Děkujeme, že jste navštívili Nature.com. Verze prohlížeče, kterou používáte, má omezenou podporu pro CSS. Abyste dosáhli co nejlepšího zážitku, doporučujeme vám používat aktualizovaný prohlížeč (nebo vypnout režim kompatibility v Internet Exploreru). Abychom zajistili nepřetržitou podporu, budeme web mezitím zobrazovat bez stylů a JavaScriptu.
Vezmeme-li jako výzkumný objekt železniční svah Sui-Chongqing, odpor půdy, elektrochemii půdy (korozní potenciál, redoxní potenciál, potenciální gradient a pH), půdní anionty (celkové rozpustné soli, Cl-, SO42- a) a půdní výživu. (Vlhkost, organická hmota, celkový dusík, alkalicky hydrolyzovaný dusík vyhodnoceny, dostupný fosfor, komplexní ukazatele s dalšími faktory stupně koroze). největší vliv na korozi svahové ochranné sítě má voda, následuje obsah aniontů. Na korozi svahové ochranné sítě má mírný vliv celková rozpustná sůl, na korozi svahové ochranné sítě má mírný vliv bludný proud. Komplexně byl vyhodnocen stupeň koroze půdních vzorků, koroze na horním svahu byla mírná a koroze na středních a spodních svazích byla výrazně silná. V půdě byla výrazně dostupná organická hmota, korodující potenciál dusíku a draslíku. koreluje s anionty. Distribuce půdních živin nepřímo souvisí s typem svahu.
Při stavbě železnic, dálnic a zařízení na ochranu vody jsou horské otvory často nevyhnutelné.Vzhledem k horám na jihozápadě vyžaduje čínská železniční stavba velké množství výkopů v horách. Ničí původní půdu a vegetaci, vytváří obnažené skalnaté svahy. Tato situace vede k sesuvům půdy a půdní erozi, což ohrožuje bezpečnost železniční dopravy, zejména po špatné železniční dopravě250 sesuvy na silnicích,2květen0 sesuvy půdy,1chu8 .Sesuvy půdy se staly široce rozšířenou a vážnou katastrofou zemětřesení1.Při hodnocení 4 243 kilometrů hlavních hlavních silnic v provincii Sichuan v roce 2008 došlo k 1 736 vážným zemětřesením v podloží silnic a opěrných zdech svahů, což představuje 39,76 % z celkové délky hodnocení. Přímé ekonomické ztráty způsobené poškozením silnic přesáhly 58 miliard juanů za 2,3 roky. zemětřesení) a to i 40-50 let (zemětřesení Kanto v Japonsku)4,5.Hlavním faktorem ovlivňujícím nebezpečí zemětřesení je gradient6,7.Proto je nutné udržovat sklon vozovky a posilovat její stabilitu.Rostliny hrají nezastupitelnou roli při ochraně svahů a ekologické obnově krajiny8.Ve srovnání s běžnými půdními svahy, draslíkem, skalními svahy neobsahují organické látky, dusíkaté, fosforové, neobsahují organické hmoty půdní prostředí nezbytné pro růst vegetace.Vlivem faktorů, jako je velký svah a dešťová eroze, se půda na svahu snadno ztrácí.Prostředí na svahu je drsné, postrádá potřebné podmínky pro růst rostlin a půda ve svahu postrádá podpůrnou stabilitu9.Postřik svahu základním materiálem k pokrytí půdy pro ochranu svahu je v mé zemi běžně používaná technologie ekologické obnovy svahů. Umělá půda používaná pro postřik se skládá z drceného kamene, lepidla na vodu, hnojiva portremon, půda z portské půdy , organické lepidlo a asfaltový emulgátor) v určitém poměru. Technický postup je: nejprve položte ostnatý drát na skálu, poté ostnatý drát připevněte nýty a kotevními šrouby a nakonec pomocí speciálního rozprašovače nastříkejte na svah umělou zeminu obsahující semena. Nejčastěji se používá kovová síť ve tvaru diamantu 14#, která je plně pozinkovaná, se standardem pletiva o průměru 5 cm × 2 mm na šířce ok 2 mm a odolnou kovovou desku. .Kovové pletivo bude v půdě korodovat, protože půda samotná je elektrolyt a stupeň koroze závisí na vlastnostech půdy. Vyhodnocení faktorů koroze půdy má velký význam pro hodnocení eroze kovové sítě vyvolané půdou a eliminaci nebezpečí sesuvu půdy.
