Os elementos potencialmente tóxicos (EPTs) estão presentes nos solos em concentrações dependentes do material de origem e das ações antrópicas. A adição de EPTs ao solo pelas atividades antrópicas pode ocasionar risco à saúde humana, já que estes elementos podem ser acumulados no organismo por meio do contato dérmico com o solo, da inalação de partículas em suspensão, de ingestão de solo e de alimentos contaminados. A contaminação dos alimentos ocorre pelo cultivo em áreas com alta biodisponibilidade de EPTs, e nessa condição ocorre absorção e translocação para a parte aérea, com possível acúmulo dos metais nas porções comestíveis, como raízes, frutos e grãos. A biodisponibilidade dos EPTs é regulada pelas características químicas dos elementos e por atributos do solo, como a CTC, o pH e a matéria orgânica (MO). Sintomas de toxicidade e alterações morfológicas e fisiológicas podem aparecer dependendo da absorção e da movimentação dos EPTs nas plantas. Objetivou-se neste trabalho avaliar o efeito da adição de bário (Ba), de cádmio (Cd), de cobre (Cu), de níquel (Ni) e de zinco (Zn) em amostras de um Neossolo Quartzarênico e um Latossolo Vermelho distrófico, sob duas condições de saturação por bases (30% e 50 ou 70%, dependendo da cultura), no cultivo de arroz (Oryza sativa), alface (Lactuca sativa), girassol (Helianthus annuus) e tomate (Solanum lycopersicum). Os EPTs nos solos foram extraídos com EPA 3051a, Água Régia, DTPA, Mehlich 1, Mehlich 3, HNO3 (0,43 mol L-1) e CaCl2 (0,01 mol L-1), e seus teores correlacionados com os presentes nas raízes, na parte aérea, nos frutos e com a quantidade acumulada pelas plantas. Os fatores de bioconcentração (FBC) e de transferência (FT) foram calculados para as culturas. O índice SPAD (Soil Plant Analysis Development - Chlorophyll Meter) foi determinado na fase vegetativa da alface, do arroz e do girassol, enquanto a atividade fotossintética foi determinada pelo IRGA (Infrared gas analyzer). Os maiores teores de EPTs foram observados nas plantas cultivadas no Neossolo. As quantidades de Cu, Ni e Zn acumuladas nas plantas apresentaram correlação positiva com os teores extraídos pelo EPA 3051a e pela Água Régia. Os teores extraídos com HNO3 (0,43 mol L-1) apresentaram elevada correlação positiva com os teores reativos extraídos com DTPA e com Mehlich 3, e também com as quantidades de EPTs acumuladas pelas plantas. Os FBCs foram mais altos nos solos com baixa CTC, baixos teores de MO e baixos valores de pH. O arroz apresentou a menor translocação de Cd do sistema radicular para os grãos. O Cu, o Ni e o Zn causaram alterações no desenvolvimento da alface e do girassol, e diminuíram a transpiração e a condutância estomática da alface. O arroz apresentou a menor absorção de EPTs e a maior tolerância ao Ba, ao Cd, ao Ni e ao Zn, no entanto, as plantas apresentaram maiores condutividade estomática e transpiração. / The concentration of potentially toxic elements (PTEs) in the soil depends on the parent material and human actions. The addition of PTEs to the soil through human activities may pose a risk to human health, as these metals can accumulate in the body when the skin is exposed to contact with soil, or particulate matter is inhaled; or soil and contaminated food are ingested. Food contamination occurs in areas where there is high bioavailability of PTEs, which can be absorbed by plants and translocated to the shoot, with possible metal accumulation in edible portions, such as roots, fruits and grains. The bioavailability of PTEs is governed by the chemical characteristics of the elements and by certain soil attributes, such as CEC, pH and organic matter (OM). Symptoms of toxicity and morphological and physiological changes may appear depending on the absorption and movement of PTEs in plants. The aim of this study was to evaluate the effect of barium (Ba), cadmium (Cd), copper (Cu), nickel (Ni) and zinc (Zn) in samples of an Entisol and an Oxisol under two conditions of base saturation (30% and 50% or 70%, depending on the culture) in the cultivation of rice (Oryza sativa), lettuce (Lactuca sativa), sunflower (Helianthus annuus) and tomato (Solanum lycopersicum). Contents of PTEs in soils were extracted with EPA 3051a, Aqua Regia, DTPA, Mehlich 1, Mehlich 3, 0.43 M HNO3 and 0.01 M CaCl2, and their levels were correlated with the PTEs levels in roots, in shoots, in fruits and with the amount accumulated by plants. The bioconcentration factor (BCF) and the transfer factor (TF) were calculated for the cultures. The SPAD index (Soil Plant Analysis Development - Chlorophyll Meter) was determined at the vegetative stage of lettuce, rice and sunflower, while photosynthetic activity was determined by IRGA (Infrared gas analyzer). The highest PTEs contents were observed in plants grown in the Entisol. Amounts of Cu, Ni and Zn accumulated in plants were positively correlated with the contents extracted by EPA 3051a and the Aqua Regia. The contents extracted with 0.43 M HNO3 had high positive correlation with the concentration extracted with DTPA and Mehlich 3, and with the amount of PTEs accumulated by plants. The BCFs were highest in soils with low CEC, low OM content and low pH values. Rice had the least translocation of Cd from the root to the grain. Cu, Ni and Zn caused changes in the development of lettuce and sunflower, and decreased transpiration and stomatal conductance of lettuce. Rice had the lowest PTEs absorption and the highest tolerance to Ba, Cd, Ni and Zn, however, the plants had greater stomatal conductance and transpiration.