Gracias por visitar Nature.com. La versión del navegador que está usando tiene soporte limitado para CSS. Para obtener la mejor experiencia, le recomendamos que use un navegador actualizado (o desactive el modo de compatibilidad en Internet Explorer). Mientras tanto, para garantizar un soporte continuo, mostraremos el sitio sin estilos ni JavaScript.
Tomando la pendiente del ferrocarril de Sui-Chongqing como objeto de investigación, la resistividad del suelo, la electroquímica del suelo (potencial de corrosión, potencial redox, gradiente de potencial y pH), los aniones del suelo (sales solubles totales, Cl-, SO42- y) y la nutrición del suelo. tiene la mayor influencia en la corrosión de la red de protección de taludes, seguida por el contenido de aniones. La sal soluble total tiene un efecto moderado sobre la corrosión de la red de protección de taludes, y la corriente vagabunda tiene un efecto moderado sobre la corrosión de la red de protección de taludes. aniones. La distribución de los nutrientes del suelo está indirectamente relacionada con el tipo de pendiente.
Cuando se construyen vías férreas, carreteras e instalaciones de conservación de agua, las aberturas de las montañas suelen ser inevitables. Debido a las montañas del sudoeste, la construcción de vías férreas en China requiere mucha excavación de la montaña. Destruye el suelo y la vegetación originales, creando laderas rocosas expuestas. desastre sísmico distribuido y grave1.En la evaluación de 2008 de 4.243 kilómetros de carreteras principales en la provincia de Sichuan, hubo 1.736 desastres sísmicos graves en lechos de carreteras y muros de contención de taludes, lo que representa el 39,76 % de la longitud total de la evaluación. Las pérdidas económicas directas por daños en las carreteras superaron los 58 000 millones de yuanes 2,3. 40-50 años (terremoto de Kanto en Japón)4,5. La pendiente es el factor principal que afecta el riesgo de terremoto6,7. Por lo tanto, es necesario mantener la pendiente de la carretera y fortalecer su estabilidad. Las plantas juegan un papel insustituible en la protección de laderas y la restauración ecológica del paisaje8.En comparación con las laderas de suelo ordinarias, las laderas rocosas no tienen la acumulación de factores de nutrientes como materia orgánica, nitrógeno, fósforo y potasio, y no tienen el ambiente de suelo necesario para el crecimiento de la vegetación. El suelo de la pendiente se pierde fácilmente. El entorno de la pendiente es duro, carece de las condiciones necesarias para el crecimiento de las plantas y el suelo de la pendiente carece de estabilidad de soporte. alambre de cama en la roca, luego fije el alambre de púas con remaches y pernos de anclaje, y finalmente rocíe suelo artificial que contiene semillas en la pendiente con un rociador especial. La malla metálica 14 # en forma de diamante que está completamente galvanizada se usa principalmente, con un estándar de malla de 5 cm × 5 cm y un diámetro de 2 mm. La malla metálica permite que la matriz del suelo forme una losa monolítica duradera en la superficie de la roca. de la corrosión depende de las características del suelo. La evaluación de los factores de corrosión del suelo es de gran importancia para evaluar la erosión de la malla metálica inducida por el suelo y eliminar los peligros de deslizamientos de tierra.
Se cree que las raíces de las plantas juegan un papel crucial en la estabilización de taludes y el control de la erosión. los genes, y el ambiente del suelo juega un papel decisivo en estos procesos. La corrosión de los metales varía con el ambiente del suelo20. El grado de corrosión de los metales en el suelo puede variar desde una disolución bastante rápida hasta un impacto insignificante21. El suelo artificial es muy diferente del “suelo” real. y el suelo artificial puede funcionar de manera segura está directamente relacionado con el desarrollo de la economía natural, la seguridad de la vida y la mejora del entorno ecológico.