Předpokládá se, že kořeny rostlin hrají klíčovou roli při stabilizaci svahů a kontrole eroze10,11,12,13,14. Ke stabilizaci svahů proti mělkým sesuvům lze použít vegetaci, protože kořeny rostlin mohou fixovat půdu, aby se zabránilo sesuvům půdy15,16,17.Dřevitá vegetace, zejména stromy, pomáhá předcházet mělkým sesuvům půdy, které se tvoří ve vertikálních kořenových systémech, které se tvoří ve svislé a pevné ochranné struktuře půdy. vývoj vzorů kořenové architektury je řízen geny a půdní prostředí hraje v těchto procesech rozhodující roli. Koroze kovů se mění s půdním prostředím20. Stupeň koroze kovů v půdě se může pohybovat od poměrně rychlého rozpouštění až po zanedbatelný dopad21. Umělá půda se velmi liší od skutečné „půdy“. Vznik přirozených půd je výsledkem interakcí mezi vnějším prostředím2,24 miliony rostlinných organismů za deset2,2 milionů rostlinných forem. stabilní kořenový systém a ekosystém, zda kovové pletivo v kombinaci se skalním svahem a umělou půdou může bezpečně fungovat, přímo souvisí s rozvojem přírodní ekonomiky, bezpečností života a zlepšováním ekologického prostředí.
Koroze kovů však může vést k obrovským ztrátám. Podle průzkumu provedeného v Číně na počátku 80. let 20. století na chemických strojích a dalších průmyslových odvětvích tvořily ztráty způsobené korozí kovů 4 % celkové výstupní hodnoty. Proto je velmi důležité studovat mechanismus koroze a přijmout ochranná opatření pro ekonomickou výstavbu. Půda je složitý systém plynů, kapalin, kapalin, pevných látek a mikroorganismů, koroze mohou také způsobit současné koroze. .Proto je důležité předcházet korozi kovů uložených v půdě. V současnosti se výzkum koroze kovů v zemi zaměřuje především na (1) faktory ovlivňující korozi kovů v zemi25;(2) metody ochrany kovů26,27;(3) metody posuzování stupně koroze kovu28;Koroze v různých prostředích.Všechny půdy ve studii však byly přirozené a prošly dostatečnými půdotvornými procesy.Neexistuje však žádná zpráva o umělé půdní erozi železničních skalních svahů.
Ve srovnání s jinými korozivními médii má umělá půda vlastnosti nelikvidity, heterogenity, sezónnosti a regionality. Koroze kovů v umělých půdách je způsobena elektrochemickými interakcemi mezi kovy a umělými půdami. Kromě vrozených faktorů závisí rychlost koroze kovů také na okolním prostředí. Korozi kovů ovlivňuje různé faktory jednotlivě nebo v kombinaci, jako je obsah vlhkosti, obsah solí, obsah kyslíku v půdě a celkový obsah solí3 a iontů30 .
Za 30 let praxe byla otázka, jak trvale zachovat umělé půdy na skalnatých svazích problémem33. Na některých svazích po 10 letech ruční péče kvůli erozi půdy nemohou růst keře nebo stromy. Nečistoty na povrchu kovové sítě byly na některých místech smyty. Vlivem koroze popraskaly některé kovové sítě a ztratily veškerou koroze železničního podloží nad a pod nimi. mřížky, koroze bludných proudů generovaná lehkými kolejnicemi a koroze železničních mostů34,35, kolejí a dalšího vybavení vozidel36.Neexistují žádné zprávy o korozi kovové sítě ochrany železničního svahu. Tento dokument studuje fyzikální, chemické a elektrochemické vlastnosti umělých zemin na jihozápadním skalním svahu železnice Suiyu, s cílem předvídat korozi kovů posouzením vlastností půdy a poskytnout teoretický a praktický základ umělé obnovy půdy a poskytnout teoretický a praktický základ.