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:28:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 983693 bytes, checksum: 1ff7ce64df230d8111f225afb23dbd33 (MD5) Previous issue date: 2007-03-19 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Commonly, compaction of soil specimens in laboratory is processed by dynamic (Proctor test) or static (application of constant tension to the soil) compaction tests, being common to associate similar compaction curves to both procedures. However, data from studies developed in the Civil Engineering Laboratory of the Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, Brazil, for road engineering applications brought new inside into this hypothesis and led to this research that addresses the analysis of the influence of compaction modes and compaction parameters in the laboratory compaction curves and in the mechanical strength of two gneiss residual soils from the Zona da Mata Norte of Minas Gerais state, respectively a silty-sandy clay (Soil 1) and a clayey-silty sandy (Soil 2). This research encompassed the following aspects: (i) compaction procedures: static and dynamic compaction modes; (ii) number of specimen layers: one, two and three layers and (iii) diameter of the compaction cylinder: 35 mm, 73 mm and 100 mm. Besides that, evaluation of the influence of compaction modes in the soils specimens structures was based on analysis of data from unconfined compression tests performed in specimens compacted at pre-established water contents (hot, hot - 3% and hot + 2%) using the Standard Proctor compaction effort. Concerning engineering practical applications and based on statistical data analysis (ANOVA) conclusions are as follows: (i) there was significant influence of compaction modes on soils optimum compaction parameters; (ii) there were significant structural changes in the soils specimens due to the application of different compaction modes, as well as it was evident the importance of soils processes formation in theirs mechanical responses; (iii) regarding influence of the number of specimen layers in soil optimum compaction parameters and mechanical strength, it was observed that compaction using two and three layers led to the same results, not being recommended compaction in one layer and (iv) regarding influence of compaction mold diameter in soil optimum compaction parameters and mechanical strength, it was observed significant influence for Soil 1 (more clayey) and not significant influence for Soil 2 (more sandy). / Comumente, a compactação de corpos-de-prova de solos em laboratório processa-se por vias dinâmica (cilindro Proctor e soquete, por exemplo) ou estática (aplicação de tensão constante ao solo), sendo comum associar a estes procedimentos curvas de compactação similares. Porém, essa hipótese tem sido questionada, em especial a partir de resultados de estudos realizados com solos para fins rodoviários no Laboratório de Engenharia Civil da Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, Brasil. O presente trabalho direcionou-se ao estudo da influência de parâmetros de moldagem de corpos-de-prova nas curvas de compactação de laboratório e na resistência mecânica de dois solos residuais de gnaisse da Zona da Mata Norte de Minas Gerais, respectivamente, de texturas argilo-areno siltosa (Solo 1) e areno-silto-argilosa (Solo 2), com abordagem dos seguintes aspectos: (i) método de compactação: métodos estático e dinâmico; (ii) número de camadas dos corpos-de-prova: uma, duas e três camadas e (iii) diâmetro do cilindro de compactação: 35 mm, 73 mm e 100 mm. Empregaram-se, além dos resultados obtidos para as curvas de compactação dos solos, resultados de ensaios de compressão não confinada realizados em corpos-de-prova compactados em teores de umidade pré-determinados [hot, (hot - 3%), (hot + 2%)], considerando-se a energia de compactação do ensaio Proctor normal, para a avaliação da ocorrência de mudanças estruturais nos solos. Para fins práticos de engenharia e com base em análise estatística (ANOVA), pode-se concluir que: (i) houve influência significativa dos elementos analisados nos parâmetros ótimos de compactação, considerando-se os modos de compactação empregados; (ii) para ambos os solos, ocorreram mudanças estruturais significativas representadas por variações na resistência à compressão não confinada dos solos analisados, evidenciando ainda a importância dos processos de formação dos solos nas suas respostas mecânicas quando compactados; (iii) quanto à influência do número de camadas dos corpos-de-prova nos parâmetros ótimos de compactação e de resistência mecânica, notou-se que a compactação em duas e três camadas levou aos mesmos resultados, não sendo recomendável a compactação em apenas uma camada e (iv) quanto à influência do diâmetro do cilindro de compactação nos parâmetros ótimos de compactação e resistência mecânica, observou-se influência significativa para o Solo 1 (mais argiloso) e não significativa para o Solo 2 (mais arenoso).

