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Previous issue date: 2010-04-30 === The hydraulic behavior of a tropical and unsaturated soil profile of Aparecida de Goiânia-GO
is presented. The main objective of this research was to contribute to the understanding of
hydraulic properties of a tropical soil, with special emphasis on the soil-water characteristic
curves and its hysteresis. The research work done was divided into two main parts: physical,
chemical and mineralogical characterization; and hydraulic behavior for the unsaturated
condition. The characterization tests indicate that the soil profile studied is formed by two
horizons. The top layer of 1,50 m comprised of transported material and a bottom layer
comprised of young residual soil. The results of particle size analysis have shown that the
various sample preparation conditions (i.e., with or without drying, chemical and physical
disaggregation) produce different grain-size distribution curves. A varying state of
disaggregation can be achieved, that state being dependent on the stability of the soil
aggregates. A fairly good correspondence between conventional hydrometer and laser
diffraction analysis was achieved, considering supposedly equivalent aggregation conditions.
The soil-water characteristic curve (SWCC) was measured for both the natural and the soil
reconstituted by mud consolidation. The role played by the soil fabric on the hydraulic
behavior of the soil was analyzed. The SWCC was obtained for drying, wetting, and mixed
paths, both in terms of total and matric suction. It was determined that the natural and
reconstituted soils have distinct SWCCs. The disaggregation achieved with the reconstituted
soil results in higher air-entry values and a unimodal SWCC, even when the natural soil
presents a bimodal SWCC. Therefore, the pore-size distribution if affected by the different
soil structures. The procedure for wetting and drying soil samples used along with the filter
paper technique resulted in a number of SWCCs showing absence of hysteresis. The study of
the moisture content along the specimen s heights revealed non-homogeneous moisture
content distributions, even after 14 day of equilibrium of water potential. It was concluded
that it is the very existence of SWCC hysteresis, along with a not sufficiently slow wetting
and drying from the specimen surface that results in a non-homogeneous moisture content. === Um estudo do comportamento hidráulico de um perfil de solo tropical e não saturado de
Aparecida de Goiânia-GO é apresentado nesta dissertação. O principal objetivo desta pesquisa
foi contribuir para o entendimento das propriedades hidráulicas do solo, com especial ênfase
na curva característica do solo e na sua histerese. O trabalho teve seu enfoque dividido em
duas partes: caracterização física, química e mineralógica do perfil; e comportamento
hidráulico do solo na condição não saturada. A partir da caracterização do solo, verificou-se
que o perfil estudado se divide em dois extratos, um superior de 1,50 m de material
transportado e um inferior residual jovem. Os resultados dos ensaios de granulometria
mostraram que as várias combinações de preparação (i.e., com ou sem secagem prévia,
desagregação química e desagregação física), produzem curvas granulométricas distintas.
Variados graus de desagregação podem ser atingidos, sendo estes dependentes do grau de
estabilidade das agregações do solo. Obteve-se uma boa correspondência entre a
granulometria convencional e aquela utilizando o granulômetro a laser, para condições de
desagregação supostamente equivalentes. A curva característica foi determinada tanto para o
material natural, quanto para o solo reconstituído por adensamento a partir do estado de lama.
Desta forma, procurou-se verificar o papel da estrutura no comportamento hidráulico do solo.
As curvas características foram obtidas em trajetórias de secagem, molhagem, e mistas, tanto
em termos de sucção matricial, quando de sucção total. Observou-se que o solo natural possui
curvas características distintas do solo reconstituído. A desestruturação do solo reconstituído
resulta em um maior valor de entrada de ar e uma curva característica unimodal, mesmo
quando o material natural apresenta curva bimodal. Pode-se concluir que a distribuição de
poros do material natural é afetada pela estruturação do solo. O procedimento de
umedecimento e secagem utilizado com o método do papel filtro resultou em algumas curvas
características com ausência de histerese. O estudo da distribuição da umidade ao longo da
altura dos corpos de prova revelou que não se obteve umidades homogêneas, mesmo após os
14 dias, adotados como período para equilíbrio do potencial da água do solo. Pôde-se concluir
que é exatamente a existência da histerese, aliada a um umedecimento ou secagem a partir da
face dos corpos de prova que não são suficientemente lentos, que resultam na não
homogeneidade de umidade.
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