Sin embargo, la corrosión de los metales puede generar grandes pérdidas. Según una encuesta realizada en China a principios de la década de 1980 sobre maquinaria química y otras industrias, las pérdidas causadas por la corrosión de los metales representaron el 4% del valor total de producción. Por lo tanto, es de gran importancia estudiar el mecanismo de corrosión y tomar medidas de protección para la construcción económica. El suelo es un sistema complejo de gases, líquidos, sólidos y microorganismos. es importante para prevenir la corrosión de metales enterrados en el suelo. En la actualidad, la investigación sobre la corrosión de metales enterrados se centra principalmente en (1) factores que afectan la corrosión de metales enterrados25;(2) métodos de protección de metales26,27;(3) métodos de evaluación del grado de corrosión del metal28;Corrosión en diferentes medios. Sin embargo, todos los suelos en estudio eran naturales y habían sufrido suficientes procesos de formación de suelo. Sin embargo, no hay informes sobre la erosión artificial del suelo en taludes de roca ferroviaria.
En comparación con otros medios corrosivos, el suelo artificial tiene las características de falta de liquidez, heterogeneidad, estacionalidad y regionalidad. La corrosión de metales en suelos artificiales es causada por interacciones electroquímicas entre metales y suelos artificiales. Además de factores innatos, la tasa de corrosión de metales también depende del entorno circundante. Una variedad de factores afectan la corrosión de metales individualmente o en combinación, como el contenido de humedad, contenido de oxígeno, contenido total de sales solubles, contenido de aniones e iones metálicos, pH, microbios del suelo30,31,32.
En 30 años de práctica, la cuestión de cómo preservar permanentemente los suelos artificiales en pendientes rocosas ha sido un problema33. Los arbustos o los árboles no pueden crecer en algunas pendientes después de 10 años de cuidado manual debido a la erosión del suelo. La suciedad de la superficie de la malla metálica se eliminó en algunos lugares. Debido a la corrosión, algunas mallas metálicas se agrietaron y perdieron toda la tierra por encima y por debajo de ellas (Figura 1). por tren ligero y corrosión de puentes ferroviarios34,35, vías y otros equipos de vehículos36. No ha habido informes de corrosión de la malla metálica de protección de taludes ferroviarios. Este documento estudia las propiedades físicas, químicas y electroquímicas de los suelos artificiales en la ladera rocosa del sudoeste del ferrocarril Suiyu, con el objetivo de predecir la corrosión del metal mediante la evaluación de las propiedades del suelo y proporcionar una base teórica y práctica para la restauración del ecosistema del suelo y la restauración artificial. Pendiente artificial.
El sitio de prueba está ubicado en el área montañosa de Sichuan (30 ° 32 'N, 105 ° 32'E) cerca de la estación de tren de Suining. El área está ubicada en el medio de la cuenca de Sichuan, con montañas y colinas bajas, con una estructura geológica simple y un terreno plano. La erosión, el corte y la acumulación de agua crean paisajes montañosos erosionados. El área de estudio presenta un clima subtropical húmedo monzónico con características estacionales de principios de primavera, verano caluroso, otoño corto e invierno tardío. Las precipitaciones son abundantes, los recursos de luz y calor son abundantes, el período libre de heladas es largo (285 días en promedio), el clima es templado, la temperatura media anual es de 17,4°C, la temperatura media del mes más cálido (agosto) es de 27,2°C y la temperatura máxima extrema es de 39,3°C. la temperatura es de 6,5°C), la temperatura mínima extrema es de -3,8°C, y la precipitación media anual es de 920 mm, concentrada principalmente en julio y agosto. La precipitación en primavera, verano, otoño e invierno es muy variable.La proporción de lluvia en cada estación del año es 19-21%, 51-54%, 22-24% y 4-5% respectivamente.