[pt] O presente trabalho de pesquisa teve dois objetivos principais. O primeiro foi obter um índice geotécnico que permita avaliar o grau de intemperismo dos solos residuais. Para isto foram analisados dados correspondentes a perfis de alteração de Gnaisse característicos do município do Rio de Janeiro e executou-se a caracterização completa de um perfil específico de alteração de Gnaisse Facoidal. O segundo objetivo foi a determinação experimental das propriedades hidráulicas de solos tropicais não saturados. Como parte deste objetivo foram desenvolvidos novos instrumentos e modificados equipamentos existentes. A determinação da curva característica de sucção foi efetuada em seis solos residuais e em dois solos sedimentares. Na obtenção das curvas de retenção foram utilizadas as técnicas de translação de eixos, papel filtro e umidade relativa. Esta curva foi também definida a partir de resultados de ensaios de porosimetria de mercúrio. Avaliou-se a aplicabilidade dos modelos disponíveis na literatura no ajuste dos dados experimentais. A função de permeabilidade foi determinada em dois solos, um residual e um sedimentar, utilizando um permeâmetro de parede flexível com sucção controlada. Análises numéricas, efetuadas para avaliar o comportamento do equipamento utilizado, possibilitaram a definição de uma metodologia otimizada de interpretação dos resultados. A aplicabilidade dos modelos disponíveis na literatura na obtenção da função de permeabilidade foi analisada, tendo-se verificado a necessidade de introdução de mudanças nestas formulações para se conseguir reproduzir as medidas diretas efetuadas. / [en] The present research work had two main objectives. The first was to obtain a geotechnical index for measuring the weathering degree of gneissic residual soils. For that it were analyzed data corresponding to typical weathering profiles found in the municipality of Rio de Janeiro and executed a complete characterization of a specific weathering profile of facoidal gneiss. The second objective was to determine, experimentally, the hydraulic properties of tropical unsaturated soils. As part of that new instruments were developed and existing equipments were modified. Moisture retention curves were determined for six residual soils and two sedimentary ones. The axis- translation technique, the filter paper method and the relative humidity one were employed to obtain such curves. Data from mercury intrusion porosimetry tests were also used to define these curves. The applicability of models available in literature to adjust the obtained experimental data was evaluated. The hydraulic conductivity function was determined for two soils, one residual and one sedimentary. A suction controlled, flexible wall permeameter set up was used for that. Numerical modeling was implemented to evaluate the performance of the experimental set up. This provided means for an optimized interpretation of the testing results. The applicability of models available in the literature to obtain the permeability functions was evaluated, being found the need to introduce changes in their formulation in order to be able to reproduce the obtained experimental data.

This thesis assessed effects of Amazonian deforestation on artificial association networks of bacteria to bacteria and to abiotic soil factors and networks based on categories of bacterial functions and abiotic soil factors, and sought a better insight into community of Acidobacteria in Amazon soils under agricultural management of soybean based on culture-dependent and molecular approaches. Bacterial community was studied based on next-generation sequencing technologies (Roche GS FLX Titanium and Illumina HiSeq 2000 platforms), quantitative real-time PCR, fingerprinting technique and basic procedures for bacteria culture. The general objective of this thesis was achieved by development of three different studies. The Study 1 analyzed the total bacterial community based on 16S ribosomal DNA pyrotag (425 thousand sequences), shotgun metagenomics (266 million sequences) and environmental parameters from soil samples collected in three real replicate of intact Amazon rainforest and adjacent deforested site after 2-4 months of forest clearing and burning in the Brazilian Amazon. This study showed that deforestation of Amazon forest soils led to a consistent decline in the abundance of Verrucomicrobia and alterations in verrucomicrobial community structure, and simplified association networks among different bacterial taxonomic groups and abiotic soil factors. In order to adapt to this condition function-based associations network were enhanced, indicating a higher degree of risk spreading for the maintenance of soil functioning. The Study 2, in turn, correlated relative abundance of Acidobacteria subgroups - based on approximately 33 thousand sequences of acidobacterial 16S rRNA genes - and abiotic soil factors, and showed differential response of Acidobacteria subgroups to abiotic soil factors in Amazon forest soils into soybean croplands. This study opened the possibilites to explore acidobacterial subgroups as early-warning bio-indicators of agricultural soil management effects in the Amazon area. Lastly, the Study 3 reported the culturability and molecular detection of Acidobacteria subgroups 1 and 3 concomitantly to other bacterial groups from Amazon soils on enriched culture medium with carbon source and incubated for relatively long period in hypoxic atmosphere (2% O2 [vol/vol], 2% CO2 [vol/vol] and 96% N2 [vol/vol]), and validated the combination of traditional procedures for bacteria culture and molecular techniques for recover and detection of Acidobacteria from Amazon soils / Este trabalho de tese avaliou o efeito do desmatamento sobre redes artificiais de associação entre grupos taxonômicos de Bacteria e fatores abióticos do solo e redes baseadas em funções bacterianas e fatores abióticos do solo, e utilizou técnicas moleculares e abordagem dependente de cultivo para compreender a dinâmica da comunidade de Acidobacteria em solos da floresta Amazônica convertidos em áreas agrícolas para produção de soja. Para estudo das comunidades bacterianas