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Neste trabalho apresenta-se um estudo comparativo de sistemas de classificações geotécnicas aplicadas aos solos tropicais. Para 38 solos do interior paulista foram realizados ensaios de classificação/identificação pelo método das pastilhas segundo os procedimentos de Nogami e Villibor (1994b) e Godoy e Bernucci (2002) e ensaios de azul de metileno (Fabbri, 1994). Além disso, foram executados ensaios de permeabilidade buscando-se relações entre esta variável e o comportamento (laterítico/não laterítico) dos solos e suas características físicas. Também foram analisados resultados de ensaios de sucção na umidade ótima, obtidos por Takeda (2005). Inicialmente foram analisados resultados dos ensaios de difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura e da classificação MCT, todos obtidos por Takeda (2005), onde foi constatada uma coincidência entre a gênese dos solos e seu comportamento (laterítico/ não laterítico). A partir desta constatação, foram confrontados os resultados obtidos através do método das pastilhas, segundo os dois procedimentos destacados acima, e dos ensaio de azul de metileno com a classificação MCT. Nesta etapa, foi verificada uma concordância de 81,6% entre o método das pastilhas de Nogami e Villibor (1994b) e a MCT. Os resultados dos ensaios de azul de metileno (Fabbri, 1994) concordaram com a MCT em 92,1%. Com relação ao método das pastilhas de Godoy e Bernucci (2002), observou-se que este procedimento necessita de revisões. Os coeficientes de permeabilidade não revelaram uma relação clara com o comportamento laterítico ou não laterítico dos materiais. Também não foi observada uma relação entre este coeficiente e características físicas dos solos, quando tomadas isoladamente. Os valores de sucção mostraram que os solos com maiores teores de argila apresentam maiores valores de sucção. Também se observou que para iguais teores de argila, solos de comportamento laterítico apresentaram sucções menores que os solos de comportamento não laterítico. / This work presents a comparative study of different tropical soils geotechnical classification systems. Classification/identification tests of tablet method as proposed by Nogami and Villibor (1994b) and Godoy and Bernucci (2002) and methylene blue adsorption tests (Fabbri, 1994) were done for 38 soil samples of São Paulo state countryside, in Brazil. Futhermone, hydraulic conductivity tests were performed in intent of search relations between this variable and the soil behavior (lateritic/non lateritic), and its physical characteristics. Suctions results (Takeda, 2005) on optimum water content, also were analyzed . Initially XRD and SEM test\'s results, and MCT classification\'s results, obtained from Takeda (2005), were analyzed, where a coincidence between soil genesis and its behavior (lateritic/non lateritic) was observed. At this point, the methylene blue adsorption test and tablet method\'s results were compared with the ones obtained from MCT classification. At this time, tablet method as proposed by Nogami and Villibor (1994b) and MCT classification presented a 81.6% of agreement rate. Methylene blue adsorption showed a agreement rate of 92.1% with the MCT classification. The tablet method proposed by Godoy and Bernucci (2002) seemed to need some revision. The hydraulic conductivity values didn\'t show any clear relationship with the soil\'s lateritic/non lateritic behavior. A relation between the hydraulic conductivity and the physical characteristics wasn\'t observed, when these last ones was correlated, one by one, with the hydraulic conductivity. The suction values showed that the most clay content leads to higher suctions values. Lateritic soils with the same clay content showed lower suctions values then non lateritic soils with the same clay content.

