Experimental evidence and theoretical analysis of anomalous diffusion during water infiltration in porous building materials
Notice bibliographique
Résumé
The infiltration of liquid and the propagation of the moisture front in non-saturated porous media are generally described by a diffusion equation that predicts a scaling law of the type x /( t ) 1/2 in one dimension. This model, generally referred to as the theory of unsaturated flow, was systematically applied to account for water movements in porous building materials. In this paper, two sets of nuclear magnetic resonance (NMR) one-dimensional water absorption profiles, respectively measured in a fired-clay brick and a limestone specimen, are re-examined according to this model. The reinterpretation of the NMR absorption data provides evidence that the infiltration front does not propagate as t 1/2 neither in brick nor in limestone, i.e. the absorption process does not conform to the predictions of the unsaturated flow theory in these materials. A new theoretical model for infiltration, based on the assumption of a non-Fickian diffusion mechanism, is thus introduced. The water transfer in partially saturated materials is assumed to follow the general nonlinear diffusion equation (∂θ/∂ t )-(∂/∂ x )[ D (θ)(∂θ/∂ x ) n ] = 0, with n real. For one-dimensional infiltration, the water content θ can be expressed in terms of the single variable ϕ* = xt -α , with α = 1/( n + 1) and the cumulative water infiltration I is given at any time by I = ∫ θ 0 θ 1 x dθ = t α ∫ θ 0 θ 1 ϕ* dθ = S * t α . The NMR absorption data are shown to be compatible with a non-Fickian diffusion process scaling as t 0.58 in brick and as t 0.61 in the limestone specimen. The application of the new anomalous diffusion model to brick indicates that the previous t 1/2 relation may underestimate the volume of absorbed water by about 30% after only 100 hours. This result has particular relevance for evaluating the durability of building structures.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».