از اینکه از Nature.com بازدید کردید متشکریم. نسخه مرورگری که استفاده می کنید پشتیبانی محدودی از CSS دارد. برای بهترین تجربه، توصیه می کنیم از یک مرورگر به روز شده استفاده کنید (یا حالت سازگاری را در اینترنت اکسپلورر خاموش کنید).
در نظر گرفتن شیب راه‌آهن Sui-Chongqing به عنوان هدف تحقیق، مقاومت خاک، الکتروشیمی خاک (پتانسیل خوردگی، پتانسیل اکسیداسیون و کاهش، گرادیان پتانسیل و pH)، آنیون‌های خاک (کل نمک‌های محلول، کلر، SO42- و) و تغذیه خاک. در شیب ها، درجه خوردگی با توجه به شاخص های فردی و شاخص های جامع خاک مصنوعی ارزیابی می شود. در مقایسه با سایر عوامل، آب بیشترین تأثیر را بر خوردگی شبکه محافظ شیب دارد و به دنبال آن محتوای آنیون قرار می گیرد. کل نمک محلول تأثیر متوسطی بر خوردگی شبکه محافظ شیب دارد و اثر خوردگی جریان سرگردان روی نمونه محافظ شیب دارای اثر خوردگی مد است. s به طور جامع مورد ارزیابی قرار گرفت و خوردگی در شیب بالایی متوسط ​​و خوردگی در شیب های میانی و پایینی قوی بود. مواد آلی موجود در خاک به طور معنی داری با شیب پتانسیل همبستگی داشت. نیتروژن موجود، پتاسیم موجود و فسفر قابل دسترس به طور معنی داری با آنیون ها مرتبط بود.
هنگام ساخت راه‌آهن، بزرگراه‌ها و تأسیسات حفاظت از آب، دهانه‌های کوه اغلب اجتناب‌ناپذیر است. با توجه به کوه‌های جنوب غربی، ساخت راه‌آهن چین به حفاری زیاد کوه نیاز دارد. خاک و پوشش گیاهی اصلی را از بین می‌برد و شیب‌های صخره‌ای در معرض دید ایجاد می‌کند. پس از زلزله 12 مه 2008 ونچوان. رانش زمین به یک فاجعه زلزله گسترده و جدی تبدیل شده است.در ارزیابی سال 2008 از 4243 کیلومتر از جاده های اصلی در استان سیچوان، 1736 حادثه زلزله شدید در بسترها و دیوارهای حائل شیب رخ داد که 39.76 درصد از کل طول ارزیابی را تشکیل می داد. خسارات اقتصادی مستقیم ناشی از خسارت جاده ها بیش از 528 میلیارد یوان است. حداقل 10 سال (زلزله تایوان) و حتی تا 40 تا 50 سال (زلزله کانتو در ژاپن) 4،5 دوام داشته باشد. گرادیان عامل اصلی موثر بر خطر زلزله است. شیب ها تجمع عوامل غذایی مانند مواد آلی، نیتروژن، فسفر و پتاسیم را ندارند و محیط خاکی لازم برای رشد گیاه را ندارند. به دلیل عواملی مانند شیب زیاد و فرسایش باران، خاک شیب به راحتی از بین می رود. پوشاندن خاک برای محافظت از شیب، یک فناوری مرسوم مرمت اکولوژیکی شیب در کشور من است. خاک مصنوعی مورد استفاده برای سمپاشی از سنگ خرد شده، خاک زمین کشاورزی، کاه، کود مرکب، عامل نگهدارنده آب و چسب تشکیل شده است (چسب های معمولی شامل سیمان پرتلند، چسب های آلی برای اولین بار در فرآیندهای فنی می باشد. روی سنگ، سپس سیم خاردار را با پرچ و پیچ لنگر ثابت کنید و در نهایت خاک مصنوعی حاوی دانه‌ها را روی شیب با سمپاش مخصوص اسپری کنید. توری فلزی 14# شکل الماس که کاملاً گالوانیزه است، بیشتر مورد استفاده قرار می‌گیرد، با استاندارد مش 5 سانتی‌متر × 5 سانتی‌متر قابل‌قطر و قطر 2 میلی‌متر یک سنگ به شکل تکی. مش فلزی در خاک خورده می شود، زیرا خاک خود یک الکترولیت است و درجه خوردگی به ویژگی های خاک بستگی دارد. ارزیابی عوامل خوردگی خاک برای ارزیابی فرسایش شبکه فلزی ناشی از خاک و حذف خطرات زمین لغزش اهمیت زیادی دارد.