El sitio de investigación es una pendiente de aproximadamente 45° en la pendiente del Ferrocarril Yu-Sui construido en 2003. En abril de 2012, miraba hacia el sur a 1 km de la Estación de Ferrocarril Suining.La pendiente natural se usó como control. La restauración ecológica de la pendiente adopta la tecnología de rociado de suelo de topdressing extranjero para la restauración ecológica. De acuerdo con la altura de la pendiente lateral del ferrocarril, la pendiente se puede dividir en pendiente ascendente, pendiente media y pendiente descendente (Fig. 2). Dado que el espesor del suelo artificial de la pendiente cortada es de aproximadamente 10 cm, para evitar la contaminación de los productos de corrosión de la malla metálica del suelo, solo usamos una pala de acero inoxidable para tomar la superficie del suelo de 0-8 cm. Se establecieron pruebas para cada posición de pendiente, con 15-20 puntos de muestreo aleatorios por repetición. Cada repetición es una mezcla de 15-20 puntos de muestreo determinados aleatoriamente a partir de líneas en forma de S. Su peso fresco es de aproximadamente 500 gramos. Lleve las muestras al laboratorio en bolsas ziplock de polietileno para su procesamiento. -tamiz de malla de nylon excepto para las partículas gruesas.
La resistividad del suelo se midió con el probador de resistencia de puesta a tierra VICTOR4106 producido por Shengli Instrument Company;la resistividad del suelo se midió en campo;la humedad del suelo se midió mediante el método de secado. El instrumento digital portátil mv/pH DMP-2 presenta una alta impedancia de entrada para medir el potencial de corrosión del suelo. El gradiente potencial y el potencial redox se determinaron mediante el mv/pH digital portátil DMP-2, la sal soluble total en el suelo se determinó mediante el método de secado de residuos, el contenido de iones de cloruro en el suelo se determinó mediante el método de valoración AgNO3 (método Mohr), el contenido de sulfato del suelo se determinó mediante el método de valoración indirecta con EDTA, el método de valoración con indicador doble para determinar el carbonato y el bicarbonato del suelo , método de calentamiento por oxidación de dicromato de potasio para determinar la materia orgánica del suelo, método de difusión de solución alcalina para determinar el nitrógeno de hidrólisis alcalina del suelo, método colorimétrico Mo-Sb de digestión con H2SO4-HClO4 El fósforo total en el suelo y el contenido de fósforo disponible en el suelo se determinaron mediante el método de Olsen (0,05 mol/L de solución NaHCO3 como extractante), y el contenido total de potasio en el suelo se determinó mediante fotometría de llama de fusión de hidróxido de sodio.
Los datos experimentales se sistematizaron inicialmente. Se utilizó SPSS Statistics 20 para realizar análisis de media, desviación estándar, ANOVA unidireccional y correlación humana.
La Tabla 1 presenta las propiedades electromecánicas, los aniones y los nutrientes de los suelos con diferentes pendientes. El potencial de corrosión, la resistividad del suelo y el gradiente de potencial este-oeste de diferentes pendientes fueron todos significativos (P < 0,05). Los potenciales redox de pendiente baja, pendiente media y pendiente natural fueron significativos (P < 0,05). cuesta arriba>pendiente media>pendiente natural. La sal soluble total, la pendiente natural fue significativamente más alta que la pendiente del ferrocarril (P < 0,05). El contenido total de sal soluble del suelo de la pendiente del ferrocarril de tercer grado es superior a 500 mg/kg, y la sal soluble total tiene un efecto moderado sobre la corrosión del metal. El contenido de materia orgánica del suelo fue el más alto en la pendiente natural y el más bajo en la pendiente cuesta abajo (P < 0,05).el contenido de nitrógeno disponible fue mayor en la ladera baja y media, y el más bajo en la ladera natural;el contenido total de nitrógeno de la pendiente ascendente y descendente del ferrocarril fue menor, pero el contenido de nitrógeno disponible fue mayor. Esto indica que la tasa de mineralización de nitrógeno orgánico cuesta arriba y cuesta abajo es rápida. El contenido de potasio disponible es el mismo que el fósforo disponible.
La resistividad del suelo es un índice que indica la conductividad eléctrica y un parámetro básico para juzgar la corrosión del suelo. Los factores que afectan la resistividad del suelo incluyen el contenido de humedad, el contenido total de sales solubles, el pH, la textura del suelo, la temperatura, el contenido de materia orgánica, la temperatura del suelo y la estanqueidad. En términos generales, los suelos con baja resistividad son más corrosivos y viceversa. El uso de la resistividad para juzgar la corrosividad del suelo es un método comúnmente utilizado en varios países.