Geotechnical engineers are always faced with uncertainties and spatial variations in material parameters. In this work, we propose to develop a framework able to account for different types of uncertainties in a formal and logical manner, to incorporate all available sources of information, and to integrate the uncertainty in an estimate of the probability. In geotechnical engineering, current soil classification charts based on CPT data may not provide an accurate prediction of soil type, even though soil classification is an essential component in the design process. As a cheaper and faster alternative to sample retrieval and testing, field methods such as the cone penetration test (CPT) can be used. A probabilistic soil classification approach is proposed here to improve soil classification based on CPT. The proposed approach provides a simple and straightforward tool that allows updating the soil classification charts based on sitespecific data. In general, settlements can be the result of surface loads or variable soil deposits. In current practice, the analysis to determine settlements is deterministic. It assumes that the soil profile at a site is uniform from location to location, and only allows limited consideration of the variations of the material properties and initial conditions within soil layers in spite of the wide range of compositions, gradations, and water contents in natural soils. A Bayesian methodology is used to develop an unbiased probabilistic model that accurately predicts the settlements and accounts for all the prevailing uncertainties. The proposed probabilistic model is used to estimate the settlements of the foundation of a structure in the Venice Lagoon, Italy. The conditional probability (fragility) of exceeding a specified settlement threshold for a given vertical pressure is estimated. A predictive fragility and confidence intervals are developed with special attention given to the treatment and quantification of aleatory and epistemic uncertainties. Sensitivity and importance measures are computed to identify the key parameters and random variables in the model.

Traditional soil classification methods invoke physical differences based on particle size to group soils into textural classes. Resulting groupings are used to make predictions about soil attributes and processes of interest including hydrologic response. My hypothesis is that more useful classification schemes will be created by starting with response and applying an inverse approach to generate soil groupings. I propose an alternative classification scheme based on these hypotheses, using techniques of cluster analysis. The resulting system has high predictive capacity with simplicity comparable to the U.S. Dept. of Agriculture soil textural triangle or other similar classification diagrams. I conclude that: classification is most appropriate when carried out on process and objective specific bases; there is a physical meaning to cluster-based groupings, which allows for more appropriate segregation of response as compared to textural groupings; using clusters, a small number of samples can be used to characterize the range of response.

Neste trabalho apresenta-se um estudo comparativo de sistemas de classificações geotécnicas aplicadas aos solos tropicais. Para 38 solos do interior paulista foram realizados ensaios de classificação/identificação pelo método das pastilhas segundo os procedimentos de Nogami e Villibor (1994b) e Godoy e Bernucci (2002) e ensaios de azul de metileno (Fabbri, 1994). Além disso, foram executados ensaios de permeabilidade buscando-se relações entre esta variável e o comportamento (laterítico/não laterítico) dos solos e suas características físicas. Também foram analisados resultados de ensaios de sucção na umidade ótima, obtidos por Takeda (2005). Inicialmente foram analisados resultados dos ensaios de difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura e da classificação MCT, todos obtidos por Takeda (2005), onde foi constatada uma coincidência entre a gênese dos solos e seu comportamento (laterítico/ não laterítico). A partir desta constatação, foram confrontados os resultados obtidos através do método das pastilhas, segundo os dois procedimentos destacados acima, e dos ensaio de azul de metileno com a classificação MCT. Nesta etapa, foi verificada uma concordância de 81,6% entre o método das pastilhas de Nogami e Villibor (1994b) e a MCT. Os resultados dos ensaios de azul de metileno (Fabbri, 1994) concordaram com a MCT em 92,1%. Com relação ao método das pastilhas de Godoy e Bernucci (2002), observou-se que este procedimento necessita de revisões. Os coeficientes de permeabilidade não revelaram uma relação clara com o comportamento laterítico ou não laterítico dos materiais. Também não foi observada uma relação entre este coeficiente e características físicas dos solos, quando tomadas isoladamente. Os valores de sucção mostraram que os solos com maiores teores de argila apresentam maiores valores de sucção. Também se observou que para iguais teores de argila, solos de comportamento laterítico apresentaram sucções menores que os solos de comportamento não laterítico. / This work presents a comparative study of different tropical soils geotechnical classification systems. Classification/identification tests of tablet method as proposed by Nogami and Villibor (1994b) and Godoy and Bernucci (2002) and methylene blue adsorption tests (Fabbri, 1994) were done for 38 soil samples of São Paulo state countryside, in Brazil. Futhermone, hydraulic conductivity tests were performed in intent of search relations between this variable and the soil behavior (lateritic/non lateritic), and its physical characteristics. Suctions results (Takeda, 2005) on optimum water content, also were analyzed . Initially XRD and SEM test\'s results, and MCT classification\'s results, obtained from Takeda (2005), were analyzed, where a coincidence between soil genesis and its behavior (lateritic/non lateritic) was observed. At this point, the methylene blue adsorption test and tablet method\'s results were compared with the ones obtained from MCT classification. At this time, tablet method as proposed by Nogami and Villibor (1994b) and MCT classification presented a 81.6% of agreement rate. Methylene blue adsorption showed a agreement rate of 92.1% with the MCT classification. The tablet method proposed by Godoy and Bernucci (2002) seemed to need some revision. The hydraulic conductivity values didn\'t show any clear relationship with the soil\'s lateritic/non lateritic behavior. A relation between the hydraulic conductivity and the physical characteristics wasn\'t observed, when these last ones was correlated, one by one, with the hydraulic conductivity. The suction values showed that the most clay content leads to higher suctions values. Lateritic soils with the same clay content showed lower suctions values then non lateritic soils with the same clay content.

