UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI ARIDO

CURSO DE POS GRADUAÇÃO EM CIENCIA DO SOLO

Disciplina: Compactação do solo

Propriedades dinâmicas do solo

As propriedades dinâmicas do solo podem se manifestar

através da mobilização do solo

Quando um solo solto é compactado pela ação de forças

externas ou de seu histórico natural, sua resistência aumenta,

logo, a resistência do solo é uma propriedade dinâmica.

Certos parâmetros de equações usados para descrever a

relação entre as forças aplicadas e a deformação do solo são

medidos das propriedades dinâmicas.

A estrutura do solo bem como a textura não é uma propriedade dinâmica.

A estrutura pode mudar como um resultado do movimento,

mas ela pode ser medida tanto antes como depois do

movimento.

Como tal ela não é o caso de uma propriedade dinâmica.

Resistência do solo

É a capacidade de um solo, em uma condição particular, de

resistir a uma força aplicada

Desde que a resistência do solo se modifica à medida que as

forças são aplicadas e o solo se movimenta, ela é realmente

uma propriedade dinâmica.

Nas propriedades dinâmicas as medições físicas podem ser

realizadas durante a ação

Características do estado físico do solo

Os volumes relativos das partículas sólidas e dos poros

são de características mais variadas de tal meio.

Os parâmetros sobre os quais repousa a descrição geral

de um solo abordam as relações de massa e de volume

caracterizando sua constituição.

Características intrínsecasAs especificidades das diversas fases do solo se expressam

de maneira a mais geral pela relação de suas massas com seus

volumes:

s = Ms/Vs, w = Mw/Vw, a = Ma/Va (kg/m3)

A densidade da fase sólida é chamada de densidade de partícula.

A densidade da fase líquida é aproximadamente igual a 1,

e a densidade da fase gasosa é próxima de zero (0).

Características relativas

O volume relativo dos poros geralmente é expresso

pela variável:

nT = Vp/VT = Vp/(Vp + Vs) = (VT – Vs)/VT = 1 – Vs/VT

nT é chamado de porosidade total, (relação entre o volume de

poros e o volume total da camada de solo considerada.

Seu valor é freqüentemente dado em %.

Utiliza-se a variável

e = Vp/Vs

relação entre o volume de poros e o volume de

sólidos - chamado de índice de vazios.

Sua vantagem: o volume de poros é relacionado a

um volume constante.

Solo argiloso compactado

Solo siltoso com estrutura continua

Solo trabalhado à varias semanas

Solo recentemente trabalhado

Densidade 1,8 1,6 1,4 a 1,2 0,9

Porosidade total

0,32 0,40 0,47 a 0,55 0,66

Índice de vazios

0,47 0,66 0,89 a 1,21 1,94

Tabela 1.Valores indicativos da variação da porosidade do solo observada em solos cultivados França (Stengel, 1983)

É importante conhecer o espaço de vazios,

respectivamente, ocupado pela fase gasosa e

fase liquida.

Para isto é suficiente conhecer o teor de água

mássico (gramas de água por gramas de solo

seco) ou em volume (cm3 de água por cm3 de

solo úmido).

O teor de ar é deduzido facilmente pela formula

seguinte: Vp = VL + VG.

Conforme a importância relativa da fase liquida,

pode-se expressar pela relação: S = VL/VP

S = taxa de saturação.

S = 1, a porosidade está inteiramente ocupada

pela fase liquida e diz-se que o solo está saturado

A porosidade total, o teor de água e o teor de ar estão

fortemente ligados às propriedades hídricas, térmicas,

aeração e comportamento mecânico.

Na maioria das vezes a previsão das propriedades

intervém com outras características do estado físico do

solo.

Em particular as características de forma e dimensões

de poros. distribuição dos diâmetros, tortuosidade, e

continuidade.

Analise do sistema de porosidade.

Quando se tem o objetivo de prever os efeitos

dos fatores de evolução do estado físico do solo,

deve-se distinguir no espaço de poros, os

volumes resultantes da ação de cada fator.

Isto consiste em classificar diferentes frações do

volume de poros seguindo sua origem.