De acuerdo con los resultados de las pruebas y los estándares en mi país (Tabla 1), si la corrosividad del suelo solo se evalúa por la resistividad del suelo, el suelo en la pendiente ascendente es altamente corrosivo;el suelo en la pendiente cuesta abajo es moderadamente corrosivo;la corrosividad del suelo en la pendiente media y la pendiente natural es débil relativamente baja.
La resistividad del suelo de la ladera cuesta arriba es significativamente más baja que la de otras partes de la ladera, lo que puede deberse a la erosión de la lluvia. La capa superficial del suelo en la ladera ascendente fluye hacia la ladera media con el agua, por lo que la red de protección de taludes de metal de la ladera superior está cerca de la capa superficial del suelo. Algunas de las mallas metálicas quedaron expuestas e incluso suspendidas en el aire (Figura 1). La resistividad del suelo se midió en el sitio;el espaciamiento de las pilas era de 3 m;la profundidad de hincado de pilotes fue inferior a 15 cm. La malla de metal desnudo y el óxido descascarado pueden interferir con los resultados de la medición. Por lo tanto, no es confiable evaluar la corrosividad del suelo solo por el índice de resistividad del suelo. En la evaluación integral de la corrosión, no se considera la resistividad del suelo pendiente arriba.
Debido a la alta humedad relativa, el aire húmedo perenne en el área de Sichuan hace que la malla metálica expuesta al aire se corroa más seriamente que la malla metálica enterrada en el suelo. También mejore la calidad del suelo y aumente el contenido de humus en el suelo, que no solo puede retener agua, sino que también proporciona un buen ambiente para el crecimiento y la reproducción de animales y plantas, reduciendo así la pérdida de suelo. Por lo tanto, en la etapa inicial de construcción, se deben sembrar más semillas leñosas en la parte superior de la pendiente, y el agente de retención de agua debe agregarse continuamente y cubrirse con una película para protección, a fin de reducir la erosión del suelo de la parte superior por el agua de lluvia.
El potencial de corrosión es un factor importante que afecta la corrosión de la red de protección de taludes en la pendiente de tres niveles, y tiene el mayor impacto en la pendiente cuesta arriba (Tabla 2). En condiciones normales, el potencial de corrosión no cambia mucho en un entorno determinado. Las corrientes vagabundas pueden causar un cambio notable. la electrificación a escala y la corrosión de los metales enterrados causada por la fuga de corriente continua de los ferrocarriles electrificados no se pueden ignorar. Actualmente, el gradiente de potencial del suelo se puede utilizar para determinar si el suelo contiene perturbaciones de corriente parásita. Cuando el gradiente potencial de la superficie del suelo es inferior a 0,5 mv/m, la corriente parásita es baja;cuando el gradiente de potencial está en el rango de 0,5 mv/ma 5,0 mv/m, la corriente parásita es moderada;cuando el gradiente de potencial es superior a 5,0 mv/m, el nivel de corriente parásita es alto. El rango flotante del gradiente de potencial (EW) de la pendiente media, pendiente arriba y pendiente abajo se muestra en la Figura 3. En términos del rango flotante, hay corrientes parásitas moderadas en las direcciones este-oeste y norte-sur de la pendiente media. en media ladera.
En general, el potencial redox del suelo (Eh) por encima de 400 mV indica la capacidad oxidante, por encima de 0-200 mV es una capacidad reductora media y por debajo de 0 mV es una gran capacidad reductora. Cuanto menor es el potencial redox del suelo, mayor es la capacidad de corrosión de los microorganismos del suelo a los metales44. Es posible predecir la tendencia de la corrosión microbiana del suelo a partir del potencial redox. Muestra que la condición de ventilación del suelo de la pendiente es buena, lo que no conduce a la corrosión de los microorganismos anaeróbicos en el suelo.
Estudios previos han encontrado que el impacto del pH del suelo en la erosión del suelo es obvio. Con la fluctuación del valor del pH, la tasa de corrosión de los materiales metálicos se ve significativamente afectada. El pH del suelo está estrechamente relacionado con el área y los microorganismos en el suelo45,46,47. En términos generales, el efecto del pH del suelo sobre la corrosión de materiales metálicos en suelos ligeramente alcalinos no es obvio.