foram utilizadas tecnologias de sequenciamento de nova geração (plataformas 454 GS FLX Titanium da Roche e Illumina HiSeq 2000), PCR quantitativo em tempo-real, método de fingerprinting e procedimentos tradicionais para cultivo de bactérias. O objetivo geral desta tese foi alcançado com o desenvolvimento de três diferentes estudos. O Estudo 1 considerou aproximadamente 425 mil sequências do gene 16S rRNA de Bacteria e 266 milhões de sequências de DNA bacteriano obtidas por análise metagenômica a partir de solos coletados em três réplicas verdadeiras de floresta intacta na Amazônia e área desmatada adjacente após corte e queima da cobertura vegetal. Com isso, este estudo mostrou que o desmatamento declina a abundância e altera a estrutura de comunidade de Verrucomicrobia no solo e simplifica as redes artificiais de associação entre diferentes grupos bacterianos. A rede artificial de associação entre categorias funcionais e fatores de solo revelou-se mais complexa em solos desmatados, indicando um alto grau de dispersão de risco para a manutenção do funcionamento do solo. Por sua vez, o Estudo 2 correlacionou a abundância de subgrupos de Acidobacteria - com base em aproximadamente 33 mil sequências do gene 16S rRNA de Acidobacteria - com fatores abióticos do solo, e mostrou que subgrupos de Acidobacteria respondem diferentemente aos efeitos do manejo agrícola de solos da floresta Amazônica dentro de áreas de produção de soja. Este estudo abriu possibilidades de explorar subgrupos de Acidobacteria como bio-indicadores dos efeitos do manejo agrícola do solo na região da Amazônia. Por fim, o Estudo 3 reportou a culturabilidade e detecção molecular de Acidobacteria subgrupos 1 e 3 e outros grupos bacterianos presentes em solos Amazônicos em meio de cultura enriquecido com carbono e incubado sob atmosfera hipóxica (2% O2 [vol/vol], 2% CO2 [vol/vol] e 96% N2 [vol/vol]), atestando, assim, a combinação de procedimentos tradicionais de cultivo e técnicas moleculares para a recuperação e detecção de Acidobacteria de solos da Amazônia

O desempenho das fundações pode ser avaliado da maneira clássica através de provas de carga estáticas ou dinâmicas. Estas provas de carga são, em geral, caras e demoradas, além de que é necessário que o elemento de fundação já esteja pronto. Outra forma de avaliar o desempenho de fundações é determinar os parâmetros de deformabilidade do solo, em especial os módulos de deformabilidade. Em geral, esses módulos são estimados através de correlações empíricas com o N do SPT ou qc do CPT. Poucas vezes ensaios de laboratório (como o triaxial), ou especiais de campo (como o pressiômetro), são executados para determinação desse parâmetro. Uma possibilidade de contornar esse problema é realizar uma prova de carga no cone elétrico (o ensaio CLT) simultaneamente ao ensaio CPT. Neste trabalho apresenta-se como o ensaio CLT pode ser realizado e como seu resultado pode ser interpretado. Uma campanha de ensaios CLT foi realizada no campo experimental da Unesp de Bauru. Os resultados desses ensaios foram utilizados para calcular o módulo ECLT na região elástica linear inicial da curva, de modo similar como se determina o módulo de Young para o aço. Os valores dos módulos ECLT foram comparados com os módulos de deformabilidade determinados a partir de ensaios de pressiômetro. Também foi possível representar a curva de degradação do módulo de cisalhamento para o local estudado. Apresenta-se também a correlação obtida para estimativa de ECLT a partir dos valores da resistência de ponta do cone (qc) para os solos da área estudada. Conclui-se que o ensaio CLT é uma técnica rápida e econômica que pode ser utilizada como um complemento ao ensaio CPT para um melhor entendimento do comportamento tensão-deformação do solo. Com o ensaio CLT é possível estimar um parâmetro de deformabilidade, o ECLT, bem como representar a degradação do módulo com o nível de deformação. Este ensaio híbrido, CPT+CLT, tem potencial para uso na investigação de solos não convencionais, onde quase sempre não existem parâmetros de referência para estimativa de recalques de fundações. / The performance of foundations can be evaluated the classical way, through static and dynamic load tests. Such load tests are generally time-consuming and expensive, besides that it is necessary that the foundation system be already in place. Another way to evaluate the performance of foundations is to determine the deformability parameters of the soil, especially the the deformability moduli. Ordinarily such moduli are estimated through empirical correlations with N of SPT or qc of CPT. Seldom laboratory tests (such as the triaxial) and field tests (such as the pressiometer) are employed to determine such parameters. One way to solve this problem is to perform a load test on the electric cone (the Cone Loading Test) simultaneously with the CPT test. The work presented here shows how the Cone Loading Test (CLT) can be performed and how its results can be interpreted. A campaign of Cone Loading Tests was conducted at the research site of Unesp-Bauru, São Paulo, Brazil. The CLT results were used to calculate the modulus ECLT in the linear elastic region of the stress-strain curve, in the same manner how the modulus of Young for steel is obtained. The values for ECLT moduli were compared to the deformability moduli obtained from pressiometer (PMT) tests. It was also possible to generate the degradation curve for shear modulus of the soil in the area of study. Presented here are the correlations obtained in the estimation of ECLT from values of cone tip resistance (qc) for the studied soils. From the results obtained, it can be concluded CLT is a fast and inexpensive technique that can be used as a complement to the CPT in improving the understanding of the stress-strain behavior of soils. With CLT it is possible to estimate the deformability parameter ECLT, as well as to represent the degradation of the modulus with increasing levels of strain. Such a hybrid test, CPT+CLT, has potential use in the investigation of non-conventional soils, which lack reference parameters for the estimation os settlement of foundations installed in them.