Zkušební místo se nachází v kopcovité oblasti S'-čchuan (30°32′N, 105°32′E) poblíž železniční stanice Suining. Oblast se nachází uprostřed S'-čchuanské pánve s nízkými horami a kopci, s jednoduchou geologickou stavbou a plochým terénem. Eroze, řezání a akumulace vody vytváří erodované skalní a fialové skály, převážně pískovcové a mulovité krajiny. , a skála je kvádrová struktura. Studovaná oblast má subtropické vlhké monzunové klima se sezónními charakteristikami časného jara, horkého léta, krátkého podzimu a pozdní zimy. Srážky jsou bohaté, zdroje světla a tepla bohaté, období bez mrazu je dlouhé (průměrně 285 dní), podnebí je mírné, průměrná roční teplota je 17,4°C, nejvyšší průměrná teplota je 27°C, nejvyšší průměrná teplota je 2°C. 39,3 °C. Nejchladnějším měsícem je leden (průměrná teplota je 6,5 °C), extrémní minimální teplota je -3,8 °C a roční průměrné srážky jsou 920 mm, převážně v červenci a srpnu. Srážky na jaře, v létě, na podzim a v zimě se velmi liší.Podíl srážek v každém ročním období je 19–21 %, 51–54 %, 22–24 % a 4–5 %.
Výzkumné místo má sklon asi 45° na svahu železnice Yu-Sui postavené v roce 2003. V dubnu 2012 směřovalo na jih do 1 km od železniční stanice Suining.Jako kontrola byl použit přirozený svah. Ekologická obnova svahu využívá technologii zahraničního postřiku půdy pro ekologickou obnovu. Podle výšky svahu železniční strany lze svah rozdělit na svah, střední sklon a svah (obr. 2). Vzhledem k tomu, že tloušťka svahu umělé půdy je asi 10 cm, abychom zabránili znečištění povrchu kovem na korozní produkty, používáme zeminu pouze 0-velké korozní produkty. Pro každou polohu svahu byly nastaveny čtyři replikáty, s 15–20 náhodnými odběrovými body na replikát. Každý replikát je směsí 15–20 náhodně určených z bodů vzorkování linie ve tvaru S. Jeho čerstvá hmotnost je asi 500 gramů. Vzorky přineste zpět do laboratoře v polyetylenových sáčcích se zipem ke zpracování. Půda se přirozeně vysuší vzduchem, štěrkem a štěrkem se vyberou zbytky zvířat a rostlin. sh, nylonové síto 100 mesh kromě hrubých částic.
Odpor půdy byl měřen testerem zemního odporu VICTOR4106 vyrobeným společností Shengli Instrument Company;odpor půdy byl měřen na poli;vlhkost půdy byla měřena metodou sušení. Přenosný digitální přístroj mv/pH DMP-2 se vyznačuje vysokou vstupní impedancí pro měření korozního potenciálu půdy. Potenciální gradient a redox potenciál byly stanoveny přenosným digitálním mv/pH DMP-2, celková rozpustná sůl v půdě byla stanovena metodou sušení zbytků, obsah chloridových iontů v půdě byl stanoven metodou titrace AgNO3 TA metodou titrace půdou (Mohr metoda titrace půdního indikátoru metodou dvojitého uhlíku), indikátor půdní titrace metodou washohr. ate a hydrogenuhličitan, metoda oxidace dvojchromanu draselného ke stanovení organické hmoty v půdě, metoda difúze alkalických roztoků ke stanovení dusíku alkalické hydrolýzy v půdě, digesce H2SO4-HClO4 Mo-Sb kolorimetrická metoda Celkový fosfor v půdě a obsah dostupného fosforu v půdě byly stanoveny metodou Olsen (0,05 mol/L NaHCO3 v půdě byl stanoven obsah hydroxidu draselného jako extrakční činidlo.
Experimentální data byla zpočátku systematizována. SPSS Statistics 20 byla použita k provedení analýzy průměru, standardní odchylky, jednosměrné ANOVA a lidské korelační analýzy.
Tabulka 1 uvádí elektromechanické vlastnosti, anionty a živiny půd s různými sklony. Korozní potenciál, odpor půdy a potenciálový gradient východ-západ různých sklonů byly všechny významné (P < 0,05). Redoxní potenciály sjezdu, středního svahu a přirozeného sklonu byly významné (P < 0,05). Potenciální gradient kolmý ke kolejnici, sklon svahu, hodnota pH svahu směrem k severu. byl v pořadí sestup>do kopce>střední svah>přirozený svah. Celková rozpustná sůl, přirozený sklon byl výrazně vyšší než sklon železnice (P < 0,05). Celkový obsah rozpustných solí v půdě železničního svahu třetího stupně je nad 500 mg/kg a celková rozpustná sůl má mírný vliv na korozi kovů. Obsah organických látek v půdě < byl nejvyšší v přirozeném svahu a P byl nejvyšší ve středním svahu a nejnižší celkový obsah dusíku byl ve středním svahu.005 nejnižší ve stoupání;obsah využitelného dusíku byl nejvyšší na sestupném a středním svahu a nejnižší v přirozeném svahu;celkový obsah dusíku ve stoupání a klesání železnice byl nižší, ale obsah využitelného dusíku byl vyšší. To naznačuje, že rychlost mineralizace organického dusíku ve svahu i ve svahu je rychlá. Dostupný obsah draslíku je stejný jako dostupný fosfor.