Como se puede ver en la Tabla 3, el análisis de correlación muestra que el potencial redox y la posición de la pendiente están significativamente correlacionados positivamente (R2 = 0.858), el potencial de corrosión y el gradiente de potencial (SN) están significativamente correlacionados positivamente (R2 = 0.755), y el potencial redox y el potencial gradiente (SN) están significativamente correlacionados positivamente (R2 = 0.755).Hubo una correlación negativa significativa entre el potencial y el pH (R2 = -0,724). La posición de la pendiente se correlacionó significativamente de forma positiva con el potencial redox. Esto muestra que existen diferencias en el microambiente de las diferentes posiciones de la pendiente, y que los microorganismos del suelo están estrechamente relacionados con el potencial redox48, 49, 50. El potencial redox se correlacionó significativamente negativamente con el pH51,52. relación lineal. El potencial de corrosión del metal puede representar la capacidad relativa de ganar y perder electrones. Aunque el potencial de corrosión se correlacionó significativamente de manera positiva con el gradiente de potencial (SN), el gradiente de potencial puede ser causado por la fácil pérdida de electrones por parte del metal.
El contenido total de sales solubles del suelo está estrechamente relacionado con la corrosividad del suelo. En términos generales, cuanto mayor es la salinidad del suelo, menor es la resistividad del suelo, lo que aumenta la resistencia del suelo. En los electrolitos del suelo, no solo los aniones y los rangos variables, sino también las influencias de la corrosión son principalmente carbonatos, cloruros y sulfatos. Además, el contenido total de sales solubles en el suelo afecta indirectamente a la corrosión a través de la influencia de otros factores, como el efecto del potencial de electrodo en los metales y la solubilidad del oxígeno del suelo53.
La mayoría de los iones disociados de sales solubles en el suelo no participan directamente en las reacciones electroquímicas, pero afectan la corrosión del metal a través de la resistividad del suelo. Cuanto mayor sea la salinidad del suelo, mayor será la conductividad del suelo y más fuerte la erosión del suelo. meteorización), pero el suelo del talud del ferrocarril está compuesto por fragmentos de piedra triturada como matriz de “suelo artificial”, y no ha sufrido un proceso suficiente de formación de suelo.Minerales no liberados. Además, los iones de sal en el suelo profundo de las pendientes naturales ascendieron a través de la acción capilar durante la evaporación superficial y se acumularon en el suelo superficial, lo que resultó en un aumento en el contenido de iones de sal en el suelo superficial. El espesor del suelo de la pendiente del ferrocarril es inferior a 20 cm, lo que da como resultado la incapacidad de la capa superior del suelo para complementar la sal del suelo profundo.
Los iones positivos (como K+, Na+, Ca2+, Mg2+, Al3+, etc.) tienen poco efecto sobre la corrosión del suelo, mientras que los aniones juegan un papel importante en el proceso electroquímico de corrosión y tienen un impacto significativo en la corrosión del metal. El Cl− puede acelerar la corrosión del ánodo y es el anión más corrosivo;cuanto mayor sea el contenido de Cl−, más fuerte será la corrosión del suelo. El SO42− no solo promueve la corrosión del acero, sino que también provoca corrosión en algunos materiales de hormigón54. También corroe el hierro. En una serie de experimentos en suelos ácidos, se descubrió que la tasa de corrosión era proporcional a la acidez del suelo55. e iones de sulfato56,57. Lee et al.encontraron que el SO42- puede dificultar la corrosión, pero promueve el desarrollo de picaduras de corrosión que ya se han formado58.
De acuerdo con el estándar de evaluación de la corrosividad del suelo y los resultados de las pruebas, el contenido de iones de cloruro en cada muestra de suelo de pendiente fue superior a 100 mg/kg, lo que indica una fuerte corrosividad del suelo. , participará en la reacción y producirá incrustaciones de corrosión en la superficie del electrodo de metal, lo que ralentizará la reacción de corrosión. A medida que aumenta la concentración, la incrustación puede romperse repentinamente, lo que acelera en gran medida la velocidad de corrosión;a medida que la concentración sigue aumentando, las incrustaciones de corrosión cubren la superficie del electrodo de metal y la velocidad de corrosión muestra una tendencia decreciente nuevamente59. El estudio encontró que la cantidad en el suelo era menor y, por lo tanto, tenía poco efecto sobre la corrosión.