اعتقاد بر این است که ریشه‌های گیاه نقش مهمی در تثبیت شیب و کنترل فرسایش دارند10،11،12،13،14. برای تثبیت دامنه‌ها در برابر لغزش‌های کم عمق، می‌توان از پوشش گیاهی استفاده کرد زیرا ریشه‌های گیاه می‌توانند خاک را برای جلوگیری از لغزش ثابت کنند.15،16،17. سیستم‌های ریشه جانبی گیاهان که به‌عنوان شمع‌های تقویت‌کننده در خاک عمل می‌کنند. توسعه الگوهای معماری ریشه توسط ژن‌ها هدایت می‌شود و محیط خاک نقش تعیین‌کننده‌ای در این فرآیندها بازی می‌کند. خوردگی فلزات با محیط خاک متفاوت است. بین محیط خارجی و موجودات مختلف در طی ده ها میلیون سال 22،23،24. قبل از اینکه پوشش گیاهی چوبی یک سیستم ریشه و اکوسیستم پایدار را تشکیل دهد، اینکه آیا شبکه فلزی همراه با شیب سنگ و خاک مصنوعی می تواند ایمن عمل کند، مستقیماً با توسعه اقتصاد طبیعی، ایمنی زندگی و بهبود محیط زیست مرتبط است.
با این حال، خوردگی فلزات می تواند منجر به تلفات هنگفتی شود. بر اساس یک نظرسنجی که در اوایل دهه 1980 در چین بر روی ماشین آلات شیمیایی و سایر صنایع انجام شد، تلفات ناشی از خوردگی فلزات 4 درصد از کل ارزش خروجی را تشکیل می دهد. بنابراین، مطالعه مکانیسم خوردگی و انجام اقدامات حفاظتی برای ساخت و سازهای اقتصادی، سیستم های گاز جامد و سیستم های جامد، بسیار مهم است. es می تواند مواد را خورده کند و جریان های سرگردان نیز می توانند باعث خوردگی شوند. بنابراین، جلوگیری از خوردگی فلزات مدفون در خاک مهم است. در حال حاضر، تحقیقات در مورد خوردگی فلزات مدفون عمدتاً بر روی (1) عوامل مؤثر بر خوردگی فلزات مدفون تمرکز دارد.(2) روش های حفاظت از فلز26،27;(3) روش های قضاوت برای درجه خوردگی فلز28.خوردگی در محیط‌های مختلف. اما تمامی خاک‌های مورد مطالعه طبیعی بوده و فرآیندهای خاک‌زایی کافی را طی کرده‌اند. اما گزارشی از فرسایش مصنوعی خاک شیب‌های سنگ راه‌آهن وجود ندارد.
در مقایسه با سایر محیط های خورنده، خاک مصنوعی دارای ویژگی های عدم سیالیت، ناهمگنی، فصلی بودن و منطقه ای بودن است. خوردگی فلز در خاک های مصنوعی در اثر فعل و انفعالات الکتروشیمیایی بین فلزات و خاک های مصنوعی ایجاد می شود. علاوه بر عوامل ذاتی، میزان خوردگی فلز به محیط اطراف نیز بستگی دارد. عوامل مختلفی از قبیل میزان خوردگی فلز، محتوای فلزی، محتوای کل اکسید، محتوای فلزی و ترکیبی، بر خوردگی فلزی تأثیر می گذارد. محتوای یون، pH، میکروب های خاک30،31،32.
در 30 سال تمرین، این سوال که چگونه خاک های مصنوعی را در دامنه های سنگی به طور دائم حفظ کنیم، یک مشکل بوده است.33. بوته ها یا درختان پس از 10 سال مراقبت دستی به دلیل فرسایش خاک، نمی توانند در برخی از دامنه ها رشد کنند. کثیفی سطح مش فلزی در برخی نقاط شسته شده است. به دلیل خوردگی، برخی از تورهای فلزی در بالای آنها ترک خورده و در زیر آنها از بین رفتند. e corrosion عمدتاً بر خوردگی شبکه اتصال زمین پست راه‌آهن، خوردگی جریان سرگردان ایجاد شده توسط ریل سبک و خوردگی پل‌های راه‌آهن34،35، ریل‌ها و سایر تجهیزات وسایل نقلیه تمرکز دارد. با هدف پیش‌بینی خوردگی فلزات با ارزیابی ویژگی‌های خاک و ارائه مبنای نظری و عملی برای احیای اکوسیستم خاک و احیای مصنوعی. شیب مصنوعی.
محل آزمایش در منطقه تپه‌ای سیچوان (30 درجه و 32 دقیقه شمالی، 105 درجه و 32 دقیقه شرقی) در نزدیکی ایستگاه راه‌آهن سوینینگ واقع شده است. این منطقه عمدتاً در وسط حوضه سیچوان، با کوه‌ها و تپه‌های کم ارتفاع، با ساختار زمین‌شناسی ساده و زمین هموار واقع شده است. فرسایش، برش و انباشته شدن مناظر تپه‌ای بر فراز تپه‌ها و انباشته شدن مناظر بر فراز تپه‌ها باعث ایجاد منظره‌های آب شده است. شن و ماسه بنفش و گل سنگ. یکپارچگی ضعیف است و سنگ ساختار بلوکی است. منطقه مورد مطالعه دارای آب و هوای نیمه گرمسیری مرطوب موسمی با ویژگی های فصلی اوایل بهار، تابستان گرم، پاییز کوتاه و اواخر زمستان است. بارندگی فراوان، منابع نور و گرما فراوان، دوره بدون یخبندان طولانی است، میانگین دمای سالانه 185 روز درجه حرارت متوسط ​​است. گرمترین ماه (آگوست) 27.2 درجه سانتیگراد و حداکثر دمای حداکثر 39.3 درجه سانتیگراد است. سردترین ماه ژانویه است (متوسط ​​درجه حرارت 6.5 درجه سانتیگراد)، حداقل دمای شدید 3.8 درجه سانتیگراد و میانگین بارندگی سالانه 920 میلی متر است که عمدتاً در ماه های جولای و آگوست متمرکز شده است. بارندگی در بهار، زمستان، تابستان و یک ماه متغیر است.نسبت بارندگی در هر فصل از سال به ترتیب 21-19 درصد، 54-51 درصد، 24-22 درصد و 5-4 درصد است.
