Prediction of soil shear strength in agricultural and natural environments of the Brazilian Cerrado

Abstract

The objective of this work was to develop uni- and multivariate models to predict maximum soil shear strength (tau(max)) under different normal stresses (sigma(n)), water contents (U), and soil managements. The study was carried out in a Rhodic Haplustox under Cerrado ( control area) and under no-tillage and conventional tillage systems. Undisturbed soil samples were taken in the 0.00-0.05 m layer and subjected to increasing U and sn, in shear strength tests. The uni- and multivariate models - respectively tau(max) = 10((a+bU)) and tau(max) = 10((a+bU+c sigma n)) - were significant in all three soil management systems evaluated and they satisfactorily explain the relationship between U, sigma(n), and tau(max). The soil under Cerrado has the highest shear strength (tau) estimated with the univariate model, regardless of the soil water content, whereas the soil under conventional tillage shows the highest values with the multivariate model, which were associated to the lowest water contents at the soil consistency limits in this management system.

O objetivo deste trabalho foi desenvolver modelos uni e multivariados para estimar a tensão de cisalhamento máxima (τmáx), sob diferentes tensões normais (σn), conteúdos de água (U) e manejos do solo. O estudo foi realizado em Latossolo Vermelho distrófico sob Cerrado (área controle) e sob os sistemas de plantio direto e convencional. Amostras indeformadas foram retiradas na camada de 0,00-0,05 m e submetidas a U e σn crescentes, durante ensaios de resistência ao cisalhamento. Os modelos uni e multivariados - respectivamente τmáx=10(a+bU) e τmáx=10(a+bU+cσn) - foram significativos nos três sistemas de manejo do solo avaliados e explicam satisfatoriamente a relação entre U, σn e τmáx. O solo sob Cerrado apresenta a maior tensão de cisalhamento (τ) estimada com uso do modelo univariado, independentemente do conteúdo de água do solo, enquanto o solo sob manejo convencional apresenta os maiores valores com o modelo multivariado, os quais estão associados a menores conteúdos de água nos limites de consistência do solo, nesse sistema de manejo.