De acuerdo con la Tabla 4, la correlación entre la pendiente y los aniones del suelo mostró que hubo una correlación positiva significativa entre la pendiente y los iones de cloruro (R2=0.836), y una correlación positiva significativa entre la pendiente y las sales solubles totales (R2=0.742).
Esto sugiere que la escorrentía superficial y la erosión del suelo pueden ser responsables de los cambios en las sales solubles totales en el suelo. Hubo una correlación positiva significativa entre las sales solubles totales y los iones de cloruro, lo que puede deberse a que las sales solubles totales son la reserva de iones de cloruro, y el contenido de sales solubles totales determina el contenido de iones de cloruro en las soluciones del suelo. Por lo tanto, podemos saber que la diferencia de pendiente puede causar una corrosión severa de la parte de la malla metálica.
La materia orgánica, el nitrógeno total, el nitrógeno disponible, el fósforo disponible y el potasio disponible son los nutrientes básicos del suelo que afectan la calidad del suelo y la absorción de nutrientes por parte del sistema radicular. Los nutrientes del suelo son un factor importante que afecta a los microorganismos del suelo, por lo que vale la pena estudiar si existe una correlación entre los nutrientes del suelo y la corrosión de los metales. nutrientes en suelo artificial.
La investigación muestra que el contenido de materia orgánica es el más alto en el suelo de pendiente natural después de todo el proceso de formación del suelo. El contenido de materia orgánica en el suelo de pendiente baja fue el más bajo. Debido a la influencia de la intemperie y la escorrentía superficial, los nutrientes del suelo se acumularán en la pendiente media y pendiente abajo, formando una gruesa capa de humus. , pero la homogeneidad era baja, lo que puede conducir a una distribución desigual de los nutrientes superficiales. Una gruesa capa de humus retiene el agua y los organismos del suelo están activos. Todo esto acelera la descomposición de la materia orgánica en el suelo.
El contenido de nitrógeno hidrolizado con álcali de las vías férreas de pendiente ascendente, pendiente media y pendiente inferior fue mayor que el de la pendiente natural, lo que indica que la tasa de mineralización de nitrógeno orgánico de la pendiente del ferrocarril fue significativamente mayor que la de la pendiente natural. Cuanto más pequeñas son las partículas, más inestable es la estructura del suelo, más fácil es para los microorganismos descomponer la materia orgánica en los agregados y mayor es la reserva de nitrógeno orgánico mineralizado60,61. De acuerdo con los resultados del estudio 62, la El contenido de agregados de partículas pequeñas en el suelo de los taludes ferroviarios fue significativamente mayor que el de los taludes naturales. Por lo tanto, se deben tomar las medidas apropiadas para aumentar el contenido de fertilizantes, materia orgánica y nitrógeno en el suelo del talud ferroviario, y para mejorar la utilización sostenible del suelo. 63,64,65.
Como se muestra en la Tabla 4, hubo una correlación positiva significativa entre la posición de la pendiente y el fósforo disponible (R2=0.948), y la correlación entre la posición de la pendiente y el potasio disponible fue la misma (R2=0.898). Esto muestra que la posición de la pendiente afecta el contenido de fósforo disponible y potasio disponible en el suelo.
El gradiente es un factor importante que afecta el contenido de materia orgánica del suelo y el enriquecimiento de nitrógeno66, y cuanto menor sea el gradiente, mayor será la tasa de enriquecimiento. Para el enriquecimiento de nutrientes del suelo, la pérdida de nutrientes se debilitó, y el efecto de la posición de la pendiente sobre el contenido de materia orgánica del suelo y el enriquecimiento total de nitrógeno no fue obvio. Los diferentes tipos y cantidades de plantas en diferentes pendientes tienen diferentes ácidos orgánicos secretados por las raíces de las plantas. Los ácidos orgánicos son beneficiosos para la fijación del fósforo disponible y el potasio disponible en el suelo. correlación significativa entre la posición de la pendiente y el fósforo disponible, y la posición de la pendiente y el potasio disponible.