سایت تحقیقاتی شیب حدود 45 درجه در شیب راه آهن یو-سوئی است که در سال 2003 ساخته شد. در آوریل 2012، در فاصله 1 کیلومتری ایستگاه راه آهن Suining به سمت جنوب قرار گرفت.شیب طبیعی به عنوان کنترل مورد استفاده قرار گرفت. بازسازی اکولوژیکی شیب از فناوری پاشش خاک پوشش خارجی برای احیای اکولوژیکی استفاده می‌کند. با توجه به ارتفاع شیب سمت راه‌آهن، شیب را می‌توان به شیب بالا، شیب میانی و شیب پایین تقسیم کرد (شکل 2، ضخامت 1 سانتی‌متر از برش مصنوعی است. آلودگی محصولات خوردگی مش فلزی خاک، ما فقط از یک بیل فولادی ضد زنگ برای گرفتن سطح خاک 0-8 سانتی متر استفاده می کنیم. برای هر موقعیت شیب چهار تکرار با 15-20 نقطه نمونه برداری تصادفی در هر تکرار تنظیم شد. هر تکرار مخلوطی از 15-20 گرم است. در کیسه‌های زیپ‌لاک پلی‌اتیلن برای پردازش به آزمایشگاه برمی‌گردیم. خاک به‌طور طبیعی در هوا خشک می‌شود و شن‌ها و بقایای حیوانی و گیاهی جدا می‌شوند، با چوب عقیق خرد می‌شوند و با یک الک نایلونی 100 مش 20 به جز ذرات درشت الک می‌شوند.
مقاومت خاک توسط تستر مقاومت به زمین VICTOR4106 تولید شده توسط شرکت Shengli Instrument اندازه گیری شد.مقاومت خاک در مزرعه اندازه گیری شد.رطوبت خاک با روش خشک کردن اندازه گیری شد. دستگاه دیجیتال قابل حمل mv/pH DMP-2 دارای امپدانس ورودی بالا برای اندازه گیری پتانسیل خوردگی خاک است. گرادیان پتانسیل و پتانسیل ردوکس توسط mv/pH دیجیتال قابل حمل DMP-2 تعیین شد، نمک محلول در خاک با روش خشک کردن باقیمانده، مقدار کلرید خاک با روش خشک کردن NO3 تعیین شد. روش تیتراسیون غیرمستقیم EDTA، روش تیتراسیون دو شاخص برای تعیین کربنات و بی کربنات خاک، روش حرارت دهی اکسیداسیون دی کرومات پتاسیم برای تعیین ماده آلی خاک، روش انتشار محلول قلیایی برای تعیین نیتروژن هیدرولیز قلیایی خاک، هضم H2SO4-HClO4 تعیین شد. محلول NaHCO3 / L به عنوان استخراج کننده)، و محتوای پتاسیم کل در خاک با فتومتری فیوژن-شعله هیدروکسید سدیم تعیین شد.
داده های تجربی در ابتدا سیستماتیک شدند. آمار SPSS 20 برای انجام میانگین، انحراف معیار، آنالیز ANOVA یک طرفه و تجزیه و تحلیل همبستگی انسانی استفاده شد.
جدول 1 خواص الکترومکانیکی، آنیون‌ها و عناصر غذایی خاک‌های با شیب‌های مختلف را نشان می‌دهد. پتانسیل خوردگی، مقاومت خاک و گرادیان پتانسیل شرقی-غربی شیب‌های مختلف همگی معنی‌دار بودند (05/0 P <). شیب پتانسیل h، شیب بالا> پایین شیب> شیب میانی است. مقدار pH خاک به ترتیب شیب پایین> سربالایی> شیب میانی> شیب طبیعی بود. کل نمک محلول، شیب طبیعی به طور قابل توجهی بیشتر از شیب راه آهن بود (05/0 P < 0.05 mg/05/0 میلی گرم خاک محلول). و نمک محلول کل اثر متوسطی بر خوردگی فلز دارد. محتوای ماده آلی خاک در شیب طبیعی بیشترین و در شیب سرازیری کمترین مقدار را داشت (05/0 > P).محتوای نیتروژن موجود در شیب پایین و میانی بیشترین و در شیب طبیعی کمترین مقدار بود.محتوای نیتروژن کل شیب و شیب راه آهن کمتر بود، اما میزان نیتروژن موجود بیشتر بود. این نشان می دهد که میزان کانی سازی نیتروژن آلی در سربالایی و سراشیبی سریع است. محتوای پتاسیم موجود همانند فسفر موجود است.