This study addresses the need for investigation of drying-rate characteristics of fine-grain soils. The research was an attempt to develop a parameter for use in thermal consolidation and/or shrinkage modeling. The investigation required the development of new test methods. During the study, a strong correlation between plasticity indices and certain drying characteristics was noted and discussed in detail. An argument is presented for the superiority of the Drying-Rate Test in comparison with current laboratory procedures for determining Atterberg Limits.

O Brasil é um dos maiores produtores mundiais na área agrícola tendo o solo como base dos seus sistemas de produção. O planejamento adequado dos sistemas de produção exige a obtenção de dados geoespaciais básicos como o mapa de solos e fertilidade. Entretanto, os levantamentos pedológicos ainda consomem muito tempo, são onerosos e necessitam de grande número de análises laboratoriais. O desenvolvimento de técnicas de sensoriamento remoto laboratorial tem se apresentado como alternativa para o avanço de levantamentos pedológicos mais rápidos e menos onerosos. As técnicas de espectroscopia (VIS-NIR) também tem demonstrado boa eficiência na predição de atributos de solos de maneira rápida e menos poluente. Estas técnicas se baseiam em informações espectrais de solos e na montagem de um banco de dados espectral (Biblioteca Espectral). Portanto, tanto para a caracterização de classes de solo, quanto para a estimativa de atributos é necessário o desenvolvimento de Bibliotecas Espectrais (BE) que contenham dados representativos da variabilidade dos solos. Neste sentido, o presente trabalho teve por objetivo a montagem de uma BE de solos de diferentes regiões agrícolas do Brasil e a partir destas informações desenvolver técnicas de classificação de perfis e quantificação de atributos de solo. Para isso foram coletadas 7185 amostras de terra provenientes de perfis e de tradagens. Foi montado um banco de dados com o comportamento espectral de cada horizonte de 233. Também foram geradas bibliotecas espectrais de diferentes abragências geográficas, com finalidade de desenvolver modelos de predição de atributos. Baseado nos dados da BE gerada foi possível caracterizar distintas classes de solos e utilizar essas informações para classificar perfis de classe desconhecida a partir de dados espectrais. Também foram obtidos bons modelos de predições de atributos como areia, argila e Fe2O3 Foi demonstrado que BE que contenham dados de regiões com alta variabilidade de solos apresentam piores predições de atributos químicos. Um importante fator a ser considerado na montagem de BE é a alta amplitude de teor do atributo a ser predito. A montagem da BE contribuiu para avanços nas técnicas qualitativas e quantitavivas de avaliação espectral dos solos. / The Brazil is one of the major world agriculture producers having the soil like base of his production systems. The right planning of production systems needs the basic geospatial data obtaining such as soil and fertility maps. However, pedological surveys consume a lot of time, are expensive and need many laboratorial analyses. The development of laboratorial remote sensing techniques is an alternative for advanced of quicker and cheaper pedological surveys. The VIS-NIR spectroscopy techniques have been demonstrated a good efficiency in the fast and not pollutant soil attributes predictions. These techniques are based on soil spectral information and on development of the spectral data base (Spectral Library). Therefore, as much soil class characterization as attribute estimate its necessary spectral library (SL) development that have representative data of soil variability. In this sense, this work aim to build a soil SL from Brazils different agricultural regions and from this information on to develop profile classification techniques and soil attributes quantification. 7185 soil samples were collected from profiles and polls. A data base was built with spectral behavior of the 233 profiles and their horizons. SLs with different geographical coverage are purpose-built of development of attributes predictions models. Based on SL data created, it was possible distinguish different soil classes and use these information to classify profiles of unknown classes from spectral data. Good attributes prediction models were obtained to sand, clay and Fe2O3. It was demonstrated that SL containing regional data with high variability of soil have shown worse chemical attribute predictions. An important factor needs being considered in the SL building is the high amplitude of predicted attribute content. The SL building has brought advances to qualitative and quantitative soil spectral evaluation techniques.