Para aclarar la relación entre los nutrientes del suelo y la corrosión del suelo, es necesario analizar la correlación. Como se muestra en la Tabla 5, el potencial redox se correlacionó significativamente negativamente con el nitrógeno disponible (R2 = -0,845) y significativamente positivamente con el fósforo disponible (R2 = 0,842) y el potasio disponible (R2 = 0,980). El potencial redox refleja la calidad del redox, que generalmente se ve afectada por algunas propiedades físicas y químicas del suelo y luego afecta una serie de propiedades de el suelo. Por lo tanto, es un factor importante para determinar la dirección de la transformación de los nutrientes del suelo67. Diferentes cualidades redox pueden dar como resultado diferentes estados y disponibilidad de factores nutricionales. Por lo tanto, el potencial redox tiene una correlación significativa con el nitrógeno disponible, el fósforo disponible y el potasio disponible.
Además de las propiedades del metal, el potencial de corrosión también está relacionado con las propiedades del suelo. El potencial de corrosión se correlacionó significativamente negativamente con la materia orgánica, lo que indica que la materia orgánica tuvo un efecto significativo sobre el potencial de corrosión. Además, la materia orgánica también se correlacionó significativamente negativamente con el gradiente de potencial (SN) (R2=-0.713) y el ion sulfato (R2=-0.671), lo que indica que el contenido de materia orgánica también afecta el gradiente de potencial (SN) y el ion sulfato. Hubo una correlación negativa significativa entre el pH del suelo y el potasio disponible (R2 = -0. 728).
El nitrógeno disponible se correlacionó significativamente negativamente con las sales solubles totales y los iones de cloruro, y el fósforo disponible y el potasio disponibles se correlacionaron positivamente con las sales solubles totales y los iones de cloruro. Esto indicó que el contenido de nutrientes disponible afectó significativamente la cantidad de sales solubles totales y los iones de cloruro en el suelo, y los aniones en el suelo no condujeron a la acumulación y suministro de nutrientes disponibles. contenido de sulfato y bicarbonato. Las plantas tienen poca demanda de iones de sulfato e iones de bicarbonato, por lo que la mayoría de ellos están libres en el suelo o son absorbidos por los coloides del suelo. Los iones de bicarbonato favorecen la acumulación de nitrógeno en el suelo y los iones de sulfato reducen la disponibilidad de nitrógeno en el suelo. Por lo tanto, aumentar adecuadamente el contenido de nitrógeno disponible y humus en el suelo es beneficioso para reducir la corrosividad del suelo.
El suelo es un sistema con una composición y propiedades complejas.La corrosividad del suelo es el resultado de la acción sinérgica de muchos factores.Por lo tanto, generalmente se usa un método de evaluación integral para evaluar la corrosividad del suelo. Con referencia al "Código para la investigación de ingeniería geotécnica" (GB50021-94) y los métodos de prueba de la Red de prueba de corrosión del suelo de China, el grado de corrosión del suelo se puede evaluar de manera integral de acuerdo con los siguientes estándares: (1) La evaluación es corrosión débil, si solo corrosión débil, no hay corrosión moderada o corrosión fuerte;(2) si no hay corrosión fuerte, se evalúa como corrosión moderada;(3) si hay uno o dos lugares de corrosión fuerte, se evalúa como corrosión fuerte;(4) si hay 3 o más lugares de corrosión fuerte, se evalúa como corrosión fuerte para corrosión severa.
De acuerdo con la resistividad del suelo, el potencial redox, el contenido de agua, el contenido de sal, el valor del pH y el contenido de Cl y SO42, se evaluaron exhaustivamente los grados de corrosión de las muestras de suelo en varias pendientes. Los resultados de la investigación muestran que los suelos en todas las pendientes son altamente corrosivos.
