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Video 1: Importancia de las propiedades magnéticas Hoy voy a discutir acerca de la caracterización magnética de los geomateriales y de la última parte de los esquemas de caracterización para el suelo o los geomateriales que hemos estado haciendo como parte de nuestras actividades de investigación, y algunos de mis estudiantes están trabajando muy activamente en este campo de geomecánica ambiental. Bajo la cabeza de la caracterización magnética, voy a discutir acerca de la importanciaseguida por lo que son las propiedades magnéticas de los geomateriales. Cuáles son los factores que influyen en ellos y cuáles son los métodos de medición de estas propiedades, y luego algunas relaciones generalizadas que se están utilizando para determinar las propiedades magnéticas y particularmente la constante dieléctrica y cómo la constante dieléctrica se ha utilizado para determinar el contenido de humedad volumétrica de los geomateriales, que es un pensamiento muy contemporáneo. Por lo tanto, no se ha hecho mucha investigación en este área hasta ahora, y esto parece ser un área veryprometedora para los investigadores que están teniendo la tendencia de, usted sabe, la comprensión de la naturaleza mejor.Así, estoy seguro de que incluso cuando usted visita una tienda departamental, quiero decir, el lector de barras lee el Y este es el concepto completo de las propiedades magnéticas, la reflectancia dieléctrica y la impedancia eléctrica del material viene en el picto.Así, las propiedades magnéticas dependerán de la propiedad eléctrica del material que discutimos en la conferencia anterior, cuando se hablaba de las propiedades eléctricas de los materiales, los materiales no conductores tienen una tendencia a almacenar la carga y la capacidad de almacenamiento de la chargeof es en otras palabras definidas como el comportamiento dieléctrico del material.Así, geomecánica contemporánea como cualquier otro tema en la ciencia moderna y la tecnología se basa en este parámetro que cómo descifrar la constante dieléctrica del material y relacionarlo con diferentes propiedades. Por lo tanto, cuando hablamos de las propiedades magnéticas realmente hablando la propiedad dieléctrica es muy importante y sus aplicaciones se van a notar en un corto tiempo, la belleza de este tipo de técnicas cuando se utilizan para la caracterización del material es que puedo llegar a los detalles más minutes de los geomateriales en términos de su mineralogyy particularmente porque los suelos son un sistema de varias fases. En términos de los minerales que están presentes en él, excepto para la propiedad magnética de los geomateriales, nada parece ser un esquema muy completo de caracterización. Donde el peso puede ser dado a diferentes tipos de minerales y sus fases son concernos.Así, aquellos de usted tendrán la oportunidad de trabajar en esta área, usted se dará cuenta de que la mejor manera de obtener la composición mineralógica del suelo sería hacer análisis de XRF, análisis de x-rayflorescencia y no XRF, análisis de XRD, difracción de rayos X y de ahí puede obtener los tipos de minerales y las fases que están presentes en el sistema. Ahora, cada mineral y cada fase de la mineral tendría un elemento dieléctrico específico. Por lo tanto, en última instancia lo que podemos hacer es que podemos hablar de algo como usted sabe, eficaz dielectricconstante del sistema y puedo diferenciar entre los tipos de geomateriales basados en sus características mineralógicas. Así, cuando hablamos de las propiedades magnéticas, la premisa básica es que el agente dieléctrico de cada mineral y su fase es una huella dactilar. Y esta propiedad se puede utilizar para correlacionar la respuesta material con el contenido de humedad. Y el contenido de humedad controla la mayoría de los mecanismos que se producen en el geomaterialincluyendo la resistencia al corte, si usted habla de la resistencia al corte es una función del contenido de humedad, ¿alright?.La compresibilidad es también una función de contenido