O principal objetivo deste trabalho é avaliar a aplicação da técnica híbrida de SPT Sísmico (S-SPT), ou seja, a realização da sísmica up-hole em conjunto com a sondagem de simples reconhecimento com medida de SPT, para uma melhor caracterização de solos tropicais. O ensaio híbrido mais empregado para determinação de parâmetros dos solos, inclusive o módulo de cisalhamento máximo (Go) é o de cone sísmico (SCPT). No entanto, sua realização exige equipamentos especiais e de custo elevado. A possibilidade de medir a velocidade de propagação da onda S (VS) em conjunto com o ensaio SPT empregando o a técnica up-hole é uma alternativa interessante. Essa técnica combinada, pouco empregada no Brasil, foi recentemente desenvolvida e testada. Neste trabalho, a determinação ao mesmo tempo e no mesmo furo dos valores de N do SPT e velocidade de onda S (Vs) permitiu calcular o módulo de cisalhamento máximo (Go) e avaliar as vantagens de se obter a relação Go/N, similar a relação entre Go/qc, para investigação de solos tropicais colapsíveis. As áreas de estudo são os campos experimentais da UNESP-Bauru, USP-São Carlos e UNICAMP-Campinas, onde ensaios S-SPT foram realizados. Os resultados desses ensaios foram comparados com valores de VS referência, determinados através de ensaios sísmicos cross-hole, down-hole e SCPT. A diferença entre os valores de VS foram, em média, 8,5, 9,0% e 16,0% respectivamente para os campos experimentais da UNESP-Bauru, USP-São Carlos e UNICAMP-Campinas. Considera-se que a técnica híbrida do S-SPT pode ser empregada para obter o perfil de Go, em conjunto com o ensaio SPT, rapidamente e a um custo relativamente baixo. Constatou-se que a relação Go/N é maior na camada de solo laterítico, e que ela diminui quanto menos evoluído é o perfil do subsolo. Observou-se essa a mesma tendência nos ensaios S-SPT, porém com menor nitidez. Este fato pode estar associado a maior dificuldade de interpretar os registros de ondas sísmicas pela técnica up-hole bem como pela variabilidade do perfil dos subsolos. / The main objective of this work is to assess the applicability of the hybrid test, the Seismic SPT (S-SPT), i.e. the up-hole seismic test carried out together with SPT test, in order to achieve a better site characterization of tropical soils. The most used hybrid test to determine the soil parameters, including the maximum shear modulus (Go), is the seismic cone test (SCPT). The possibility of measuring the S wave velocity together with the SPT test using the up-hole technique is an interesting alternative. This combined technique was scarcely used in Brazil and it has been recently developed and tested. In this work, the concomitant measuring of the SPT N value together with the S wave velocity in the same test allowed calculating the maximum shear modulus (Go) and assessing the advantages of obtaining the Go/N ratio, similar to the Go/qc ratio, for the site characterization of tropical collapsible soils. The research areas are the experimental sites of UNESP-Bauru, USP-São Carlos and UNICAMP-Campinas, where SPT tests were carried out. The results of these tests were compared with reference values VS, which were determined via cross-hole, down-hole and SCPT tests. The differences between VS values were, in average, 8.5%, 9.0% and 16.0% respectively for UNESP-Bauru, USP-São Carlos and Campinas-UNICAMP research sites. The hybrid S-SPT test can be used to define the Go profile, together with the N SPT values, with a relatively low cost. It was found that the Go/N ratio is higher in the lateritic soil layer and it gets lower as the soil profile is less developed. The same tendency was observed with the S-SPT tests, however with less distinctness. This fact can be associated to a higher difficulty on the interpretation of seismic wave traces with the up-hole technique as well as to soil variability.