Půdní odpor je index udávající elektrickou vodivost a základní parametr pro posuzování koroze půdy. Mezi faktory ovlivňující odpor půdy patří obsah vlhkosti, celkový obsah rozpustných solí, pH, textura půdy, teplota, obsah organických látek, teplota půdy a těsnost. Obecně řečeno, půdy s nízkým odporem jsou korozívnější a naopak. Použití odporu k posouzení korozívnosti půdy běžně používané v jednotlivých zemích je 3 stupněm hodnocení. 7,38.
Podle výsledků testů a norem v mé zemi (tabulka 1), pokud je korozivnost půdy hodnocena pouze podle odporu půdy, je půda na svahu vysoce korozivní;půda na svahu je středně korozivní;Korozivita půdy na středním svahu a přirozeném svahu je relativně nízká slabá.
Odolnost půdy svahu ve svahu je výrazně nižší než u ostatních částí svahu, což může být způsobeno dešťovou erozí. Ornice na svahu stéká s vodou do středního svahu, takže ochranná kovová síť svahu je blízko ornice. Některá kovová pletiva byla odkryta a dokonce zavěšena ve vzduchu (obrázek 1). Odpor půdy byl měřen na místě.rozteč pilot byla 3 m;hloubka zarážení piloty byla nižší než 15 cm. Holá kovová síť a odlupující se rez mohou rušit výsledky měření. Proto je nespolehlivé hodnotit korozivnost půdy pouze indexem odporu půdy. Při komplexním hodnocení koroze se neuvažuje odpor půdy ve svahu.
Vzhledem k vysoké relativní vlhkosti způsobuje trvale vlhký vzduch v oblasti S'-čchuanu, že kovové pletivo vystavené vzduchu koroduje vážněji než kovové pletivo uložené v půdě39. Vystavení pletiva vzduchu může mít za následek snížení životnosti, což může destabilizovat půdu ve svahu. Ztráta půdy může rostlinám, zejména dřevinám, ztížit růst kořenového systému. růst rostlin může zároveň zlepšit kvalitu půdy a zvýšit obsah humusu v půdě, který dokáže nejen zadržovat vodu, ale také poskytuje dobré prostředí pro růst a rozmnožování živočichů a rostlin, čímž se snižuje ztráta půdy. Proto by se v rané fázi výstavby mělo vysévat více dřevnatých semen na svah a průběžně přidávat vodu zadržující prostředek a zakrývat ho ochranným filmem pro ochranu před dešťovou erozí půdy.
Korozní potenciál je důležitým faktorem ovlivňujícím korozi ochranné sítě svahu na tříúrovňovém svahu a má největší dopad na svah do kopce (Tabulka 2). Za normálních podmínek se korozní potenciál v daném prostředí příliš nemění. Znatelnou změnu mohou způsobit bludné proudy. Bludné proudy se vztahují k proudům 40, 41, 42, které prosakují veřejná doprava dopravním systémem vozový systém vozovky s vozovkou. dosáhla rozsáhlé elektrifikace a nelze ignorovat korozi pohřbených kovů způsobenou únikem stejnosměrného proudu z elektrifikovaných železnic.V současné době lze gradient půdního potenciálu použít k určení, zda půda obsahuje poruchy bludných proudů.Když je potenciální gradient povrchové půdy nižší než 0,5 mv/m, bludný proud je nízký;když je gradient potenciálu v rozsahu 0,5 mv/m až 5,0 mv/m, bludný proud je mírný;když je gradient potenciálu větší než 5,0 mv/m, úroveň bludného proudu je vysoká. Plovoucí rozsah gradientu potenciálu (EW) středního svahu, stoupání a klesání je znázorněn na obrázku 3. Pokud jde o plovoucí rozsah, existují mírné bludné proudy ve východozápadním a severojižním směru kovu. -sklon a sestup, zejména na středním svahu.