Em primeira etapa podem-se distinguir no espaço

de vazios do solo dois subconjuntos.

De uma parte, os poros resultante do conjunto

de partículas sólidas elementares, definidas

pela analise granulométrica (argila, silte e

areia).

Essas partículas não são indefinidamente

deformáveis.

Suas formas e dimensões são variáveis, não

podendo se encaixar perfeitamente e

arrumarem entre elas um volume de poros.

Este foi qualificado de textural.

De outra parte, os poros resultantes da ação de

fatores externos ou dos que se pode chamar de

sua “história” (trabalho do solo, ação do clima, e

biológica) .

Este segundo volume poral é qualificado de

estrutural.

É esse tipo de poros que separa os elementos

estruturais cuja descrição é realizada quando é

observado um perfil cultural.

Face a suas origens e de características de

poros que o constituem, este segundo volume

de vazios não é avaliado diretamente.

Ele não é de fato definido a não ser que pela

diferença a partir da equação:

nT = nt + ns

nt é a porosidade textural e ns é a estrutural,

ns = nT - nt

Técnicas de determinação

A porosidade é determinada indiretamente.

Mede-se geralmente a densidade do solo (s)

considerado.

Determinando-se igualmente a densidade de

partículas p.

calcula-se a porosidade total a partir da equação:

nT = 1 - s/p

Determinação da porosidade textural

O principio da técnica desenvolve sobre a seguinte

hipótese:

Os poros texturais têm dimensões da mesma

ordem de grandeza que as partículas constitutivas

do solo.

Os poros estruturais são geralmente de maior

dimensão.

Tomando-se uma amostra de solo e

separando-a, em agregados, suficientemente,

pequenos estes terão poucas chances de conter

poros estruturais.

Pode-se dizer que eles têm uma estrutura

continua e não contem a não ser que poros

texturais.

A Figura 3 confirma a validade desta hipótese

para um solo siltoso (Stengel, 1990).

A porosidade de uma camada de solo foi

determinada, depois de separada por ruptura e

peneirada em agregados pequenos.

Na pratica, a medida é realizada sobre um

conjunto de fragmentos ou aglomerados

extraídos por ruptura e peneirado entre 2 e 3

mm.

O volume desta amostra de agregados, cuja

massa total é de ordem de 2 g, é medido da

forma seguinte:

Satura-se a amostra em querosene comercial,

depois, mede-se a força hidrostática pelo

principio de Arquimedes no mesmo líquido.

Tendo-se pesado a amostra úmida seguindo-se

até a ultima amostra totalmente seca, calcula-se

a densidade e sua umidade.

Figura 3. Variação do índice de vazios total de fragmentos extraídos de uma camada de solo em função de seu volume.

Observa-se redução da porosidade dos fragmentos quando seu volume decresce até um ponto que corresponde a porosidade textural.

Esta técnica tem a vantagem de ser praticável

numa grande variação de teor de água.

Pode-se então avaliar a densidade textural do

solo extraído a qualquer teor de água.

Deduz-se então a porosidade textural do solo

como segue:

nt = 1 - t/s

Note-se que este valor é diferente da porosidade

textural nt da camada do solo porque ela não está

relacionada com o mesmo volume de referencia

Diferentes forma de porosidade textural: vps: volume

de poros estruturais e vpt: volume de poros texturais.

Determinação da porosidade total.

Conhecendo-se a densidade textural st, a porosidade

estrutural é calculada a partir da densidade da camada

do solo s pela relação seguinte:

ns = 1 - s/t

Conduz-se ao problema das técnicas de medida da

densidade do solo (ou da porosidade total) in situ.

y = 0,9569x + 0,4184

R2 = 1

y = 0,1888x + 0,6468

R2 = 1

y = 0,6534

R2 = #N/D0,62

0,64

0,66

0,68

0,70

0,72

0,74

0,76

0,00 0,10 0,20 0,30 0,40

teor de agua

v e

sp

Determinação da densidade do solo in situ. Método do anel volumétrico.Os limites desta técnica estão ligados : Ao risco de compactação ou ao contrário desagregação do solo quando do memento que o anel esteja sendo cravado