de humedad, el transporte de contaminantes depende del contenido de humedad, la conductividad hidráulica depende del contenido de humedad de la compactación depende del contenido de humedad. Por lo tanto, en resumen, la investigación básica está en marcha en la dirección para obtener el contenido de humedad del suelo y particularmente en la forma volumétrica, y la relaciona con la constante dieléctrica, debido a que la constante dieléctrica se puede obtener muy fácilmente mediante el uso de diferentes técnicas. Una de la belleza de este tipo de discusión es que, recuerde, estábamos hablando de la partícula Por lo tanto, es un buen ejemplo de cómo se comportarían los geomateriales cuando se mantienen en un campo magnético. Por lo tanto, esta es la filosofía que se está utilizando para comprender y descifrar el responsede los geomateriales. La importancia de estudiar la caracterización magnética de los geomateriales se refleja en el hecho de que existen varias técnicas de determinación del contenido de humedad, que han sido ahora sólode, ya saben, en la lista negra, en el sentido de que las personas han comprendido sus limitaciones. contenido de humedad, y en lugar de que se están utilizando las técnicas contemporáneas. Así que aquí lo que he hecho es que he enumerado la técnica clásica como termogravimetricanalyanálisis, usted toma una cierta cantidad de suelo y calor arriba se calienta en el horno hasta una cierta temperatura y descubrir la diferencia de peso y de allí se puede calcular el contenido de humedad y algunos de usted debe estar tratando con el método de carburo de calcio también de findingout el contenido de humedad, pero estas técnicas tienen sus limitaciones. Estas no son técnicas muy precisas. Y la segunda cosa es que se trata de técnicas ex-situ que significa tiene que tomar la muestra, llevarla al laboratorio y luego hacer la prueba o a veces en el campo también usted puede hacer esta prueba, pero luego de nuevo hay que sacar la muestra de la condición in situ y luego hacer el análisis. Por lo tanto, hay una escuela de pensamiento que dice que usted ya ha perturbado el sampley es muy difícil mantener el, usted sabe, lo que usted llama como una integridad intactnesor de la ejemplo.Así, para superar, este es el futuro de nuestro tema, donde gran cantidad de técnicas contemporáneas han evolucionado para descubrir el contenido de humedad del suelo. El balance de infrarrojos, que usted debe haber notado Cuando usted fue a nuestro laboratorio, es una técnica avanzada de descubrir el contenido de humedad, la dispersión de neutrones es otra técnica, la atenuación de onda gamma es otra técnica, sensores.Así, cuando se habla de la caracterización térmica de geomaterial que he visto, cómo un pulso de calor puede ser utilizado para pasar el calor a través de las geomateriales que pueden estar relacionados con el contenido de humedad. Así, la conductividad térmica, la resistividad térmica, la difusividad térmica y el calor específico de los geomateriales también indica el contenido de humedad del geomaterial, que es un Micro dispositivos electromecánicos, ya saben, los llamamos como memos.Así, la gente está tratando de desarrollar este tipo de circuitos donde diferentes tipos de sensores que son basados en MEMS, se están utilizando para obtener el contenido de humedad. Y he guiado dos tesis de doctorado uno es por el Dr. Vinay y uno es el Dr. Susha Lakshmi.Donde hemos utilizado estas técnicas y hemos comparado también a veces las técnicas de opticalson utilizadas para averiguar el contenido de humedad. Y como dije cuando estamos hablando de las propiedades eléctricas de los geomateriales, TDR y el tiempo de reflectometría de dominio de sondas y a veces la Las sondas de capacitancia se pueden utilizar para descubrir el contenido de humedad. Por lo tanto, debe preguntarse que normalmente no tomamos en serio la determinación del contenido de humedad del suelo.Pero, si usted se da cuenta en el mundo de hoy, usted sabe, la mayor parte del énfasis está en la determinación del contenido