O Estado do Rio Grande do Sul é responsável por 90% da produção nacional de uvas, sobretudo para a elaboração de vinhos finos. O município de Encruzilhada do Sul apresenta potencial edafoclimático ideal para a produção de uvas que abastecem grandes vinícolas da Serra Gaúcha. Entretanto o uso indiscriminado do solo pode resultar em uma degradação do solo. Este trabalho foi dividido em três estudos, que tiveram como objetivo Identificar as classes de solos ocorrentes no vinhedo, de acordo com a descrição morfológica e análise dos atributos químicos e físicos dos horizontes superficiais e subsuperficiais; Avaliar o efeito do manejo na qualidade química do solo de um vinhedo comercial, em áreas com 4, 9 e 16 anos de manejo após o plantio de videira da variedade Vitis vinifera L. cv. Pinot Noir para a elaboração de espumantes; Avaliar o efeito do tráfego de máquinas agrícolas na qualidade física do solo de um vinhedo comercial com diferentes anos de condução após o plantio das mudas. Foram realizados análises de perfis de 8 trincheiras em campo e com análises laboratoriais. Foi realizado o estudo dos atributos químicos e físicos do solo utilizados como indicadores de qualidade do solo, para avaliar o efeito do manejo do vinhedo com 4, 9 e 16 anos de condução após o plantio das mudas. Para análise da qualidade química do solo foram coletadas amostras indeformadas do solo nas profundidades de 0-10, 10-20, 20-30, 30-40, 40-50 e 50-60 cm, em três repetições. Os atributos físicos do solo foram analisados nas mesmas áreas e profundidades, que foram coletadas no local de trafego do rodado (R), entre rodados (ER) e linha de plantio (LP). 80% da propriedade é constituída por Argissolos diversificados, além de Cambissolos, estes ideais para a cultura da videira. Além desses solos, foi identificado na propriedade a presença de Gleissolo, que não são recomendados para o cultivo devido ao seu caráter hidromórfico. Pode-se observar uma redução na acidez do solo e incremento da fertilidade devido ao histórico de cultivo do vinhedo. Para a análise dos indicadores de qualidade física do solo, foram coletadas amostras do solo nas mesmas profundidades, em três locais na entrelinha: entre rodados, rodados e linha de plantio. A área com 16 anos de condução após o plantio apresentou maior efeito do uso de máquinas no vinhedo, sobretudo na posição de tráfego dos rodados do trator, afetando seriamente a qualidade física devido à compactação e baixa infiltração de água no solo. / The State of Rio Grande do Sul is responsible for 90% of the national production of grapes, mainly for the elaboration of fine wines. The municipality of Encruzilhada do Sul presents ideal edafoclimatic potential for the production of grapes that supply large wineries in the Serra Gaúcha. However the indiscriminate use of the soil can result in a degradation of the soil. This work was divided into three studies, which aimed to identify the soil classes occurring in the vineyard, according to the morphological description and analysis of the chemical and physical attributes of the superficial and subsurface horizons; To evaluate the effect of the management on the chemical quality of the soil of a commercial vineyard in areas with 4, 9 and 16 years of management after planting Vitis vinifera L. cv. Pinot Noir for the preparation of sparkling wines; To evaluate the effect of the traffic of agricultural machines on the physical quality of the soil of a commercial vineyard with different years of driving after planting the seedlings. Analyzes of profiles of 8 trenches were carried out in the field and with laboratory analyzes. The study of soil chemical and physical attributes used as soil quality indicators was carried out to evaluate the effect of vineyard management at 4, 9 and 16 years of age after planting the seedlings. For the analysis of soil chemical quality, undisturbed soil samples were collected at depths of 0-10, 10-20, 20-30, 30-40, 40-50 and 50-60 cm in three replicates. The physical attributes of the soil were analyzed in the same areas and depths, which were collected in the traffic site of the wheel tracks of the tractor (WT), between the wheel tracks (BWT), and in the area under the line projection of the canopy (CLP). 80% of the property consists of diversified Argissolos, in addition to Cambisols, these are ideal for vine growing. In addition to these soils, the presence of Gleissolo was identified in the property, which are not recommended for cultivation due to its hydromorphic character. A reduction in soil acidity and an increase in fertility can be observed due to the vineyard's cultivation history. For the analysis of soil physical quality indicators, soil samples were collected at the same depths, at three sites in the interline: between rounds, rounds and planting line. The area with 16 years of driving after planting showed a greater effect of the use of machines in the vineyard, especially in the traffic position of tractor wheels, seriously affecting the physical quality due to compaction and low infiltration of water in the soil.