مقاومت خاک یک شاخص نشان دهنده هدایت الکتریکی و یک پارامتر اساسی برای قضاوت در مورد خوردگی خاک است. عوامل موثر بر مقاومت خاک عبارتند از: محتوای رطوبت، محتوای نمک محلول کل، pH، بافت خاک، دما، محتوای مواد آلی، دمای خاک، و سفتی. به طور کلی، خاک‌های با مقاومت پایین نسبت به خاک خورنده‌تر هستند. کشورهای مختلف جدول 1 معیارهای ارزیابی درجه خورندگی را برای هر شاخص 37،38 نشان می دهد.
با توجه به نتایج آزمایش و استانداردهای کشور من (جدول 1)، اگر خورندگی خاک فقط با مقاومت خاک ارزیابی شود، خاک در شیب سربالایی بسیار خورنده است.خاک روی شیب سراشیبی نسبتاً خورنده است.خورندگی خاک در شیب میانی و شیب طبیعی نسبتاً کم است.
مقاومت خاک شیب سربالایی به طور قابل توجهی کمتر از سایر قسمت های شیب است که ممکن است در اثر فرسایش باران ایجاد شود. خاک رویی روی شیب همراه با آب به سمت شیب میانی جریان می یابد، به طوری که شبکه حفاظتی شیب فلزی شیب به سطح بالای خاک نزدیک است. د در سایت؛فاصله شمع 3 متر بود.عمق راندن شمع زیر 15 سانتی متر بود. مش فلزی لخت و زنگ زدگی می تواند با نتایج اندازه گیری تداخل داشته باشد. بنابراین ارزیابی خورندگی خاک فقط با شاخص مقاومت خاک غیرقابل اعتماد است. در ارزیابی جامع خوردگی، مقاومت خاک شیب در نظر گرفته نمی شود.
به دلیل رطوبت نسبی بالا، هوای مرطوب چند ساله در منطقه سیچوان باعث می‌شود که توری فلزی در معرض هوا به طور جدی‌تری نسبت به شبکه فلزی مدفون در خاک خورده شود. قرار گرفتن در معرض توری سیمی در معرض هوا می‌تواند منجر به کاهش عمر مفید شود، که می‌تواند خاک‌های سربالایی را بی‌ثبات کند. از دست دادن خاک می‌تواند باعث ایجاد مشکل شود. تشکیل سیستم ریشه در سربالایی برای جامد کردن خاک دشوار است. در عین حال، رشد گیاه می تواند کیفیت خاک را نیز بهبود بخشد و محتوای هوموس را در خاک افزایش دهد، که نه تنها می تواند آب را حفظ کند، بلکه محیط مناسبی را برای رشد و تکثیر حیوانات و گیاهان فراهم می کند و در نتیجه از دست دادن خاک را کاهش می دهد. ، به طوری که فرسایش خاک سربالایی توسط آب باران کاهش می یابد.
پتانسیل خوردگی عامل مهمی است که بر خوردگی شبکه حفاظتی شیب در شیب سه سطحی تأثیر می گذارد و بیشترین تأثیر را بر روی شیب سربالایی دارد (جدول 2). در شرایط عادی، پتانسیل خوردگی در یک محیط معین تغییر چندانی نمی کند. یک تغییر محسوس می تواند ناشی از جریان های سرگردان باشد. از سیستم حمل‌ونقل عمومی استفاده کنید. با توسعه سیستم حمل‌ونقل، سیستم حمل‌ونقل ریلی کشور من به برق‌رسانی در مقیاس بزرگ دست یافته است و خوردگی فلزات مدفون ناشی از نشت جریان مستقیم از راه‌آهن‌های برق‌دار را نمی‌توان نادیده گرفت. در حال حاضر، گرادیان پتانسیل خاک را می‌توان برای تعیین اینکه آیا خاک دارای پتانسیل‌های بالقوه‌ای از سطح m/5 است. جریان سرگردان کم است.هنگامی که گرادیان پتانسیل در محدوده 0.5 mv/m تا 5.0 mv/m باشد، جریان سرگردان متوسط ​​است.هنگامی که شیب پتانسیل بیشتر از 5.0 mv/m باشد، سطح جریان سرگردان زیاد است. دامنه شناور شیب پتانسیل (EW) شیب میانی، شیب بالا و پایین شیب در شکل 3 نشان داده شده است. از نظر محدوده شناور، جریان های سرگردان متوسط، شیب-خارج-غربی-شرق شرقی وجود دارد. جریان عامل مهمی است که بر خوردگی شبکه های فلزی در شیب میانی و پایین شیب، به ویژه در شیب میانی تأثیر می گذارد.