de humedad del suelo precisamente y luego vincularlo con diferentes propiedades de los geomateriales que el papel interesante que hemos publicado, ella era mi estudiante, Dr. Susha Lakshmi.Y el profesor Maryam es el de MEMS, nano departamento de electrónica de IIT Bombay.Estamos colaborando y hemos publicado este documento una crítica crítica de la medición de la humedad del suelo. Muy recientemente, usted puede hacerse con este papel y entonces usted puede darse cuenta de lo que está transpirando en el tema en el escenario actual, sólo déjenme recordarles que por qué toda esta investigación se está haciendo porque la gente está utilizando sensores y diferentes tipos de sondas para linkand monitorear todos los mecanismos que sucedieron en geomaterials.Alright?.Este es el concepto básico que estoy seguro de que usted debe haber estudiado en su física de 10 + 2 y que el tiempo que usted no se dio cuenta de que somos esto puede ser utilizado en la R y D en el campo de la ingeniería civil en particular.La filosofía es que si guardo una pequeña muestra de suelo, en un magnetómetro, estos son knownas vibrando el magnetómetro de la muestra. Y si lo expongo a diferentes campos magnéticos, cuánto el suelo se magnetiza y esta magnetización se mide en la forma del momento magnético, por lo que, a partir del punto cero. El campo más y más magnético que usted aplica, recuerde, OE corresponde a las oysters.Alright.Y emu por gramo es el momento magnético unit.Así, a medida que aumenta el campo magnético, el material se magnetiza. Y esta magnetización se calcula normalmente en la forma del momento magnético. Hay un aumento en el momento magnético y se vuelve constante y este punto se conoce como magnetización de saturación, Sm.En otras palabras, esta es la capacidad máxima de la masa del suelo hasta la cual se puede magnetizeit. Y este concepto, en nuestra opinión, es muy útil para diferenciar los suelos de diferentes tipo.Así, todas estas filosofías han sido dadas por mi estudiante, el Dr. Susha Lakshmi y el earlierque no existían en la literatura. Si yo demagnecio la masa del suelo, reduciendo el campo magnético o aplicando un campo magnético inverso, así es como la histéresis se completa esto es lo que se conoce como una curva histerética y esta curva histerética se puede utilizar para enlazar varios parámetros del suelo con el sistema. propiedades de los soiles.Así, hay dos propiedades que buscamos de los suelos o geomaterial. Uno es conocido como magnetización eminente la magnetización remanente corresponde a en el campo magnético lo que es la cantidad de magnetización que todavía permanece en el sistema y esto podría ser tanto positivo como negativo dependiendo de la dirección del campo magnético. Por lo tanto, en el momento en que se revierta, la RM se volverá negativa. Entonces el segundo parámetro que normalmente usamos es la coerción.Por lo tanto, la coerción es CR y otra vez usted estará teniendo dos valores de CR y dos valores de RM.Y para nuestra sorpresa, cuando empezamos a trabajar en suelos, nos dimos cuenta de que los suelos siguen esta filosofía.Por lo tanto, aquí lo que está viendo es para un suelo dado, cuando lo magnetizamos y cuando demagnetización significa que cuando trazamos los resultados en escala magnética, escala de momento frente al juego de campo magnético, lo que observará es que hay un poco de histéresis que aparece en este punto. Por lo tanto, aquí es donde pasamos la mayor parte del tiempo para filtrar en última instancia los parámetros de CR y RM diferentes tipos de suelos. Estudiamos alrededor de 42 tipos de suelos con diferente metodología y salimos con estos resultados. Y para mí, esta área de la curva de histéresis que se está acercando por RM y AH se ha convertido en muy importante Así, nosotros llamamos esto como AH, el área dentro del curve.Así, estoy seguro de que usted debe darse cuenta de que estas son las filosofías que se han utilizado para derivar algo que estaba en nuestra mente. Normalmente dependiendo del tipo de magnetómetro de muestra vibratorio que usted está usando, wenormally va de-3 tesla a 3 tesla, que es una cantidad decente de campo magnético en la temperature.Así, una vez que este tipo de relación es conocido, usted puede hacer muchas cosas con it.I no voy a cubrir la discusión completa que está disponible en la tesis de Susha Lakshmi.