Obecně platí, že půdní redoxní potenciál (Eh) nad 400 mV ukazuje na oxidační schopnost, nad 0-200 mV je střední redukční schopnost a pod 0 mV je velká redukční schopnost. Čím nižší je půdní redoxní potenciál, tím větší je korozní schopnost půdních mikroorganismů na kovy44. Je možné předpovědět trend půdní mikrobiální koroze ze tří redoxních potenciálů, které byly zjištěny mv, než je redoxní potenciál55. úroveň koroze byla velmi malá. Ukazuje, že stav půdní ventilace svahových pozemků je dobrý, což neprospívá korozi anaerobních mikroorganismů v půdě.
Předchozí studie zjistily, že vliv pH půdy na erozi půdy je zřejmý. S kolísáním hodnoty pH je výrazně ovlivněna rychlost koroze kovových materiálů. pH půdy úzce souvisí s oblastí a mikroorganismy v půdě45,46,47. Obecně lze říci, že vliv pH půdy na korozi kovových materiálů v mírně alkalické půdě není zřejmý. Půdy jsou alkalické u všech tří železničních svahů.
Jak je vidět z tabulky 3, korelační analýza ukazuje, že redox potenciál a poloha sklonu jsou významně pozitivně korelovány (R2 = 0,858), korozní potenciál a potenciálový gradient (SN) významně pozitivně korelují (R2 = 0,755) a redoxní potenciál a potenciálový gradient (SN) jsou významně pozitivně korelovány (R2 = 0).Mezi potenciálem a pH byla signifikantně negativní korelace (R2 = -0,724). Pozice svahu významně pozitivně korelovala s redoxním potenciálem. To ukazuje, že existují rozdíly v mikroprostředí různých poloh svahu a půdní mikroorganismy úzce souvisí s redoxním potenciálem48, 49, 50. Redoxní potenciál byl vždy významně negativně korelován s hodnotami pH Eh a synchronně nekoreloval s pH půdy.5 ox proces, ale měl negativní lineární vztah. Korozní potenciál kovu může představovat relativní schopnost získávat a ztrácet elektrony. Přestože korozní potenciál významně pozitivně koreloval s potenciálovým gradientem (SN), potenciálový gradient může být způsoben snadnou ztrátou elektronů kovem.
Celkový obsah rozpustných solí v půdě úzce souvisí s žíravostí půdy. Obecně lze říci, že čím vyšší je salinita půdy, tím nižší je odpor půdy, čímž se zvyšuje odolnost půdy. V půdních elektrolytech jsou nejen anionty a různé rozsahy, ale také korozní vlivy hlavně uhličitany, chloridy a sírany. Kromě toho celkový obsah rozpustných solí v půdě nepřímo ovlivňuje korozi a korozi v půdě prostřednictvím vlivu elektrody na rozpustnost jiných potenciálů5.
Většina rozpustných solí disociovaných iontů v půdě se přímo nepodílí na elektrochemických reakcích, ale ovlivňuje korozi kovů prostřednictvím odporu půdy. Čím vyšší je salinita půdy, tím silnější je vodivost půdy a tím silnější je eroze půdy. Obsah slanosti půdy na přirozených svazích je výrazně vyšší než na svazích železničních, což může být způsobeno skutečností, že přírodní svahy jsou bohaté na vegetaci půdy, což může vést k ochraně půdy, což může vést k půdě. základní materiál vzniklý zvětráváním hornin), ale zemina železničního svahu je složena z úlomků drceného kamene jako matrice „umělé zeminy“ a neprošla dostatečným procesem tvorby zeminy.Minerály se neuvolňují. Navíc ionty soli v hluboké půdě přírodních svahů vzlínaly kapilárním působením při povrchovém výparu a hromadily se v povrchové půdě, což mělo za následek zvýšení obsahu iontů soli v povrchové půdě. Tloušťka půdy na železničním svahu je menší než 20 cm, což má za následek neschopnost ornice doplňovat sůl z hluboké půdy.
Kladné ionty (jako K+, Na+, Ca2+, Mg2+, Al3+ atd.) mají malý vliv na korozi půdy, zatímco anionty hrají významnou roli v elektrochemickém procesu koroze a mají významný vliv na korozi kovů.Cl− může urychlit korozi anody a je nejkorozivnějším aniontem;čím vyšší je obsah Cl−, tím silnější je koroze půdy.SO42− nejen podporuje korozi oceli, ale také způsobuje korozi některých betonových materiálů54.Koroduje také železo.V sérii experimentů s kyselou půdou bylo zjištěno, že rychlost koroze je úměrná kyselosti půdy55.Chloridy a sírany jsou hlavními složkami rozpustných solí, které mohou přímo urychlit úbytek hmotnosti uhlíku v půdě, koroze téměř urychluje kavitaci kovů v alkalické oceli. přidání chloridových a síranových iontů56,57.Lee et al.zjistili, že SO42- může bránit korozi, ale podporuje rozvoj korozních důlků, které se již vytvořily58.