به طور کلی، پتانسیل ردوکس خاک (Eh) بالای 400 میلی ولت نشان دهنده توانایی اکسیداسیون، بالای 0 تا 200 میلی ولت توانایی احیا متوسط ​​و کمتر از 0 میلی ولت توانایی کاهش زیادی است. هر چه پتانسیل ردوکس خاک کمتر باشد، توانایی خوردگی میکروارگانیسم های خاک به فلزات بیشتر می شود. سه شیب بیشتر از 500 mv و سطح خوردگی بسیار کم بود. این نشان می دهد که وضعیت تهویه خاک زمین شیب خوب است که برای خوردگی میکروارگانیسم های بی هوازی در خاک مساعد نیست.
مطالعات قبلی نشان داده است که تأثیر pH خاک بر فرسایش خاک آشکار است. با نوسانات مقدار pH، نرخ خوردگی مواد فلزی به طور قابل توجهی تحت تأثیر قرار می‌گیرد. pH خاک ارتباط نزدیکی با منطقه و میکروارگانیسم‌های موجود در خاک دارد. es همه قلیایی هستند، بنابراین اثر pH بر خوردگی مش فلزی ضعیف است.
همانطور که از جدول 3 مشاهده می شود، تجزیه و تحلیل همبستگی نشان می دهد که پتانسیل ردوکس و موقعیت شیب به طور معنی داری همبستگی مثبت دارند (858/0=R2)، پتانسیل خوردگی و گرادیان پتانسیل (SN) همبستگی مثبت معنی داری دارند (755/0=R2)، و پتانسیل ردوکس و گرادیان پتانسیل (50=SN) به طور معنی داری همبستگی دارند.بین پتانسیل و pH همبستگی منفی معنی‌داری وجود داشت (724/0-=R2). موقعیت شیب با پتانسیل ردوکس همبستگی مثبت و معنی‌داری داشت. این نشان می‌دهد که در ریزمحیط موقعیت‌های شیب مختلف تفاوت‌هایی وجود دارد و میکروارگانیسم‌های خاک ارتباط نزدیکی با پتانسیل ردوکس دارند48، 49، 50. مقادیر Eh همیشه در طول فرآیند ردوکس خاک به طور همزمان تغییر نمی‌کردند، اما یک رابطه خطی منفی داشتند. پتانسیل خوردگی فلز می‌تواند نشان دهنده توانایی نسبی برای به دست آوردن و از دست دادن الکترون باشد. اگرچه پتانسیل خوردگی به طور قابل توجهی با گرادیان پتانسیل (SN) همبستگی مثبت داشت، گرادیان پتانسیل ممکن است به دلیل از دست دادن آسان الکترون‌ها توسط فلز ایجاد شود.
محتوای کل نمک محلول خاک ارتباط نزدیکی با خورندگی خاک دارد. به طور کلی، هر چه شوری خاک بیشتر باشد، مقاومت خاک کمتر می شود و در نتیجه مقاومت خاک افزایش می یابد. در الکترولیت های خاک، نه تنها آنیون ها و دامنه های مختلف، بلکه تأثیرات خوردگی نیز عمدتاً کربنات ها، کلریدها و سولفات ها هستند. پتانسیل الکترود در فلزات و حلالیت اکسیژن خاک53.
اکثر یون های محلول جدا شده با نمک در خاک مستقیماً در واکنش های الکتروشیمیایی شرکت نمی کنند، اما از طریق مقاومت خاک بر خوردگی فلز تأثیر می گذارند. هر چه شوری خاک بیشتر باشد، هدایت خاک قوی تر است و فرسایش خاک قوی تر است. میزان شوری خاک در شیب های طبیعی به طور قابل توجهی بیشتر از شیب های راه آهن است که ممکن است به دلیل شیب های آب زیاد باشد، که ممکن است به دلیل انحنای آب باشد. یک دلیل دیگر ممکن است این باشد که شیب طبیعی تشکیل خاک بالغ را تجربه کرده است (ماده اصلی خاک که در اثر هوازدگی سنگ تشکیل شده است)، اما خاک شیب راه آهن از قطعات سنگ خرد شده به عنوان ماتریس "خاک مصنوعی" تشکیل شده است و فرآیند تشکیل خاک کافی را طی نکرده است.مواد معدنی آزاد نمی‌شوند. علاوه بر این، یون‌های نمک در خاک عمیق شیب‌های طبیعی از طریق عمل مویرگی در طی تبخیر سطحی افزایش یافته و در خاک سطحی تجمع می‌یابند و در نتیجه میزان یون‌های نمک در خاک سطحی افزایش می‌یابد.