Video 2: Métodos de medición de propiedades magnéticas Sólo una manera rápida de analizar los resultados. El área de la curva de histéresis se ha relacionado con el coeficiente dieléctrico de los minerales.Así que, una vez que usted ha magnetizado y demagnetizado el suelo, se puede enlazar con el valor K y una vez que usted conoce el valor K, puedo vincularlo con la theta que es el contenido de humedad volumétrica del soil.I le dirá cómo se hace. Así que esta es la premisa básica de nuestra investigación. Esa área en sí puede ser demarcada en tres segmentos.Alright.less than punto 3, .3 a 5, y luego más de cinco. es sólo el trabajo conceptual que hicimos. Y entonces salimos con la relación que la constante dieléctrica es una función del área de la histéresis. Área de la histéresis se convierte en un parámetro de número, que contiene toda la información sobre los geomateriales. Y lo que hemos hecho es que hemos ido una etapa por delante y hemos relacionado este valor K con el contenido de humedad volumétrica. Donde ka del experimento que es la constante dieléctrica a granel de la muestra del suelo. Y entonces el tipo de minerales que son predominantes en la masa del suelo se han vinculado juntos. Es una filosofía muy interesante que usted Las investigaciones sobre las características magnéticas del suelo y su influencia en la dielectricresponse.Un trabajo muy fundamental que fue hecho por mi estudiante Applied Clay science en 2018.La filosofía es así que el contenido de humedad volumétrica tiene dos componentes, uno es la porosidad y otro es la saturación o el contenido de humedad que está presente en la densidad seca forma.Así, eso significa, el contenido de humedad volumétrica podría ser de la mayor parte y los minerales y cuando hablamos de la mayor parte, aquí es donde la estructura de poro se pone en construcción en él fine.Así, Este fue el proceso de pensamiento que tuvimos y para mostrarles lo que en última instancia nos didis utilizamos este tipo de equipos que están disponibles en nuestro laboratorio.Esto es lo que se conoce como una sonda TDR, que usted ya ha discutido en la clase que cómo las sondas TDR se utilizan para obtener las formas de onda TDR y estas formas de onda TDR se analizan para obtener la constante dieléctrica de los geomateriales. Ahora si estoy midiendo el contenido de humedad y si sé el valor de TDR, constanti dieléctrico puede corelacionar los dos y puedo ver para una constante dieléctrica dada, cuánto el contenido de humedad del suelo sería. Ahora, este es un típico analizador de capacitancia, que se conoce como un dispositivo Decagon. insertados en la masa del suelo y luego usted puede obtener los valores capacitivos asociados con la masa de soilmasa y los valores de capacidad en su mayoría el agente dieléctrico. Por lo tanto, estas son las 2 técnicas que queríamos comparar, y queríamos ver cuál es usted sabe que tiene el borde superior en comparación con el otro. Por cierto estas técnicas también han sido utilizados por nosotros en el monitoreo de la salud de los vertederos. Así, uno de mis estudiantes Dr. Agnes ha trabajado y particularmente Dr. Patil estos 2 tienen el análisis de DDR y capacitancia de los vertederos en vivo y para escanear de arriba a abajo de los vertederos, usted sabe, cuál es el Y ahora, estamos tratando de trabajar en los modelos para definir el estado de descomposición y degradación de los residuos sólidos municipales durante un período de tiempo.Así, estas son técnicas interesantes que la gente está tratando de utilizar en el contexto de hoy. Estas son algunas relaciones interesantes, que se utilizan para esto es lo que se conoce como la ecuación de topp, estas relaciones se pueden utilizar para diversos fines, esta ecuación se conoce