Podle standardu hodnocení korozivnosti půdy a výsledků testů byl obsah chloridových iontů v každém vzorku svahové půdy vyšší než 100 mg/kg, což ukazuje na silnou korozivnost půdy. Obsah síranových iontů na svazích ve svahu i ve svahu byl nad 200 mg/kg a pod 500 mg/kg a půda byla mírně zkorodovaná. Obsah síranových iontů ve středním svahu/20 kg je ve středním svahu nižší než 20 síranových iontů. obsahuje vysokou koncentraci, zúčastní se reakce a vytvoří na povrchu kovové elektrody korozní okují, čímž zpomalí korozní reakci. Jak se koncentrace zvyšuje, okují se mohou náhle zlomit, čímž se značně urychlí rychlost koroze;jak se koncentrace stále zvyšuje, koroze pokrývá povrch kovové elektrody a rychlost koroze opět vykazuje zpomalující se trend59. Studie zjistila, že množství v půdě bylo nižší, a proto mělo malý vliv na korozi.
Podle tabulky 4 korelace mezi svahovými a půdními anionty ukázala, že existuje významná pozitivní korelace mezi svahovými a chloridovými ionty (R2=0,836) a významná pozitivní korelace mezi sklonem a celkovými rozpustnými solemi (R2=0,742).
To naznačuje, že za změny celkových rozpustných solí v půdě může být odpovědný povrchový odtok a půdní eroze. Mezi celkovým množstvím rozpustných solí a chloridovými ionty byla zjištěna významná pozitivní korelace, což může být způsobeno tím, že celkové rozpustné soli jsou zásobárnou chloridových iontů a obsah celkových rozpustných solí určuje obsah chloridových iontů v půdních roztocích. Můžeme tedy vědět, že rozdíl ve sklonu ok může způsobit závažný rozdíl.
Organická hmota, celkový dusík, dostupný dusík, dostupný fosfor a dostupný draslík jsou základními živinami půdy, které ovlivňují kvalitu půdy a vstřebávání živin kořenovým systémem. Půdní živiny jsou důležitým faktorem ovlivňujícím mikroorganismy v půdě, proto stojí za to prostudovat, zda existuje korelace mezi půdními živinami a korozí kovů. Železnice Suiyu byla dokončena v roce 2003, což znamená, že umělá půda má pouze 9 let umělou organickou hmotu. je nutné dobře rozumět živinám v umělé půdě.
Výzkum ukazuje, že obsah organické hmoty je nejvyšší v přirozené svahové půdě po celém půdotvorném procesu. Obsah organické hmoty v půdě v nízkém svahu byl nejnižší. Vlivem zvětrávání a povrchového odtoku se půdní živiny budou hromadit na středním svahu a na svahu a vytvoří silnou vrstvu humusu. Avšak díky malým částicím a špatné stabilitě nízkosvahové půdy, která se mikroorganismem nalézá a rozkládá se, se organická hmota ve středním svahu snadno rozkládá. pokryvnost a diverzita byly vysoké, ale homogenita byla nízká, což může vést k nerovnoměrnému rozložení povrchových živin. Silná vrstva humusu zadržuje vodu a půdní organismy jsou aktivní. To vše urychluje rozklad organické hmoty v půdě.
Obsah alkalicky hydrolyzovaného dusíku na tratích se stoupáním, středním a klesáním byl vyšší než u přirozeného svahu, což naznačuje, že míra mineralizace organického dusíku na svahu železnice byla výrazně vyšší než na přirozeném svahu. Čím menší jsou částice, tím nestabilnější je půdní struktura, tím snazší je pro mikroorganismy rozkládat organickou hmotu ve shlucích a tím je pro mikroorganismy snazší rozkládat organickou hmotu v agregátech, a tím větší je obsah mineralizovaného dusíku16. obsah malých částicových agregátů v půdě železničních svahů byl výrazně vyšší než u přirozených svahů. Proto je třeba přijmout vhodná opatření ke zvýšení obsahu hnojiv, organických látek a dusíku v půdě železničního svahu a ke zlepšení udržitelného využití půdy. Plýtvání dostupného fosforu a dostupného draslíku způsobené povrchovým odtokem představovalo 77,27 % až 99,27 % celkové ztráty svahu železnice. půdy63,64,65.