یون های مثبت (مانند K+، Na+، Ca2+، Mg2+، Al3+ و غیره) تأثیر کمی بر خوردگی خاک دارند، در حالی که آنیون ها نقش مهمی در فرآیند الکتروشیمیایی خوردگی دارند و تأثیر قابل توجهی بر خوردگی فلز دارند.Cl− می تواند خوردگی آند را تسریع کند و خورنده ترین آنیون است.هر چه محتوای کلر بیشتر باشد، خوردگی خاک قوی‌تر می‌شود. SO42- نه تنها باعث خوردگی فولاد می‌شود، بلکه باعث خوردگی در برخی از مواد بتن نیز می‌شود. همچنین آهن را خورده می‌کند. در یک سری آزمایش‌های خاک اسیدی، نرخ خوردگی متناسب با اسیدیته خاک است. کاهش وزن فولاد کربنی در خاکهای قلیایی تقریباً متناسب با افزودن یونهای کلرید و سولفات است. Lee et al.دریافتند که SO42- ممکن است از خوردگی جلوگیری کند، اما توسعه چاله‌های خوردگی را که قبلاً تشکیل شده‌اند، ترویج می‌کند.
با توجه به استاندارد ارزیابی خورندگی خاک و نتایج آزمایش، میزان یون کلرید در هر نمونه خاک شیب بالاتر از 100 میلی گرم بر کیلوگرم بود که نشان دهنده خورندگی شدید خاک است. میزان یون سولفات هر دو شیب سربالایی و سراشیبی بالای 200 میلی گرم بر کیلوگرم و کمتر از 500 میلی گرم بر کیلوگرم بود و میزان خوردگی خاک در شیب متوسط ​​خوردگی کمتر بود. 200 میلی گرم بر کیلوگرم، و خوردگی خاک ضعیف است. هنگامی که محیط خاک حاوی غلظت بالایی باشد، در واکنش شرکت می کند و مقیاس خوردگی را روی سطح الکترود فلزی ایجاد می کند، در نتیجه واکنش خوردگی را کاهش می دهد. با افزایش غلظت، مقیاس ممکن است به طور ناگهانی بشکند و در نتیجه سرعت خوردگی را بسیار تسریع کند.با ادامه افزایش غلظت، مقیاس خوردگی سطح الکترود فلزی را می پوشاند و نرخ خوردگی دوباره روند کندی را نشان می دهد.
با توجه به جدول 4، همبستگی بین شیب و آنیون های خاک نشان داد که بین شیب و یون کلرید همبستگی مثبت و معنی داری وجود دارد (836/0=R2)، و بین شیب و کل نمک های محلول همبستگی مثبت و معنی دار وجود دارد (742/0=R2).
این نشان می‌دهد که رواناب سطحی و فرسایش خاک ممکن است مسئول تغییرات کل نمک‌های محلول در خاک باشند. بین کل نمک‌های محلول و یون‌های کلرید همبستگی مثبت و معنی‌داری وجود داشت، که ممکن است به این دلیل باشد که کل نمک‌های محلول مجموعه یون‌های کلرید هستند و محتوای کل نمک‌های محلول، میزان کلرید را تعیین می‌کند. از قسمت مش فلزی
مواد آلی، نیتروژن کل، نیتروژن قابل دسترس، فسفر قابل دسترس و پتاسیم موجود عناصر غذایی اساسی خاک هستند که بر کیفیت خاک و جذب عناصر غذایی توسط سیستم ریشه تأثیر می‌گذارند. عناصر غذایی خاک عامل مهمی هستند که بر میکروارگانیسم‌های خاک تأثیر می‌گذارند. به این معنی که خاک مصنوعی تنها 9 سال انباشت مواد آلی را تجربه کرده است. با توجه به خاص بودن خاک مصنوعی، لازم است درک خوبی از عناصر غذایی موجود در خاک مصنوعی داشته باشیم.
این تحقیق نشان می‌دهد که محتوای مواد آلی در خاک شیب طبیعی پس از کل فرآیند تشکیل خاک، بیشترین مقدار را دارد. میزان ماده آلی خاک کم‌شیب کمترین مقدار را داشت. به دلیل تأثیر هوازدگی و رواناب سطحی، مواد مغذی خاک در شیب‌های میانی و پایینی تجمع می‌کنند و لایه‌ای از هوموس را تشکیل می‌دهند. توسط میکروارگانیسم ها ایجاد می شود. بررسی نشان داد که پوشش گیاهی و تنوع در شیب میانی و پایین شیب زیاد بود، اما همگنی کم بود، که ممکن است منجر به توزیع نابرابر مواد مغذی سطحی شود. لایه ضخیم هوموس آب را نگه می دارد و موجودات خاک فعال هستند. همه اینها تجزیه مواد آلی در خاک را تسریع می کند.