como la ecuación de topp a PP superior y lo que muestra es que la dielectricconstante de una masa de suelo es una función de la humedad volumétrica. el contenido de humedad volumétrica calculado y esto es incluso como la W, que es el contenido de humedad gravimétrica multiplicado por gamma d sobre gamma w. Hay otra forma de escritura theta C valor que es igual a la porosidad de la masa del suelo multiplicada por saturación.Creo que usted puede darse cuenta de que la obtención de theta C es bastante complicado, porque hay noway usted puede estimar la saturación bajo condiciones in-situ. Porosidad, en sí es una gran pregunta. Así, voy a estar hablando de cómo la porosidad de los suelos se determina. Y así, de verdad hablando en muestras de laboratorio, por supuesto, usted puede tratar de conseguir la porosidad y saturación que ese ser es una tarea bastante tediosa, si no inexacta. Conseguir el contenido de humedad gravimétrica es fácil.Usted puede tomar la muestra fuera del campo, llevarla al laboratorio, obtener el contenido de humedad multiplicado por su gamma d y que le da el contenido de humedad volumétrica. "Profesor-conversación de estudiante comienza" Sir, tan pronto como nos gusta estudiar que como SWCCcurves estaba pensando en esa determinación de contenido de agua gravimétrica con eso en el método seco del horno. Eso no es correcto, porque no podemos nunca deshacerse de todo el contenido de humedad del suelo. Debido a cualquier succión que aplicamos, siempre habrá contenido de agua restante. Y con estas nuevas técnicas, las técnicas contemporáneas, la primero que hemos utilizado, así que podemos obtener ese valor exacto, como el contenido de humedad real, porque en las arcillas, nómades cuánto se mantiene sobre el secado, tan pronto como la succión está allí, usted no puede obtener el valor real del contenido de agua.Debido a que es un método rápido en nuestro laboratorio también he visto. Usted sólo tiene rayos electromagnéticos y es darle el valor correcto. Por lo tanto, la respuesta a su pregunta es la respuesta más simple a su pregunta es por favor leer este documento donde hemos explicado todos nuestros sentimientos, y muchas emociones también, que lo que se debe hacer y lo que no debe hacerse y a menos que usted lea este documento, estoy seguro de que no entiende cuáles son las dificultades asociadas con la determinación de la humedad content.Así, lo que dije es que antes este parámetro no se tomó muy en serio.Pero ahora, si usted lee la historia del desarrollo de como SWCC usted se dará cuenta de que es SWCC también se utiliza para diferenciar entre los tipos de humedad que están presentes en la masa de aceite. "La conversación del profesor-estudiante termina" Así, cuando se habla de los tipos de humedad que están presentes en la masa del suelo, la determinación de la precisión es muy importante. Por lo tanto, volviendo a su pregunta que para el método de secado del horno SWCC no va a ayudar a usted tiene razón, pero entonces cuál es la salida. Este es un derecho de pregunta. Usted puede utilizar algunas de estas técnicas como el infrarrojo y todo lo que puede ser de alguna ayuda. Y recuerde, cuando usted vaya a través de este documento se dará cuenta de que la materia orgánica que está presente en el suelo juega un papel muy grande que usted conoce el papel crítico cuando se calienta el soil.Así, el método de horno de determinación de la humedad gravimétrica no parece ser un muy precoemethod, particularmente para los suelos que son orgánicos en la naturaleza. Sí, porque los suelos se desintegrarían, los suelos se quemarían, o los suelos que están contaminados con órgano con, digamos, materia orgánica, o materia orgánica volátil. Así que esto es un gran problema. Creo que mi sugerencia es, siempre que usted Por lo tanto, lo que estoy tratando de mostrar aquí es que incluso el cálculo del contenido de humedad volumétrica no es una tarea tan simple, porque la porosidad tiene que ser determinada. Y voy a discutir acerca de usted sabe, las metodologías es que pueden ser