Jak ukazuje tabulka 4, existovala signifikantně pozitivní korelace mezi polohou svahu a dostupným fosforem (R2=0,948) a korelace mezi polohou svahu a dostupným draslíkem byla stejná (R2=0,898). Ukazuje, že poloha svahu ovlivňuje obsah dostupného fosforu a dostupného draslíku v půdě.
Gradient je důležitým faktorem ovlivňujícím obsah organické hmoty v půdě a obohacení dusíkem66, a čím menší je gradient, tím vyšší je rychlost obohacení. Pro obohacení půdy živinami byla ztráta živin oslabena a vliv polohy svahu na obsah organické hmoty v půdě a celkové obohacení dusíkem nebyl zřejmý. Různé typy a počty rostlin na různých svazích mají různé dostupné organické kyseliny vylučované kořeny rostlin, v půdě jsou k dispozici prospěšné organické kyseliny, fosfát a fosfor. významná korelace mezi polohou svahu a dostupným fosforem a polohou svahu a dostupným draslíkem.
Abychom objasnili vztah mezi půdními živinami a půdní korozí, je nutné analyzovat korelaci. Jak ukazuje tabulka 5, redox potenciál významně negativně koreloval s dostupným dusíkem (R2 = -0,845) a významně pozitivně koreloval s dostupným fosforem (R2 = 0,842) a dostupným draslíkem (R2 = 0,980, což je obvykle ovlivněna redoxní kvalitou půdy a chemickými vlastnostmi). ovlivňuje řadu vlastností půdy. Je tedy důležitým faktorem při určování směru přeměny půdních živin67.Různé redoxní kvality mohou mít za následek různé stavy a dostupnost nutričních faktorů. Redoxní potenciál proto významně koreluje s dostupným dusíkem, dostupným fosforem a dostupným draslíkem.
Kromě vlastností kovu souvisí korozní potenciál také s vlastnostmi půdy. Korozní potenciál významně negativně koreloval s organickou hmotou, což naznačuje, že organická hmota měla významný vliv na korozní potenciál. Kromě toho organická hmota také významně negativně korelovala s potenciálním gradientem (SN) (R2=-0,713) a iontem síranu (R2=-0,671), což naznačuje, že obsah organické hmoty a síranový iont má také negativní vliv na pH půdy a síranový potenciál. R2 = -0,728).
Dostupný dusík významně negativně koreloval s celkovým množstvím rozpustných solí a chloridových iontů a dostupný fosfor a dostupný draslík významně pozitivně koreloval s celkovými rozpustnými solemi a chloridovými ionty. To naznačovalo, že obsah dostupných živin významně ovlivňoval množství celkových rozpustných solí a chloridových iontů v půdě a aniontů v půdě nevedly k akumulaci a dodávce dostupných živin, což významně souviselo s celkovým bikarbonakor sulfátem, což významně souviselo s celkovým bikarbonakor sulfátem, což významně souviselo s celkovým bikarbonakor sulfátem. dusík měl vliv na obsah síranů a hydrogenuhličitanu. Rostliny mají malou poptávku po síranových iontech a hydrogenuhličitanových iontech, takže většina z nich je v půdě volná nebo absorbována půdními koloidy. Bikarbonátové ionty podporují akumulaci dusíku v půdě a síranové ionty snižují dostupnost dusíku v půdě. Proto přiměřeným zvýšením obsahu dostupného dusíku a humusu v půdě je prospěšná půda.
Půda je systém s komplexním složením a vlastnostmi.Půdní korozivnost je výsledkem synergického působení mnoha faktorů.Proto se k vyhodnocení korozivnosti půdy obecně používá komplexní metoda hodnocení. S odkazem na „Kodex pro geotechnické inženýrské zkoumání“ (GB50021-94) a zkušební metody China Soil Corrosion Test Network lze stupeň koroze půdy komplexně hodnotit podle následujících norem: (1) Hodnocení je slabá koroze, pokud je pouze slabá koroze, nedochází k mírné korozi nebo silné korozi;(2) pokud nedochází k silné korozi, hodnotí se jako mírná koroze;(3) pokud existuje jedno nebo dvě místa silné koroze, hodnotí se jako silná koroze;(4) pokud jsou 3 a více míst silné koroze, hodnotí se jako silná koroze pro silnou korozi.
