Soil cracking due to wetting-drying cycles and its relation to solar radiation in southern Brazil

Authors

DOI:

https://doi.org/10.6008/CBPC2179-6858.2022.011.0005

Keywords:

Soils, Cracks, Solar radiation, Field experiment

Abstract

The drying up of soils is a natural process that occurs in the drier seasons. In 2020 the center-south region of Brazil experienced a period of great drought, drawing attention to the problem. Water loss through evaporation generates stresses in the surface layer of the soil. When these stresses exceed their tensile strength, the soil cracks. In this work, different types of soils from the city of Irati-PR, Brazil, were studied in order to assess the evolution of cracking during the dry season. The collected material was divided into two groups. The first one was exposed to the weather conditions, having precipitation and solar radiation as main agents. The second group was kept away from the weather conditions. Day by day the cracking process was recorded. The images obtained were processed using the software ImageJ®. The Cracking Index Factor evolution of each soil was obtained through pixel counting. The correlation between solar radiation and Cracking Index Factor was investigated. After the analysis, the results show a higher Cracking Index Factor for soils with higher plasticity indexes, indicating that the type of soil affected the results. In addition to plasticity, the fines content of the soils has an influence on the pattern and amount of cracking. The results also showed that solar radiation is directly related to cracking and that after the first wetting and drying cycle all soils are more vulnerable to higher cracking than previously observed.

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Author Biographies

Elisangela do Prado Oliveira, Universidade Federal do Paraná

Possui graduação em Engenharia Civil pela Universidade Federal do Paraná (2003), mestrado em Engenharia Civil/Geotecnia pela Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (2006) e doutorado em Engenharia Civil/Geotecnia pela UFPR-PPGEC/HKUST (2021). Atualmente é professora adjunta da Universidade Federal do Paraná no Campus Pontal do Paraná-PR Tem experiência na área de Geotecnia, com ênfase em deslizamentos de encostas e solos não saturados. 

Karoline Soecki, Universidade Federal do Paraná

Possui ensino-medio-segundo-graupelo Colégio Estadual Antonio Xavier da Silveira(2015). Tem experiência na área de Engenharia Civil.

Roberta Brondani Minussi, Universidade Federal do Paraná

Professora do Campus Pontal do Paraná - Centro de Estudos do Mar -UFPR (2016). Doutora em Engenharia Mecânica - Área de Ciências Térmicas pela Universidade Federal de Santa Catarina (2014). Possui Mestrado em Engenharia Mecânica (ciências térmicas) pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho - Campus de Ilha Solteira (2007) e graduação em Engenharia Civil pela mesma universidade (2005). Áreas de interesse: mecânica dos fluidos e hidráulica, métodos numéricos (Lattice Boltzmann e Volumes Finitos), nanotecnologia, matemática aplicada, reologia e bioengenharia. No ano de 2015 realizou Pós-Doutorado no Instituto de Matemática da Universidade de Oxford, Reino Unido.

Vitor Pereira Faro, Universidade Federal do Paraná

Engenheiro Civil pela Universidade de Coimbra (Portugal), Mestre em Geotecnia pela Universidade de Coimbra (Portugal), Doutor em Engenharia pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul e Pós Doutor em Geotecnia pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Atualmente é Professor Permanente do Programa de Pós Graduação em Engenharia Civil (PPGEC) da UFPR e revisor de diversos periódicos nacionais e internacionais. Tem experiência no desenvolvimento de projetos de Pesquisa e Inovação.

Alessander Christopher Morales Kormann, Universidade Federal do Paraná

Possui graduação em Engenharia Civil pela Universidade Federal do Paraná (1988), mestrado em Engenharia Civil pela Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro (1993) e doutorado em Engenharia Civil pela Universidade de São Paulo (2002). Professor adjunto da Universidade Federal do Paraná, tem experiência na área de Geotecnia Experimental, atuando nos seguintes temas: investigações geotécnicas, fundações e instrumentação. Presidente da Associação Brasileira de Mecânica dos Solos e Engenharia Geotécnica (ABMS) - Gestão 2017-2018.

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Published

2023-01-08

Issue

Vol. 13 No. 11 (2022): Revista Ibero-Americana de Ciências Ambientais - Novembro 2022

Section

Engenharia Geotécnica

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