empleados para la determinación de la porosidad por separado.Más temprano también había enfatizado en la determinación de la porosidad para recordar cuando estábamos hablando del transporte de contaminantes, y la respuesta electromagnética de los geomateriales, cómo la corriente pasa a través del material, cómo el calor migra a través del geomaterial es todo donde tenemos que hablar de la porosidad de los geomateriales. A veces la gente utiliza el modelo de mezcla de TP, estas son las varias fases de los soilsque se toman en cuenta mientras se habla de su constante.Así, el modelo de mezcla de TP es conocido como el modelo de mezcla de múltiples fases. Y de lo que habla es, hay una relación como esta que se utiliza para un sistema de dos fases. Eta es la porosidad del Sr geomaterial es la saturación, grado de saturación, Mis el porcentaje del contenido mineral. Por lo tanto, lo que tienes que hacer es que tienes que obtener resultados XRD y usando algún software que normalmente se conoce como experto puntuación alta hay que averiguar cuál es el porcentaje de un mineral que está presente en la masa del suelo. Esto es lo que se conoce como análisis cuantitativo. Por lo que, una vez que usted sabe que la M1 y M2 corresponde a dos tipos de minerales que son presentin el suelo, KM es la constante dieléctrica de estos minerales y KPF es que Por lo que es una filosofía muy interesante entender la ecuación de la forma en que se ha desarrollado. En verdad, esto es constante dieléctrica de la fase mineralógica uno multiplicado por su fracción más constante dieléctrica de la fase 2 multiplicada su fracción y 1-porosidad le dará el contenido sólido, correcto y la porosidad multiplicada por la saturación y una menos saturación le dará el contenido de fluido del poro. Así que KPF1 es el fluido de poro 1 un KPF2 es el fluido de poro 2.Y los 2 tipos de fluidos de poro normalmente nosotros aire y agua. Ahora, supongamos si pongo la saturación igual a uno, completamente saturado soil.Así, ¿Qué va a pasar?.El segundo componente se desvanece, porque esto se convierte en 0, material.totalmente saturado. Por lo tanto, esto pasa a ser el agua fluida del poro, esto es aire y luego tenemos 1-porosidad en fracciones mineralógicas multiplicadas por el agente dieléctrico. Así, este tipo de modelos se están utilizando y la gente ha sido exitosa. Ahora, la pregunta más grande sería suponer si alguien quiere extender este modelo a un sistema de tres fases o digamos un sistema multi-fase de geomaterial como hidratos, hidratos de gas. Entonces esto se vuelve realmente muy complicado, porque el término de saturación en sí se comportaría dos componentes tres componentes a veces Así, esto podría ser la saturación del agua, esto podría ser la saturación del hidrato, esto podría ser el gas saturation.Así, ahora estamos trabajando en este modelo, cómo utilizar el modelo de mezcla de TP y extendit a un sistema de varias fases donde usted tiene varios minerales que tiene varios tipos de descarga, que están presentes en el sistema. Y este es un área de investigación muy contemporánea en la que me gustaría trabajar para another5, 6 años. Va a ser bastante complicado, pero el análisis muy interesante puede ser desarrollado, que le va a decir bajo condiciones in-situ, lo que existe en los sedimentos, cualquier tipo de alteración clara, mineralógica, física, química, bacteriológica puede ser detectado usando sondas lo que voy a hacer es simplemente medir la constante dieléctrica. Y entonces relacionarlo con las fases de los materiales que están presentes en el sistema. Ahora, esto es lo que podríamos lograr en el ámbito de la caracterización magnética de los soiles.Así, todavía hay mucho que hacer. Nuestra comprensión es muy limitada, pero he cubierto intencionalmente este tema en la clase es que aquí es donde la investigación tiene que ser hecha. Y imaginar, como he dicho, los procesos que están ocurriendo en los geomateriales puede ser onlydescifrado o representado o capturado mediante el uso de estas técnicas. No hay otra técnica.