidade para o S-metolachlor e entre 2 e 8 cm de profundidade para o imazaquin. / The association between non-selective and residual herbicides is a common practice among the farmers as a field management in no-tillage areas. This practice allows the control of winter crop that will be used as cover crop and to avoid weed reinfestation during part of the summer crop cycle. The objectives of this work were to evaluate the persistence and soil leaching of the residual herbicides S-metolachlor and imazaquin when applied simultaneously or in sequence to non-selective herbicides paraquat and glyphosate. The presence of non-selective herbicides affects the persistence of the residual herbicide when applied on cover crop. There is no difference between associated and sequential application of the non-selective herbicides on the persistence of S-metolachlor and imazaquin herbicides. The persistence of imazaquin is longer when compared to the persistence of Smetolachlor, independent of the non-selective herbicide applied. The persistence of S-metolachlor is longer in the presence of paraquat when compared to glyphosate. Conversely, the persistence of imazaquin is greater in the presence of glyphosate, when compared to paraquat. The residual herbicide leaching was not affected by the presence of non-selective herbicides or application type. The S-metolachlor herbicide leaching is greater when compared to imazaquin. The bioavailable concentration in soil collected 21 days after the application was highest at 18 cm depth for Smetolachlor and between 2 - 8 cm depth for imazaquin.

O lodo de suinocultura e o resíduo de serraria podem constituir problema ambiental quando dispostos no ambiente. A possibilidade de 36 tratamento via filtração foi o objetivo deste estudo. Foram avaliados o potencial de remoção de carga poluidora do lodo de suinocultura por filtros orgânicos de serragem (Pinus sp.), bem como o impacto do descarte no solo do lodo antes e após a filtragem. Utilizou-se um Argissolo e um Latossolo para o estudo da contaminação após a disposição de lodo de suinocultura e filtrado. O solo foi disposto por camadas em vasos de PVC e mantidos em condições naturais. Seis granulometrias de serragem foram utilizadas para estabelecer as vazões de trabalho (20, 25, 30, 40 e 50 mm) e avaliar o efeito do tempo de detenção na performance dos filtros. O maior tempo de detenção correspondeu ao menor tamanho de partícula de serragem. As vazões intermediárias, correspondentes ao tamanho intermediário de material filtrante, em dois filtros sucessivos (30 e 50 mm) com filtração diária, apresentaram melhor performance de filtragem. A filtração do lodo de suinocultura possibilitou redução da demanda química de oxigênio em 85 %, de sólidos totais em 95 % e de sólidos sedimentáveis em 100 %. A retenção de lodo de suinocultura na serragem proporcionou o enriquecimento do resíduo orgânico em nutrientes, bem como diminuição da relação C:N para aproximadamente 20:1. A percolação através de ambos os solos, de lodo de suinocultura antes e após filtragem através de filtro de serragem, determinou uma diminuição significativa de coliformes totais e fecais no percolado, mas dependente da contaminação do material aplicado. Foi observado também que, quanto maior o período sem precipitação pluviométrica após aplicação dos lodos no solo, menor a presença de patogênicos no percolado.

Neste trabalho é feita uma revisão sobre o método de medição de tensões residuais pelo ruído Barkhausen e uma tentativa de fazer uso complementar deste método com o de difração de raios-X (DRX). Busca-se reduzir o tempo necessário para medição de tensões residuais (TR), principalmente em anéis de rolamento do projeto SFB 570 (Collaborative Research Center Distortion Engineering), desenvolvido no IWT (Stiftung Institut für Werkstofftechnik) na Alemanha. O principal problema quando se trabalha com métodos magnéticos para avaliação quantitativa de TR é a obtenção de uma curva de calibração adequada. A forma mais simples de se fazer tal calibração – ensaios de tração/compressão – é comprometida pela limitada faixa de tensões conseguida no ensaio, devido aos efeitos de escoamento e flambagem que se fazem presentes. Além disso, ainda existe a necessidade de que a microestutura do corpo de prova seja idêntica à do componente que se deseja medir. As tensões residuais nos componentes estudados neste trabalho são de elevada magnitude inviabilizando, portanto, o uso de ensaio tração/compressão, e faz-se necessário o emprego de outro procedimento de calibração. Para tanto utiliza-se dados obtidos por DRX correlacionando-os com dois parâmetros magnéticos (ruído Barkhausen e campo coercivo) medidos no material. São apresentados e discutidos vários procedimentos empreendidos na busca por uma eficiente função de calibração. Ao final é feita uma explanação dos problemas enfrentados para implementação do método e é apresentada uma idéia para reduzir o tempo de medição das TR nos anéis de rolamento do projeto SFB 570. / A review of the Barkhausen noise method for residual stress measurement is adressed in this work as well as an attempting to make a complementary use of this method and the X-ray diffraction (XRD) technique. The main objective is to reduce the time necessary for the measurement of residual stresses, mainly for ball bearing rings in the SFB 570 project. The SFB 570 is the Collaborative Research Center Distortion Engineering, carried out at the IWT (Stiftung Institut für Werkstofftechnik) in Germany. A problem concerning micromagnetic methods, e.g. the Barkhausen noise, is the obtention of a reliable calibration curve. Tension/compression test is thought to be the easiest way to do such a calibration, but it is not suited to this special situation due to buckling and yielding effects over the specimen. Furthermore, it is mandatory that both, parts to be measured (bearing rings) and specimens (used in the calibration), have the same microstructure. Regarding the fact that the residual stresses values measured in this work are of high magnitude, it is impossible to use tension/compression tests for the calibration, being necessary to use another source of reliable data, so as the XRD technique. XRD data are correlated with two magnetic parameters (Barkhausen noise and coercive field) measured on the samples. Finally all the procedures performed in the searching of a reliable calibration function are presented and discussed. A report about the problems endured in this work and some suggestions to minimize them are also presented, as well as a proposal to reduce the time cunsumed for residual stress measurement of ball bearing rings in the SFB 570 project.

O presente trabalho aborda uma análise das deformações residuais que ocorrem em painéis estruturais soldados compostos de chapas de aço com espessura de até 10 mm. Baseando-se em resultados experimentais, obtidos através da realização sistemática de ensaios de soldagem em corposde prova, o autor utiliza-se da análise dimensional para tentar encontrar o melhor correlacionamento entre as variáveis envolvidas no processo. Em seguida, utilizando-se dos recursos da análise de regressão, tenta-se obter algorítimos que facilitem a tarefa de prever as deformações nos referidos painéis. / This study deals with an analysis of residual distortion on welded structural panels with plate thickness up to 10 mm. From a systematic set of experiments conducted for welded test panels, tentative correlations were done in order to relate the major variables involved in the welding process by means of dimensional analysis. Futhermore, by utilizing regression analysis, appropriate equations were developed so that they could be used in the prediction of the residual distortion of the above mentioned panels.