Esta pesquisa teve como objetivo estudar a dosagem de cal para a estabilização de um solo de comportamento laterítico (LG\') e outro não laterítico (NG\'). Para a estabilização foram utilizadas duas cales dolomíticas (CH-I e CH-III) e aplicados dois métodos de dosagem de solo-cal (ASTM D 6276 e o método de Thompson). Os teores de cal indicados pelos métodos foram baixos e não convergiram para o mesmo valor, por isso, para os ensaios mecânicos foram adotados os teores de 5%, 7,5% e 10% de cal. Os corpos de prova de solo-cal foram curados em uma estufa ventilada a uma temperatura controlada de 50°C por 0, 2, 7 e 14 dias. No programa experimental, foram feitas avaliações de propriedades mecânicas, de resistência à compressão simples (RCS), sem e após imersão, e do módulo de resiliência (MR); e avaliações de microestruturas, a partir de imagens de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de energia dispersiva (EDS) e de resultados de difração de raios X (DRX). Os resultados do estudo das propriedades mecânicas mostraram que: (i) com o teor de cal adequado as misturas solo-cal apresentaram importantes incrementos de resistência, sendo que após 14 dias de cura, as RCS aumentaram 3,5 a 4 vezes para as misturas NG\'+10% CH-I e LG\'+10% CH-I, respectivamente; (ii) houve manutenção de uma parcela de RCS mesmo após imersão em água (por 4h), o que foi atribuído à ocorrência das reações cimentantes; (iii) a adição de cal aumentou o MR do solo independente do tipo e do teor de cal empregado e mudou o comportamento resiliente da mistura, que passou a se comportar como material granular. Com relação à análise da microestrutura, pode-se constatar (iv) mudança de textura do solo e formação de compostos cimentantes, a partir das imagens de MEV; (v) alterações na composição química das misturas ao longo do período de cura, como notado nos resultados de EDS; e (vi) a formação de novos picos nos difratogramas dos materiais, evidenciando a formação de novos compostos minerais. As misturas estudadas nessa pesquisa, no geral, mostraram bons resultados após a estabilização e ainda que podem ser usadas como camadas de pavimentos se a dosagem for feita de maneira adequada. / This research aimed to study the lime content for stabilization of a lateritic (LG\') and a non-lateritic (NG\') soil. For the stabilization, two dolomitic limes (CH-I and CH-III) were used and two soil-lime procedures to estimate de lime content were applied (ASTM D 6276 and Thompson\'s method). The lime contents indicated by the methods were low and did not converge to the same value, therefore, for the mechanical tests were adopted the lime contents of 5%, 7.5% and 10% of lime. Soil-lime samples were cured in an air circulated oven at a controlled temperature of 50°C for 0, 2, 7 and 14 days. In the experimental program, evaluations of mechanical properties, unconfined compressive strength (UCS), without and after immersion in water, and the resilience modulus (RM) were evaluated; reviews of microstructures, images from scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS) and results of X-ray diffraction (XRD) were analysed. The results of the mechanical properties showed that: (i) with the appropriate lime content, the soil-lime mixtures presented significant increases in strength, and after 14 days of cure, the UCS increased by 3.5 to 4 times for the mixtures NG\'+ 10% CH-I and LG\' + 10% CH-I, respectively; (ii) there was maintenance of a UCS portion even after immersion in water (for 4 h), which was attributed to the occurrence of cementing reactions; (iii) addition of lime increased the RM of the soil independent of the type and lime content applied and changed the resilient behavior of the mixture, which behave as a granular material. Regarding the analysis of the microstructure, we can verify (iv) change of soil texture and formation of cementing compounds, from SEM images; (v) changes in the chemical composition of the mixtures over the curing period, as noted in the EDAX results; and (vi) the formation of new peaks in the diffractograms of the materials, evidencing the formation of new mineral compounds. The mixtures studied in this research, in general, showed good results after stabilization and that can be used as layers of pavements if the properly content of lime is applied.

Este trabalho teve como objetivo estudar o comportamento de dois solos estabilizados com cal hidratada (CH-III), um solo laterítico (LG´) e outro não laterítico (NG´), coletados de um mesmo local na cidade de Dois Córregos-SP. Para tanto, foram realizados os procedimentos de dosagem de Solo-Cal do Método do pH (ASTM D 6276-99a), que resultou nos teores de 4% de cal, para o solo LG´ e de 6%, para o solo NG´. No programa experimental foram avaliadas as propriedades mecânicas (RCS e RT) originais e após imersão para diferentes dias de cura (0, 7, 28 e 60 dias), após as primeiras constatações, foram realizados complementarmente ensaios mecânicos (módulo de resiliência, MR, e deformação permanente, DP) e de imagens por microscopia eletrônica de varredura (MEV) também para tempos de cura diferentes. Os resultados dos ensaios permitiram verificar que (i) a parcela mais importante do ganho de resistência (RCS e RT) devido à adição de cal aconteceu nos primeiros sete dias de cura e após os 28 dias, há uma tendência de estabilização do ganho de resistência, contudo, nenhuma das misturas superou as RCS e RT do solo original; (ii) os resultados dos ensaios de RCS e RT em corpos de prova após imersão só foram possíveis nas misturas solo-cal (a partir de 7 dias) indicando que parcela dessas resistências são atribuídas à cimentação desenvolvida entre o solo e a cal; (iii) os resultados de MR mostraram algum ganho de rigidez dos materiais, o que levou à redução na deformação (DP) em 67% para as mistura com solo LG´ e cal e 52% para as com solo NG´ e cal; (iv) as análises das imagens de MEV mostraram mudanças texturais dos materiais, indicando a ocorrência de reações imediatas da cal com os dois tipos de solo, entretanto, não foram obtidas imagens compatíveis com estruturas que evidenciassem reações pozolânicas. Os resultados desta pesquisa levantam questões sobre o método de dosagem e a possibilidade da cal estar carbonatada. Essas questões evidenciam a necessidade de se desenvolver uma normalização dos métodos de dosagem e avaliação das misturas solo-cal adequados para aplicação aos solos tropicais. / The objective of this study was to analyze the behavior of a lateritic (LG´) and a non-lateritic (NG´) soils stabilized with hydrated lime (CH-III). The soils were collected at the same location, nearby the town of Dois Córregos-SP. Thus, the pH method to estimate the soillime proportion (ASTM D 6276-99a) was performed, which resulted in the content of 4% lime for the LG\' soil, and 6% for the NG\' soil. The laboratory tests have assessed the original and immersed mechanical properties (UCS and TS) at different curing periods (0, 7, 28 and 60 days). Complementary tests such as resilient modulus (MR), permanent deformations (DP) and scanning electron microscopy (SEM) were also performed at different curing periods. The results have shown that (i) the major part of strength improvement (UCS and TS) due to addition of lime has taken place in the first seven days of curing and, after 28 days, the improvements tend to stabilize; however, none of the admixtures have surpassed UCS and TS values of original soil; (ii) UCS and TS results of specimens after immersion were only obtained in the soil-lime admixtures (after 7 days of curing), this indicates that a portion of these strengths are attributed to cementation developed between soil and lime; (iii) the MR results have presented some stiffness improvement in the materials, which has resulted in reductions of the permanent deformation (DP), about 67% for LG\' soil admixtures and 52% for NG\' soil admixtures; (iv) the analyses of SEM images have shown textural changes in the materials, which depict the occurrence of immediate reactions of the lime for both types of soil, however it was not possible to obtain images presenting structures that could distinguish pozzolanic reactions. The research\'s results lead to questions about the dosage method and the possibility of lime carbonation. These questions highlight the need of developing standards for a soil-lime design method and an admixture assessment applicable to tropical soils.