Esta tese apresenta uma proposta para caracterização da fração fina de solos tropicais, baseada na superfície específica dos argilo-minerais nela presentes. A partir da superfície específica, determinada pela adsorção do corante azul de metileno, são estabelecidos graus de atividade para os solos analisados. Essa atividade é então comparada com a previsão de comportamento dos solos, obtida da classificação MCT (Miniatura, Compactado e Tropical). Para tanto, é feita uma avaliação dos fatores que influem nos ensaios de adsorção de azul de metileno (método da mancha) e, são comparados, exaustivamente, para 297 amostras de solos, os resultados da adsorção de azul de metileno com a previsão de comportamento dada pela MCT. Conclui-se que a utilização da adsorção de azul de metileno é promissora para a caracterização da fração fina de solos tropicais, permitindo estabelecer, com razoável segurança, a atividade dos argilo-minerais presentes e que existe uma boa concordância entre os resultados da adsorção de azul de metileno e os fornecidos pela classificação MCT. / A strategy to identify the thin fraction of tropical soils, based on the specific surfaces of its clay minerals, is presented in this work. The specific surface, obtained through the adsorption of methylene blue, helps to establish the activity levels of the studied soils. These levels are compared with the expected behavior of the same soils, obtained from the MCT classification (Miniature, Compacted, Tropical). The factors that can affect the adsorption tests made with methylene blue (using the spot test) are evaluated and 297 soil samples are exhaustively tested and compared with the expected behavior defined in the MCT classification. The main conclusion of the work is that the activity levels found with methylene blue adsorption seem to be a promising strategy for the identification of the thin fraction of tropical soils. It helps to assert, with a good degree of confidence, the activity levels of the mineral clay portions, showing a good agreement with the results of the MCT classification.

Admite-se normalmente na Mecânica dos Solos que os solos que são expansivos em presença d\'água, são contrácteis ao perderem umidade, e vice-versa. Nas regiões tropicais, encontra-se solos, como por exemplo as argilas e solos argilosos sedimentares de baixadas ou ainda argilas e solos argilosos saprolíticos, que assim se comportam quanto às propriedade de expansão e de contração. Graças à atuação do clima quente e úmido das regiões tropicais, os solos se formam e se desenvolvem rápida e intensamente. Os solos tropicais saprolíticos e lateríticos podem apresentar composição mineralógica e estrutura peculiares resultantes destes processos de intemperismo. Dadas estas características, eles podem se comportar de forma particular sob diversos aspectos e, em especial neste trabalho, são abordadas suas \"anomalias\" quanto à expansão e à contração. Há solos tropicais, como as argilas e solos argilosos lateríticos, que são geralmente pouco expansivos, embora contrácteis. De outro lado, existem siltes e solos siltosos micáceos e/ou caulínicos saprolíticos que são frequentemente muito expansivos, apesar de serem pouco ou não contrácteis. Hipóteses sobre os mecanismos envolvidos nos processos de expansão e de contração são feitas na tentativa de compreender o comportamento particular destes solos. Algumas propriedades dos solos de grande interesse à pavimentação, como resistência e perda de resistência em presença d\'água, deformações em geral, fissuras e trincas de contração, entre outras, dependem também do tipo de comportamento do solo à expansão e à contração. Ensaios em amostras compactadas mostram como alguns tipos de comportamento podem ser previstos através da expansão e da contração.Estuda-se os efeitos da secagem dos solos compactados, fenômeno comum nas regiões tropicais, seja logo após a construção. Como já na fase de utilização das rodovias. Constata-se que para solos argilosos e siltosos saprolíticos, como para grande parte dos solos transportados, a secagem é em geral prejudicial, tornando o solo compactado potencialmente mais expansivo e com maior perda de capacidade de suporte em contato com a