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On the relationship between matric potential and dielectric properties of organic free soils / Wagner Norman in Canadian geotechnical journal, Vol. 46 N° 10 (Octobre 2009) 

Public ISBD [article]  in Canadian geotechnical journal > Vol. 46 N° 10 (Octobre 2009) . - pp. 1202–1215 Titre : On the relationship between matric potential and dielectric properties of organic free soils : a sensitivity study Type de document : texte imprimé Auteurs : Wagner Norman, Auteur ; Alexander Scheuermann, Auteur Article en page(s) : pp. 1202–1215 Note générale : Sciences de la Terre Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Soil  matric  potential  Dielectric  spectroscopy  Time-domain  reflectometry  (TDR)  Soil  moisture  Potentiel  de  la  matrice  du  sol  Spectroscopie  diélectrique  Réflectométrie  dans  le  domaine  temps  (RDT)  Humidité  du  sol Index. décimale : 550 Sciences auxiliaires de la géologie. Résumé : High-frequency electromagnetic determination of moisture in porous media, (e.g., soil) is based on the strong relationship between volumetric water content and relative dielectric permittivity. In particular, in fine-grained soils the movement of water is influenced by different surface-bonding forces due to interface processes. The interface effects lead to a number of dielectric relaxation processes (free- and bound-water phase, Maxwell–Wagner effect, counterion relaxation effects). These relaxation processes are the reason for the strong frequency dependence of the electromagnetic material properties below 1 GHz. The matric potential is a measure of the bonding forces on water in the soil. Based on a thermodynamic relationship between soil matric potential and dielectric relaxation behaviour of water in different binding states, a broadband dielectric relaxation model was developed that considers low-frequency dispersion up to 1 MHz as well as losses due to direct-current conductivity. The sensitivity of the model on soil suction was systematically analyzed based on a pedotransfer function (PTF) for soil textures ranging from pure sand up to pure clay. The results are compared with known empirical and semiempirical calibration functions, as well as theoretical mixing models. La détermination de l’humidité dans un médium poreux (par exemple le sol) avec des hautes fréquences électromagnétiques est basée sur la forte relation entre la teneur en eau volumique et la permittivité diélectrique relative. Dans les sols fins en particulier, le mouvement de l’eau est influencé par les différentes forces d’attachement de surface dues aux processus d’interface. Les effets d’interface amènent à plusieurs processus de relaxation diélectriques (phase aqueuse libre ou liée, effet Maxwell–Wagner, effets de relaxation contre-ion). Ces processus de relaxation sont responsables de la forte dépendance de fréquence des propriétés électromagnétiques d’un matériau sous 1 GHz. Le potentiel de la matrice est une mesure des forces d’attachement sur l’eau contenue dans le sol. Selon une relation thermodynamique entre le potentiel de la matrice du sol et le comportement de l’eau en relaxation diélectrique dans différents états de liaison, un modèle à bande large de la relaxation diélectrique a été développé qui tient compte la dispersion à basses fréquences jusqu’à 1 MHz ainsi que des pertes dues à la conductivité directe du courant. La sensibilité du modèle a été analysée systématiquement à partir d’une fonction de pédotransfert (« PTF ») pour des sols ayant une texture variant du sable pur jusqu’à l’argile pure. Les résultats sont comparés avec des fonctions de calibrage empiriques et semi-empiriques connues, ainsi qu’à des modèles théoriques de mélanges. DEWEY : 550 ISSN : 0008-3674 En ligne : http://rparticle.web-p.cisti.nrc.ca/rparticle/AbstractTemplateServlet?calyLang=f [...] [article] On the relationship between matric potential and dielectric properties of organic free soils : a sensitivity study [texte imprimé] / Wagner Norman, Auteur ; Alexander Scheuermann, Auteur . - pp. 1202–1215. Sciences de la Terre Langues : Anglais (eng) in Canadian geotechnical journal > Vol. 46 N° 10 (Octobre 2009) . - pp. 1202–1215 Mots-clés : Soil  matric  potential  Dielectric  spectroscopy  Time-domain  reflectometry  (TDR)  Soil  moisture  Potentiel  de  la  matrice  du  sol  Spectroscopie  diélectrique  Réflectométrie  dans  le  domaine  temps  (RDT)  Humidité  du  sol Index. décimale : 550 Sciences auxiliaires de la géologie. Résumé : High-frequency electromagnetic determination of moisture in porous media, (e.g., soil) is based on the strong relationship between volumetric water content and relative dielectric permittivity. In particular, in fine-grained soils the movement of water is influenced by different surface-bonding forces due to interface processes. The interface effects lead to a number of dielectric relaxation processes (free- and bound-water phase, Maxwell–Wagner effect, counterion relaxation effects). These relaxation processes are the reason for the strong frequency dependence of the electromagnetic material properties below 1 GHz. The matric potential is a measure of the bonding forces on water in the soil. Based on a thermodynamic relationship between soil matric potential and dielectric relaxation behaviour of water in different binding states, a broadband dielectric relaxation model was developed that considers low-frequency dispersion up to 1 MHz as well as losses due to direct-current conductivity. The sensitivity of the model on soil suction was systematically analyzed based on a pedotransfer function (PTF) for soil textures ranging from pure sand up to pure clay. The results are compared with known empirical and semiempirical calibration functions, as well as theoretical mixing models. La détermination de l’humidité dans un médium poreux (par exemple le sol) avec des hautes fréquences électromagnétiques est basée sur la forte relation entre la teneur en eau volumique et la permittivité diélectrique relative. Dans les sols fins en particulier, le mouvement de l’eau est influencé par les différentes forces d’attachement de surface dues aux processus d’interface. Les effets d’interface amènent à plusieurs processus de relaxation diélectriques (phase aqueuse libre ou liée, effet Maxwell–Wagner, effets de relaxation contre-ion). Ces processus de relaxation sont responsables de la forte dépendance de fréquence des propriétés électromagnétiques d’un matériau sous 1 GHz. Le potentiel de la matrice est une mesure des forces d’attachement sur l’eau contenue dans le sol. Selon une relation thermodynamique entre le potentiel de la matrice du sol et le comportement de l’eau en relaxation diélectrique dans différents états de liaison, un modèle à bande large de la relaxation diélectrique a été développé qui tient compte la dispersion à basses fréquences jusqu’à 1 MHz ainsi que des pertes dues à la conductivité directe du courant. La sensibilité du modèle a été analysée systématiquement à partir d’une fonction de pédotransfert (« PTF ») pour des sols ayant une texture variant du sable pur jusqu’à l’argile pure. Les résultats sont comparés avec des fonctions de calibrage empiriques et semi-empiriques connues, ainsi qu’à des modèles théoriques de mélanges. DEWEY : 550 ISSN : 0008-3674 En ligne : http://rparticle.web-p.cisti.nrc.ca/rparticle/AbstractTemplateServlet?calyLang=f [...]