UV-Synthesized Polyacrylamide-Based Polymer Sensor for Measuring Soil–Water Characteristic Curves in Unsaturated Soils

2026

Толық мәтін Ашық қол жеткізу: Gold Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.3390/polym18141692
Деректер сенімділігі 70 орташа
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

This study presents the development and evaluation of a hydrogel-based superabsorbent polymer sensor (HSPS) for measuring soil suction and establishing the soil-water characteristic curve (SWCC) of unsaturated soils. Polyacrylamide (PAM) hydrogels were synthesized via UV-induced free radical polymerization using acrylamide with varying crosslinking degrees. The polymers were characterized through FT-IR and TGA analyses, confirming successful synthesis and high thermal stability. Swelling, water retention, and kinetic behavior were systematically investigated. Results indicated that lower crosslinking density significantly enhanced swelling capacity, reaching up to 3000% in distilled water, while saline environments reduced absorption due to ionic screening effects. Swelling kinetics followed anomalous (non-Fickian) diffusion behavior and were well described by the pseudo-second-order Schott model. The synthesized polymers were integrated into a modified high-sensitivity pressure sensor operating on the osmotic principle to measure matric suction. The system was validated using natural soil. Among the tested formulations, the HSPS-3 demonstrated the most reliable suction measurements, reaching values up to approximately 1 MPa without significant temperature sensitivity. The resulting SWCC exhibited bimodal characteristics consistent with the soil's dual pore structure. The proposed method provides a cost-effective, simple, and efficient alternative for suction measurement, expanding the practical range of SWCC determination in unsaturated soil mechanics.