Prototyping a Compact Moisture Profiling Probe for Detecting and Zoning Hidden Subsurface Waterlogging

2026

Полный текст Открытый доступ: Gold Метаданные (CSL-JSON)
DOI 10.3390/eng7050221
Достоверность данных 70 средняя
Как считается эта оценка

Складывается из проверяемых признаков самой записи: есть ли у статьи DOI, сколько независимых источников подтвердили её данные, заполнены ли обязательные поля и насколько свежо последнее подтверждение. Снижают оценку расхождения между источниками и отсутствие идентификатора. Значение от 80 означает, что запись опубликована без дополнительной проверки; от 60 до 79 — что она опубликована с пониженной достоверностью и ручная проверка желательна. Запись, выверенную редактором вручную, пересчёт не опускает ниже 90. Это оценка наших данных о статье, а не оценка самой статьи.

Аннотация

Hidden waterlogging of subsurface soils may develop without clear external signs, while still deteriorating the hydro-physical state of foundation soils. This proof-of-concept study demonstrates a compact monitoring and interpretation workflow for identifying such zones through moisture profiling and subsequent engineering interpretation using the liquidity index (IL) for cohesive soils and the saturation ratio (Sr) for non-cohesive soils. The developed prototype comprises a modular immersion probe, Arduino-based transmitter and receiver units, 433 MHz ASK wireless communication, and data logging. Using geotechnical survey data from a representative site in Astana, a baseline hydro-physical state and an intentionally constructed synthetic risk-waterlogging scenario were analyzed through vertical profiles and horizontal interpolation maps. Under the baseline state, moisture content varied mainly from about 6 to 23%, while most IL and Sr values remained within the normal zone. In the synthetic scenario, the response was much stronger in cohesive soils, where IL increased from about −0.55 to 1.8, whereas Sr in non-cohesive soils changed only slightly. The Welch’s t-test indicated significant scenario-related changes for IL (p-value of 1.095 × 10−19) but not for Sr (p-value of 0.147). The results show the methodological potential of the proposed workflow for engineeringly interpretable zoning of hidden waterlogging; however, site-specific calibration, metrological characterization, and field validation are still required before practical deployment.