محتوای نیتروژن هیدرولیز شده قلیایی در راه‌آهن‌های با شیب بالا، شیب میانی و پایین‌شیب بیشتر از شیب طبیعی بود، که نشان می‌دهد میزان کانی‌سازی نیتروژن آلی شیب راه‌آهن به طور قابل‌توجهی بیشتر از شیب طبیعی است. با توجه به نتایج مطالعه 62، محتوای ذرات ریز در خاک شیب های راه آهن به طور قابل توجهی بیشتر از شیب های طبیعی بود. بنابراین، باید اقدامات مناسبی برای افزایش محتوای نیتروژن آلی و بهبود پایداری کود، کود و مواد آلی در خاک انجام شود. ضایعات فسفر قابل دسترس و پتاسیم موجود ناشی از رواناب سطحی 77.27% تا 99.79% از کل تلفات شیب راه آهن را به خود اختصاص داده است. رواناب سطحی ممکن است محرک اصلی اتلاف مواد مغذی موجود در خاک های شیب دار باشد63،64،65.
همانطور که در جدول 4 نشان داده شده است، بین موقعیت شیب و فسفر قابل دسترس همبستگی مثبت و معناداری وجود دارد (948/0=R2) و همبستگی بین موقعیت شیب و پتاسیم موجود یکسان بود (898/0=R2).
گرادیان عامل مهمی است که بر محتوای ماده آلی خاک و غنی‌سازی نیتروژن تأثیر می‌گذارد و هر چه شیب کوچک‌تر باشد، میزان غنی‌سازی بیشتر می‌شود. برای غنی‌سازی عناصر غذایی خاک، از دست دادن عناصر غذایی ضعیف شد و تأثیر موقعیت شیب بر محتوای ماده آلی خاک و غنی‌سازی کل نیتروژن مشخص نبود. برای تثبیت فسفر قابل دسترس و پتاسیم موجود در خاک مفید هستند. بنابراین بین موقعیت شیب و فسفر قابل دسترس و موقعیت شیب و پتاسیم قابل دسترس همبستگی معنی‌داری وجود داشت.
به منظور روشن شدن رابطه بین عناصر غذایی خاک و خوردگی خاک، لازم است این همبستگی مورد تجزیه و تحلیل قرار گیرد. همانطور که در جدول 5 نشان داده شده است، پتانسیل اکسیداسیون و کاهش با نیتروژن موجود همبستگی منفی معنی داری داشت (845/0- = R2) و با فسفر موجود (R2 = 0.842) و کیفیت ردوکس 9، پتانسیل ردوکس 9 = پتانسیل قرمز 20، همبستگی مثبت معنی داری داشت. که معمولاً تحت تأثیر برخی از خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک قرار می گیرد و سپس یک سری از خواص خاک را تحت تأثیر قرار می دهد. بنابراین عامل مهمی در تعیین جهت تبدیل عناصر غذایی خاک است.
علاوه بر خواص فلز، پتانسیل خوردگی با خواص خاک نیز مرتبط است. پتانسیل خوردگی با مواد آلی همبستگی منفی معنی‌داری داشت که نشان می‌دهد مواد آلی تأثیر معنی‌داری بر پتانسیل خوردگی داشته است. علاوه بر این، مواد آلی نیز با گرادیان پتانسیل (SN) (R2=-0.713) و یون سولفات (R21=-0) و یون سولفات (R21=-0) همبستگی منفی داشت. بین pH خاک و پتاسیم قابل دسترس همبستگی منفی معنی‌داری وجود داشت (728/0-=R2).
نیتروژن موجود با کل نمک‌های محلول و یون‌های کلرید همبستگی منفی معنی‌داری داشت و فسفر و پتاسیم موجود با کل نمک‌های محلول و یون‌های کلرید همبستگی مثبت معنی‌داری داشت. نیتروژن کل به طور معنی داری با یون سولفات همبستگی منفی و با بی کربنات همبستگی مثبت معنی داری داشت که نشان می دهد نیتروژن کل بر محتوای سولفات و بی کربنات تأثیر دارد. گیاهان تقاضای کمی برای یون های سولفات و یون های بی کربنات دارند، بنابراین اکثر آنها در خاک آزاد هستند یا جذب کلوئیدهای نیتروژنه در خاک می شوند. بنابراین افزایش مناسب نیتروژن و هوموس موجود در خاک برای کاهش خورندگی خاک مفید است.
خاک سیستمی با ترکیب و خواص پیچیده است.خورندگی خاک نتیجه اثر هم افزایی بسیاری از عوامل است.بنابراین، یک روش ارزیابی جامع به طور کلی برای ارزیابی خورندگی خاک استفاده می شود. با ارجاع به "کد بررسی مهندسی ژئوتکنیک" (GB50021-94) و روش های آزمایش شبکه آزمایش خوردگی خاک چین، درجه خوردگی خاک را می توان به طور جامع طبق استانداردهای زیر ارزیابی کرد: (1) ارزیابی خوردگی ضعیف یا خوردگی قوی است، اگر فقط خوردگی ضعیف وجود نداشته باشد.(2) اگر خوردگی قوی وجود نداشته باشد، به عنوان خوردگی متوسط ​​ارزیابی می شود.(3) اگر یک یا دو محل خوردگی قوی وجود داشته باشد، به عنوان خوردگی قوی ارزیابی می شود.(4) اگر 3 یا بیشتر محل خوردگی قوی وجود داشته باشد، برای خوردگی شدید به عنوان خوردگی قوی ارزیابی می شود.