Nos últimos anos, a preocupação com a poluição e a contaminação do subsolo provocadas pela disposição de resíduos sólidos urbanos ou industriais tem crescido no Brasil, principalmente no que diz respeito aos lixões e aterros controlados em operação ou desativados na maioria das cidades brasileiras de pequeno e médio porte. A tese apresenta os resultados de diversas campanhas de investigação realizadas no aterro de resíduos sólidos urbanos de Bauru, situado no centro do Estado de São Paulo e sobre o aqüífero Bauru, que aflora em cerca da metade de todo o território paulista. O objetivo foi avaliar a poluição e a contaminação do entorno e do subsolo do aterro, através da utilização de diferentes técnicas de investigação. Entre as técnicas utilizadas, incluem-se: geofísica de superfície, poços de monitoramento, piezocone (CPTU), piezocone de resistividade (RCPTU) e amostragem de solo e água. Ensaios de laboratório de caracterização, resistividade elétrica e com percolação de chorume em amostras indeformadas de solo foram realizados para confirmar e entender melhor o caminhamento e a interação das plumas de contaminação com o meio. Uma revisão de todas as informações prévias sobre as características físicas, hidrogeológicas e de operação do aterro, desde sua implantação, em 1992, foi fundamental para a escolha dos locais para realização dos novos ensaios de campo e re-interpretação dos mesmos. As principais contribuições são: a) Aplicação de novas técnicas de investigação em solos tropicais contaminados; b) Desenvolvimento de um sistema em laboratório para estimativa de parâmetros de transporte de poluentes e para medida de resistividade elétrica em solos tropicais; c) Avaliação da resistividade elétrica como uma ferramenta promissora para investigação geoambiental; d) Avaliação da contaminação e da poluição no aterro a partir de diferentes técnicas de investigação; e) Orientação e sugestões para realização de futuras investigações, sejam na área de estudo ou em outros solos tropicais. Os ensaios geofísicos facilitaram a visualização da dimensão espacial e a detecção dos sentidos das plumas de contaminação existentes na área. Os ensaios de piezocone confirmaram essa contaminação em alguns pontos, utilizando-se amostradores especiais de solo e água. As campanhas de coleta de água dos poços de monitoramento permitiram avaliar a evolução da pluma de contaminação com o tempo. As medidas de resistividade em laboratório possibilitaram definir valores de referência para os solos do aterro, confirmando a grande influência exercida pela mineralogia, intemperismo e grau de evolução dos solos tropicais nos valores de resistividade. Os elevados valores de permeabilidade e dispersividade explicam o aparecimento de mais de uma pluma de contaminação na área: uma principal e permanente a oeste; uma ao sul do aterro, na região de disposição dos resíduos hospitalares; uma a leste do sentido do fluxo subterrâneo, que sofria influencia dos elevados níveis piezométricos de chorume dentro da massa de lixo; e pontos de contaminação centrais, que ocorrem abaixo e a grandes profundidades da base do aterro. Os resultados confirmaram a importância de se integrar diferentes técnicas de investigação geoambiental, diretas e indiretas, para melhor avaliar casos de contaminação e poluição em solos tropicais, de gênese e comportamento complexos, e presentes em grande parte do território brasileiro. Propostas para melhoramento e realização de futuros ensaios na área, assim como de ordem prática para recuperação, monitoramento e operação do aterro são apresentadas, a fim de melhorar a qualidade das condições in situ locais. / For the last years, the concern about pollution and contamination of the soil and groundwater caused by the industrial and municipal solid waste disposal sites has increased in Brazil. Due to the non-application of the environmental guidelines for landfill construction and operation, dumps and controlled dumps in operation or deactivated, located in small and medium-size brazilian cities, have called the attention about this problem. This Thesis presents the results of several tests carried out at the Bauru\'s municipal solid waste disposal site, located in the center of São Paulo State and above the Bauru\'s aquifer, which appears at approximately half São Paulo State superficial area. The main objective was to assess the pollution and contamination caused by this landfill, using different techniques for geoenvironmental site investigation. These techniques included: superficial geophysics, monitoring wells, piezocone (CPTU), resistivity piezocone (RCPTU) and soil and water sampling. Laboratory tests including characterization, electrical resistivity measurements and pollutant transport in undisturbed soil samples were conducted to verify and to better understand the contamination plumes pathways and their interaction with the environmental site. A review of all existing data about the site, hydrogeological characteristics and operation of the landfill, since it was idealized in 1992, were also important for a better selection of new in situ tests and (re) interpretation of them. The main contributions