água. Contrariamente, há alguns tipos de solos lateríticos onde a secagem imprime efeitos benéficos irreversíveis ao solo, gerando uma diminuição na expansão e na perda de resistência quando em presença d\'água. Propõe-se ensaios de reexpansão com medida da capacidade de reabsorção d\'água após secagem de pastilhas moldadas no limite de liquidez e da resistência à penetração do cone para identificar estes solos tropicais lateríticos que possam apresentar melhorias de comportamento pela secagem após compactação. A secagem promove cimentação entre as partículas do solo com a formação de \"agregados\". Utiliza-se ensaios cíclicos de secagem-infiltração em corpos de prova compactados para a verificação da estabilidade destes \"agregados\" em presença d\'água, ou seja, da durabilidade desta transformação. Chamam-se solos \"auto-estabilizantes\" aqueles que por desidratação formam \"agregados\" estáveis e duráveis. Na conclusão do presente trabalho, valendo-se do comportamento diferenciado à expansão e à contração de certos grupos de solos tropicais, novos critérios são estabelecidos como proposta para uma classificação geotécnica de solos tropicais para aplicação viária. / In Soil Mechanics it is widely accepted that soils which swell when wet shrink as their water content diminishes and vice versa. In tropical regions there are soils such as sedimentary clay soils or even saprolitic clay soils which conform to this pattern of shrinking and swelling. Because of the hot, wet, tropical climate soil formation and evolution is rapid and intense. These weathering processes may result in saprolitic and lateritic soils having a distinctive mineralogical composition and structure. Given these characteristics they may exhibit unusual behavior patterns in may ways. This paper deals specifically with those anomalies concerning soil shrinkage and swelling. There are some tropical soils, for example lateritic soils, which swell very little and yet can shrink considerably. On the other hand there are various types of micaceous and/or kaolinic saprolitic silt soils which can swell considerably but which shrink very little or not at all. This work contains some hypotheses concerning the mechanisms involved in these swelling and shrinking processes in attempt to understand the special behavior pattern of these soils. Some soil properties which are of great importance to pavement, such as strength and strength loss when contact with water occurs, deformation in general, fissures and cracks due to shrinkage, also depend on the type of soil behavior patterns observed in shrinkage and swelling. Tests on compacted samples have shown how some types of behavior can be predicted through shrinkage and swelling. Studies have been made of the effects of the drying of compacted soils, a common phenomenon in tropical regions, which may occur shortly after construction is completed or when the highways are already operative.These studies show that for both saprolitic silt and clay soils drying has usually a detrimental effect by making the compacted soil more susceptible to swelling and leading to a greater loss of bearing capacity when rewet. However, there are some types of lateritic soils where drying has irreversible beneficial effects on the soil, reducing both swelling and strength loss. As part of my research I used reswelling tests that measure the capacity for water re-absorption of dried soil pats and the fall cone penetration strength after the re-absorption in order to identify those lateritic tropical soils that benefit from drying after compaction. These soils have a self-bonding capacity which facilitates the formation of \"aggregates\". Cycle tests of drying-rewetting were conducted on compacted specimens to verify the stability of the \"aggregates\" when the water content changes or in the other words, the durability of this transformation. Those soils which when dehydrated form stable aggregates are called \"self-stabilizing\". In the final part of my work, new criterias based on the different behavior patterns of certain tropical soils for swelling and shrinkage are established as part of a new geotechnical classification of tropical soils for road construction purposes.