Podle měrného odporu půdy, redox potenciálu, obsahu vody, obsahu solí, hodnoty pH a obsahu Cl- a SO42- byly komplexně hodnoceny korozní stupně půdních vzorků na různých sklonech. Výsledky výzkumu ukazují, že půdy na všech svazích jsou vysoce korozivní.
Korozní potenciál je důležitým faktorem ovlivňujícím korozi ochranné sítě svahů. Korozní potenciály všech tří svahů jsou nižší než -200 mv, což má největší vliv na korozi kovové sítě ve svahu. Spád potenciálu lze použít k posouzení velikosti bludného proudu v půdě. Bludný proud je důležitým faktorem ovlivňujícím korozi kovové sítě na středních svazích, zejména na středních svazích, celkový obsah solí ve středních svazích. a nižší svahy byly všechny nad 500 mg/kg a korozní účinek na ochrannou síť svahu byl mírný. Obsah vody v půdě je důležitým faktorem ovlivňujícím korozi kovových sítí na středním svahu a na svahu a má větší vliv na korozi ochranných sítí svahů. Živiny jsou nejhojnější v půdě na středním svahu, což naznačuje, že zde dochází k rychlému růstu rostlin a častému mikrobiálnímu růstu.
Výzkum ukazuje, že korozní potenciál, potenciální gradient, celkový obsah rozpustných solí a obsah vody jsou hlavními faktory ovlivňujícími půdní korozi na třech svazích a půdní korozivnost je hodnocena jako silná. Koroze ochranné sítě svahu je nejzávažnější na středním svahu, což poskytuje referenci pro antikorozní návrh ochranné sítě železničního svahu. Vhodné přidání dostupného dusíku a organického hnojiva je prospěšné pro konečné stabilizaci svahu, usnadňuje růst svahu a usnadňuje růst svahů.
Jak citovat tento článek: Chen, J. et al. Účinky složení půdy a elektrochemie na korozi sítě skalních svahů podél čínské železniční trati.science.Rep.5, 14939;doi: 10.1038/srep14939 (2015).
Lin, YL & Yang, GL Dynamické charakteristiky svahů železničního podloží při buzení zemětřesením. Přírodní katastrofa.69, 219–235 (2013).
Sui Wang, J. et al. Analýza typického poškození dálnic zemětřesením v oblasti provincie Sichuan postižené zemětřesením Wenchuan[J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering.28, 1250–1260 (2009).
Weilin, Z., Zhenyu, L. & Jinsong, J. Analýza seismického poškození a protiopatření silničních mostů při zemětřesení ve Wenchuan.Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering.28, 1377–1387 (2009).
Lin, CW, Liu, SH, Lee, SY & Liu, CC Vliv zemětřesení v Chichi na sesuvy půdy vyvolané následnými srážkami v centrálním Taiwanu. Engineering Geology.86, 87–101 (2006).
Koi, T. et al. Dlouhodobé účinky sesuvů půdy vyvolaných zemětřesením na produkci sedimentů v horském povodí: oblast Tanzawa, Japonsko. geomorfologie. 101, 692–702 (2008).
Hongshuai, L., Jingshan, B. & Dedong, L. Přehled výzkumu analýzy seismické stability geotechnických svahů. Zemětřesení Engineering and Engineering Vibration.25, 164–171 (2005).
Yue Ping, Výzkum geologických rizik způsobených zemětřesením Wenchuan v Sichuanu.Journal of Engineering Geology 4, 7–12 (2008).
Ali, F. Ochrana svahů s vegetací: kořenová mechanika některých tropických rostlin.International Journal of Physical Sciences.5, 496–506 (2010).
Takyu, M., Aiba, SI & Kitayama, K. Topografické efekty na tropické nízkohorské lesy za různých geologických podmínek v Mount Kinabalu, Borneo.Plant Ecology.159, 35–49 (2002).
Stokes, A. et al. Ideální charakteristiky kořenů rostlin pro ochranu přírodních a umělých svahů před sesuvy půdy. Rostliny a půdy, 324, 1-30 (2009).
De Baets, S., Poesen, J., Gyssels, G. & Knapen, A. Účinky travních kořenů na erodovatelnost ornice během koncentrovaného proudění. Geomorfologie 76, 54–67 (2006).