با توجه به مقاومت خاک، پتانسیل ردوکس، محتوای آب، محتوای نمک، مقدار pH و محتوای کلر و SO42-، درجه خوردگی نمونه‌های خاک در شیب‌های مختلف به طور جامع مورد ارزیابی قرار گرفت.
پتانسیل خوردگی عامل مهمی است که بر خوردگی شبکه محافظ شیب تأثیر می گذارد. پتانسیل های خوردگی سه شیب همگی کمتر از 200- میلی ولت است که بیشترین تأثیر را بر خوردگی مش فلزی سربالایی دارد. گرادیان پتانسیل را می توان برای قضاوت در مورد میزان جریان سرگردان در خاک استفاده کرد. تأثیر جریان های سرگردان بر روی شیب های فلزی و خوردگی میانی یک مهم است. به خصوص در شیب های میانی.میزان کل نمک محلول در خاک های شیب های بالا، میانی و تحتانی همگی بالای 500 میلی گرم بر کیلوگرم بود و اثر خوردگی بر روی شبکه حفاظتی شیب متوسط ​​بود. محتوای آب خاک عامل مهمی است که بر خوردگی شبکه های فلزی در شیب میانی و شیب های حفاظتی شدید تأثیر می گذارد. بیشترین فراوانی در خاک میان شیب، نشان می دهد که فعالیت های میکروبی مکرر و رشد سریع گیاه وجود دارد.
این تحقیق نشان می‌دهد که پتانسیل خوردگی، گرادیان پتانسیل، محتوای کل نمک محلول و محتوای آب عوامل اصلی مؤثر بر خوردگی خاک در سه شیب هستند و خورندگی خاک به عنوان قوی ارزیابی می‌شود. خوردگی شبکه حفاظتی شیب در شیب میانی جدی‌ترین مورد است که مرجعی برای طراحی ضد خوردگی راه‌آهن موجود در دسترس است. برای کاهش خوردگی خاک، تسهیل رشد گیاه و در نهایت تثبیت شیب مفید است.
نحوه استناد به این مقاله: Chen, J. et al.Effects of خاک و الکتروشیمی بر خوردگی شبکه شیب سنگ در امتداد یک خط راه آهن چینی.science.Rep.5, 14939;doi: 10.1038/srep14939 (2015).
Lin, YL & Yang, GL ویژگی‌های دینامیکی شیب‌های زیرزمینی راه‌آهن تحت تحریک زلزله. فاجعه طبیعی. 69، 219-235 (2013).
Sui Wang، J. و همکاران. تجزیه و تحلیل آسیب‌های ناشی از زلزله معمولی بزرگراه‌ها در منطقه زلزله‌زده ونچوان در استان سیچوان [J].مجله چینی مکانیک و مهندسی سنگ.28، 1250-1260 (2009).
Weilin, Z., Zhenyu, L. & Jinsong, J. تجزیه و تحلیل آسیب لرزه ای و اقدامات متقابل پل های بزرگراه در زلزله ونچوان. مجله چینی مکانیک و مهندسی سنگ.28, 1377-1387 (2009).
Lin, CW, Liu, SH, Lee, SY & Liu, CC اثر زمین لرزه چیچی بر زمین لغزش های ناشی از بارندگی های بعدی در مرکز تایوان. Engineering Geology.86, 87-101 (2006).
Koi، T. و همکاران. اثرات بلند مدت زمین لغزش های ناشی از زلزله بر تولید رسوب در حوضه کوهستانی: منطقه Tanzawa، Japan.geomorphology.101، 692-702 (2008).
Hongshuai, L., Jingshan, B. & Dedong, L. مروری بر تحقیقات بر روی تجزیه و تحلیل پایداری لرزه ای شیب های ژئوتکنیکی. مهندسی زلزله و ارتعاش مهندسی. 25, 164-171 (2005).
یو پینگ، تحقیق در مورد خطرات زمین شناسی ناشی از زلزله ونچوان در سیچوان.مجله زمین شناسی مهندسی 4، 7-12 (2008).
Ali, F. حفاظت از شیب با پوشش گیاهی: مکانیک ریشه برخی از گیاهان گرمسیری. مجله بین المللی علوم فیزیکی. 5، 496-506 (2010).
Takyu، M.، Aiba، SI & Kitayama، K. اثرات توپوگرافی بر جنگل های کوهستانی استوایی کم تحت شرایط زمین شناسی مختلف در کوه Kinabalu، بورنئو. بوم گیاهی.159، 35-49 (2002).
استوکس، A. و همکاران. ویژگی های ریشه گیاه ایده آل برای حفاظت از شیب های طبیعی و مهندسی شده از زمین لغزش. گیاهان و خاک، 324، 1-30 (2009).
De Baets، S.، Poesen، J.، Gyssels، G. و Knapen، A. اثرات ریشه های علف بر فرسایش پذیری خاک سطحی در طول جریان متمرکز. ژئومورفولوژی 76، 54-67 (2006).