are: a) Application of new site investigation techniques in contaminated tropical soils; b) Development of a system in laboratory for pollutants transport parameters estimation and electrical resistivity measurements in tropical soils; c) Evaluation of the electrical resistivity measures as a promising tool for geoenvironmental researches; d) Pollution and contamination assessment of the site based on the different techniques; e) Directions and suggestions for future site investigations at the study site or in other tropical areas. The geophysical tests facilitated the visualization of the spatial distribution and directions of the local contamination plumes. The piezocone tests confirmed this contamination in some local spots, supported by special soil and water samplers. Numerous groundwater samples collected from the permanent monitoring wells allowed the assessment of the contamination plumes evolution as time passed by. The resistivity measurements in laboratory detected background resistivity values for the local soils, confirming the great influence of the mineralogy, weathering and degree of evolution of the tropical soils. The high permeability and dispersivity values explain the occurrence of more than one contamination plume at the site: a principal and permanent plume located to the west side; on the south of the landfill, where medical wastes were disposed; to the east side of the groundwater flow, caused by the high piezometric leachate levels inside the landfill; and some central spots of contamination occurring below and deep inside the landfill. The results confirmed the importance of the integration of different techniques for geoenvironmental site investigation, using direct and indirect methods to better understand the contamination and pollution in tropical soils, which have complex genesis and behavior, and take place in a great part of the brazilian territory. Practical proposals to improve and carry out new tests at the site, as well as for recovering plans, monitoring and operation of the landfill are presented in order to improve the local in situ conditions.

É crescente a demanda por materiais que atendam as exigências para construção de barreiras selantes (liners) em obras para disposição de resíduos. A utilização de solos tropicais para esta finalidade só não é maior por falta de conhecimento sobre muitas de suas características técnicas, principalmente a migração de contaminantes. Tentativas de melhoria das qualidades de solos supostamente inadequados também são importantes. Esta tese apresenta estudos sobre a migração dos íons \'CD POT.2+\', \'K POT.+\', \'CL POT.1-\' e \'F POT.-\' em latossolos residuais das formações Botucatu e Serra Geral e três diferentes misturas destes solos, com ênfase nos processos de sorção e difusão molecular. O potencial de retenção dos íons é avaliado através da construção de 33 isotermas de sorção resultantes de ensaios de equilíbrio em lote. Seus parâmetros são obtidos da adequação dos modelos linear, Freundlich e Langmuir as isotermas. O potencial de transporte dos íons é avaliado através de ensaios de difusão em colunas estanques, onde curvas teóricas produzidas no programa POLLUTE são ajustadas aos dados de concentração para a estimativa dos parâmetros de difusão. Os resultados dos estudos de retenção mostram que o \'CL POT.-\' experimenta sorção sob certas condições, o \'K POT.+\' e \'F POT.-\' possuem taxas semelhantes de retenção, e que a sorção do \'CD POT.2+\' se mostrou altamente dependente da composição da solução contaminante. Os ensaios de difusão resultaram em vários valores para o coeficiente de difusão efetiva (D*), mostrando que o fluxo difusivo dos íons diminui para solos mais argilosos. / There is a growing demand for materials that can be used in lining systems for waste disposal facilities. The use of tropical soils for this purpose is restricted due to the lack of technical knowledge about this type of material. Attempts to improve the quality of supposed unsuitable soils play also an important role. This thesis presents studies concerning the migration of the ions \'CD POT.2+\', \'K POT.+\', \'CL POT.-\' and \'F POT.-\' in latosoils from the Botucatu and Serra Geral formations and three different mixtures of these soils, with emphasis on sorption and molecular diffusion. Batch equilibrium tests were conduced to examine the retention capacity of the soils, and the sorption parameters are estimated by fitting the linear, Freundlich and Langmuir models to the experimental isotherm plots. The potential for these soils to transport ions is evaluated by diffusion tests, where theoretical curves produced in the POLLUTE code are used to estimate the effective diffusion coefficients (D*). The results show that the \'CL POT.-\' is sorbed under specific conditions and, therefore, it can not always be used as a conservative ion (i.e. nonreactive ion), \'K POT.+\' and \'F POT.-\' are sorbed in similar amounts, and that the \'CD POT.2+\' sorption is highly dependent on the contaminant solution composition. Several D* values are reported, showing that the diffusion rates are decreased for soils with more clay.