El potencial de corrosión es un factor importante que afecta la corrosión de la red de protección de taludes. Los potenciales de corrosión de las tres pendientes son inferiores a -200 mv, lo que tiene el mayor impacto en la corrosión de la malla metálica cuesta arriba. El gradiente de potencial se puede utilizar para juzgar la magnitud de la corriente parásita en el suelo. La corriente parásita es un factor importante que afecta la corrosión de la malla metálica en pendientes medias y cuesta arriba, especialmente en pendientes medias. 500 mg/kg, y el efecto de la corrosión en la red de protección de taludes fue moderado. El contenido de agua del suelo es un factor importante que afecta la corrosión de las mallas metálicas en la pendiente media y pendiente abajo, y tiene un mayor impacto en la corrosión de las mallas de protección de taludes. Los nutrientes son más abundantes en el suelo de pendiente media, lo que indica que hay actividades microbianas frecuentes y un rápido crecimiento de las plantas.
La investigación muestra que el potencial de corrosión, el gradiente potencial, el contenido total de sales solubles y el contenido de agua son los factores principales que afectan la corrosión del suelo en las tres pendientes, y la corrosividad del suelo se evalúa como fuerte. La corrosión de la red de protección de pendientes es más grave en la pendiente media, lo que proporciona una referencia para el diseño anticorrosión de la red de protección de pendientes ferroviarias. La adición adecuada de nitrógeno disponible y fertilizante orgánico es beneficiosa para reducir la corrosión del suelo, facilitar el crecimiento de las plantas y finalmente estabilizar la pendiente.
Cómo citar este artículo: Chen, J. et al.Efectos de la composición del suelo y la electroquímica en la corrosión de la red de taludes rocosos a lo largo de una línea ferroviaria china.ciencia.Rep.5, 14939;doi: 10.1038/srep14939 (2015).
Lin, YL & Yang, GL Características dinámicas de taludes de subrasante ferroviario bajo excitación sísmica.desastre natural.69, 219–235 (2013).
Sui Wang, J. et al. Análisis de los daños típicos de los terremotos en las carreteras en el área afectada por el terremoto de Wenchuan en la provincia de Sichuan [J].Revista china de mecánica e ingeniería de rocas. 28, 1250–1260 (2009).
Weilin, Z., Zhenyu, L. y Jinsong, J. Análisis de daños sísmicos y contramedidas de puentes de carretera en el terremoto de Wenchuan. Revista china de mecánica e ingeniería de rocas. 28, 1377–1387 (2009).
Lin, CW, Liu, SH, Lee, SY y Liu, CC El efecto del terremoto de Chichi en los deslizamientos de tierra inducidos por las lluvias posteriores en el centro de Taiwán. Geología de ingeniería. 86, 87–101 (2006).
Koi, T. et al. Efectos a largo plazo de los deslizamientos de tierra inducidos por terremotos en la producción de sedimentos en una cuenca de montaña: región de Tanzawa, Japan.geomorphology.101, 692–702 (2008).
Hongshuai, L., Jingshan, B. & Dedong, L. Una revisión de la investigación sobre el análisis de estabilidad sísmica de taludes geotécnicos. Ingeniería sísmica e ingeniería de vibraciones. 25, 164–171 (2005).
Yue Ping, Investigación sobre peligros geológicos causados ​​por el terremoto de Wenchuan en Sichuan.Revista de Ingeniería Geológica 4, 7–12 (2008).
Ali, F. Protección de taludes con vegetación: mecánica de raíces de algunas plantas tropicales. International Journal of Physical Sciences.5, 496–506 (2010).
Takyu, M., Aiba, SI & Kitayama, K. Efectos topográficos en bosques montanos tropicales bajos bajo diferentes condiciones geológicas en Mount Kinabalu, Borneo. Plant Ecology.159, 35–49 (2002).
Stokes, A. et al. Características ideales de las raíces de las plantas para proteger las laderas naturales y diseñadas de los deslizamientos de tierra. Plants and Soils, 324, 1-30 (2009).
De Baets, S., Poesen, J., Gyssels, G. & Knapen, A. Efectos de las raíces de la hierba en la erosión de la capa superior del suelo durante el flujo concentrado. Geomorfología 76, 54–67 (2006).