Shear strength and weathering rate of five soils in the region of Lavras, Minas Gerais state, Brazil

rbcs Revista Brasileira de Ciência do Solo Rev. Bras. Ciênc. Solo 1806-9657 Sociedade Brasileira de Ciência do Solo Viçosa, MG, Brazil Knowledge on soil shear strength can actually be a very useful tool for the control of slope and gully erosion, as well as for the introduction of mechanical conservation practices in agricultural soils. In order to evaluate the shear strength of five soils in the region of Lavras (MG) and its relation with the weathering rate, an experiment was carried out, using a direct shear machine which allows the collection of undisturbed soil samples. These samples were collected at a depth between 0 and 0.03 m and subjected to the shear strength treatment for the definition of rupture line and the obtainment of the apparent cohesion (c) and the internal friction angle (φ). In general, c was higher in soils which presented a higher density, humidity/moisture at -0.01 MPa and a higher sand content. The (φ) values were higher in soils with higher clay contents. The distrophic Red-Yellow Latosol (dRYL) and the typical distrophic Red-Yellow Utisol (tdRYU) with greater soil densities, sand contents and moisture at -0.01 MPa, presented higher shear strength than the distrophic Red Latosol (dRL), distrophic Inceptsoil (dI) and distroferric Red Latosol (dRL), which contained higher contents of clay and organic matter. For Latosols, the soil shear strength was higher where Ki and Kr indices increased, due to the block structure of the dRYL, causing elevated shear strength. In relation to shear strength, the dRYL and the tdRYU proved to be more resistant to gully erosion and tillage practices. SEÇÃO I - FÍSICA DO SOLO Resistência ao cisalhamento e grau de intemperismo de cinco solos na região de Lavras (MG) Shear strength and weathering rate of five soils in the region of Lavras, Minas Gerais state, Brazil W. W. RochaI; M. S. Dias JuniorII; J. M. LimaII; E. E. V. MirandaIII; A. R. SilvaIII IDoutorando no Departamento de Ciência do Solo, Universidade Federal de Lavras - UFLA. Caixa Postal 37, CEP 37200-000 Lavras (MG). Bolsista do CNPq. E-mail: [e-mail] IIProfessor Adjunto IV/DCS, UFLA. Bolsista do CNPq. E-mails: [e-mail]; [e-mail] IIIMestrando no Departamento de Ciência do Solo, UFLA RESUMO Atualmente os parâmetros da resistência ao cisalhamento dos solos podem ser uma ferramenta muito útil na estabilização de taludes e recuperação de voçorocas, bem como na adoção de práticas mecânicas de conservação para os solos agrícolas. Com o objetivo de avaliar a resistência ao cisalhamento de cinco solos da região de Lavras (MG) e sua relação com o grau de intemperismo, realizou-se um experimento, utilizando uma prensa de cisalhamento direto, a qual permite ensaiar amostras indeformadas de solos. Essas amostras foram coletadas na profundidade de 0-0,03 m e submetidas ao ensaio de cisalhamento, para a definição das envoltórias de resistência e obtenção da coesão aparente (C) e o ângulo de atrito interno (φ). Observou-se que C, de forma geral, foi maior para solos que apresentaram maior densidade, umidade a -0,01 MPa e maior teor de areia. Os valores de (φ) foram maiores nos solos com maiores teores de argila. O Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico (LVAd) e o Argissolo Vermelho-Amarelo distrófico típico (PVAd), com densidades do solo, teores de areia e umidade a -0,01MPa maiores, apresentaram maiores resistências ao cisalhamento em relação ao Latossolo Vermelho distrófico (LVd), Cambissolo Háplico Tb distrófico (CXbd) e Latossolo Vermelho distroférrico (LVdf), que apresentaram maiores teores de argila e matéria orgânica. Para a classe dos Latossolos, a resistência ao cisalhamento foi maior onde os índices Ki e Kr foram mais elevados, graças à estrutura em blocos apresentada pelo LVAd, que condicionou maior resistência ao cisalhamento. Do ponto de vista da resistência ao cisalhamento, os solos LVAd e PVAd mostraram-se mais resistentes a voçorocamento e ao preparo do solo. Termos Para indexação: conservação do solo, estrutura, textura, densidade do solo, erosão. SUMMARY Knowledge on soil shear strength can actually be a very useful tool for the control of slope and gully erosion, as well as for the introduction of mechanical conservation practices in agricultural soils. In order to evaluate the shear strength of five soils in the region of Lavras (MG) and its relation with the weathering rate, an experiment was carried out, using a direct shear machine which allows the collection of undisturbed soil samples. These samples were collected at a depth between 0 and 0.03 m and subjected to the shear strength treatment for the definition of rupture line and the obtainment of the apparent cohesion (c) and the internal friction angle (φ). In general, c was higher in soils which presented a higher density, humidity/moisture at -0.01 MPa and a higher sand content. The (φ) values were higher in soils with higher clay contents. The distrophic Red-Yellow Latosol (dRYL) and the typical distrophic Red-Yellow Utisol (tdRYU) with greater soil densities, sand contents and moisture at -0.01 MPa, presented higher shear strength than the distrophic Red Latosol (dRL), distrophic Inceptsoil (dI) and distroferric Red Latosol (dRL), which contained higher contents of clay and organic matter. For Latosols, the soil shear strength was higher where Ki and Kr indices increased, due to the block structure of the dRYL, causing elevated shear strength. In relation to shear strength, the dRYL and the tdRYU proved to be more resistant to gully erosion and tillage practices. Index terms: soil conservation, structure, texture, bulk density, erosion. Texto completo disponível apenas em PDF. Full text available only in PDF format. LITERATURA CITADA Recebido para publicação em fevereiro de 2001 Aprovado em fevereiro de 2002 AYERS, P.D. & PERUMPRAL, J.V. Moisture and density effect on cone index.Trans. Am. Sci. Agric. Eng., 21:1169-1172, 1982. Moisture and density effect on cone index Trans. Am. Sci. Agric. Eng. 1982 1169 1172 21 AYERS P.D. PERUMPRAL J.V. AZEVEDO, M.A.A. Contribuição ao estudo geotécnico de solos de Viçosa - MG. Viçosa, MG, Universidade Federal de Viçosa, 1999. 169p. (Tese de Mestrado) Contribuição ao estudo geotécnico de solos de Viçosa - MG 1999 AZEVEDO M.A.A. (Tese de Mestrado) BENJAMIN, J.G. & CRUSE, R.M. Mesurement of shear strength and bulk density of soil aggregates. Soil. Sci. Soc. Am. J., 49:1248-1251, 1985. 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