Nature.com сайтына киргениңиз үчүн рахмат. Сиз колдонуп жаткан серепчи версиясы CSS үчүн чектелген колдоого ээ. Мыкты тажрыйба үчүн жаңыртылган браузерди колдонууну сунуштайбыз (же Internet Explorerде шайкештик режимин өчүрүү). Ошол эле учурда, колдоо үзгүлтүксүз болушу үчүн, биз сайтты стилдерсиз жана JavaScriptсиз көрсөтөбүз.
Изилдөө объектиси катары Суй-Чунцин темир жол капталын алуу, кыртыштын каршылык касиети, кыртыштын электрохимиясы (коррозия потенциалы, редокс потенциалы, потенциалдык градиент жана рН), кыртыштын аниондору (жалпы эрүүчү туздар, Cl-, SO42- жана) жана кыртыштын азыктанышы. калий) Ар кандай эңкейиштерде дат басуу даражасы жасалма топурактын жеке индикаторлору жана комплекстүү көрсөткүчтөрү боюнча бааланат. Башка факторлор менен салыштырганда, эңкейиштен коргоочу тордун коррозиясына суу эң чоң таасир этет, андан кийин аниондук курамы бар.Жалпы эрүүчү туз эңкейиштен коргоочу тордун коррозиясына орточо таасир этет, эңкейиштен коргоочу токтун дат басуусуна орточо таасир этет. кыртыштын үлгүлөрүнүн розиясынын даражасы комплекстүү бааланган, ал эми үстүнкү эңкейиште коррозия орточо, ал эми ортоңку жана төмөнкү капталдарда коррозия күчтүү болгон. Топурактагы органикалык заттар потенциалдуу градиент менен олуттуу байланышта болгон. Жеткиликтүү азот, жеткиликтүү калий жана колдо болгон фосфор бир кыйла кыйыр түрдө бөлүштүрүлөт. .
Темир жолдорду, автомобиль жолдорун жана суу чарба объектилерин курууда тоолордун тешиктери көп учурда сөзсүз болот. Түштүк-батышта тоолор болгондуктан, Кытайдын темир жол курулушу тоонун көп казылышын талап кылат. Ал баштапкы топуракты жана өсүмдүктөрдү бузуп, ачык аскалуу эңкейиштерди жаратат. Бул абал жер көчкүгө жана жол кыймылынын коопсуздугуна алып келет. , айрыкча, 2008-жылдын 12-майындагы Венчуань жер титирөөсүнөн кийин. Жер көчкүлөр кеңири таралган жана олуттуу жер титирөө кырсыгына айланды1.2008-жылы Сычуань провинциясындагы 4243 километр негизги магистралдык жолдорду баалоодо, жол тилкелеринде жана жантайма дубалдарда 1736 катуу жер титирөө кырсыктары болгон, бул баа берүүнүн жалпы узундугунун 39,76% түзгөн. коркунучтар жок дегенде 10 жылга созулушу мүмкүн (Тайвандагы жер титирөө) жана ал тургай 40-50 жылга чейин (Япониядагы Канто жер титирөөсү)4,5.Градиент жер титирөө коркунучуна таасир этүүчү негизги фактор болуп саналат6,7.Ошондуктан, жолдун эңкейиштерин сактоо жана анын туруктуулугун бекемдөө зарыл. тектердин капталдарында органикалык заттар, азот, фосфор жана калий сыяктуу азыктандыруучу факторлор топтолбойт, ошондой эле өсүмдүктөрдүн өсүшү үчүн зарыл болгон топурак чөйрөсү жок. Чоң эңкейиш жана жамгыр эрозиясы сыяктуу факторлордон улам жантайыңкы топурак оңой эле жоголот. Жантайыңкы чөйрө катаал, эңкейиш чөйрөсү катаал, өсүмдүктөрдүн өсүү үчүн материалдык базанын туруктуулугун камсыз кылуу үчүн зарыл шарттар жетишсиз. эңкейишти коргоо үчүн топурак - бул менин өлкөмдө эң көп колдонулган эңкейиш экологиялык калыбына келтирүү технологиясы. Чачыруу үчүн колдонулган жасалма топурак майдаланган таштан, айыл чарба жеринин топурагынан, самандан, татаал жер семирткичтен, суу сактагычтан жана жабышчаактан турат (кеңири колдонулган желимдерге портландцемент, органикалык желим жана асфальт төшөлгөн биринчи техникалык процесс: б. аска, андан кийин тикенектүү зымды качкындар жана анкердик болттор менен бекитип, аягында уруктары бар жасалма топурактарды атайын чачкыч менен эңкейишке чачыңыз. Толугу менен цинктелген 14# алмаз түрүндөгү металл сетка көбүнчө колдонулат, тор стандарты 5см×5см жана диаметри 2мм. .Металл тор топуракта коррозияга учурайт, анткени топурак өзү электролит болуп саналат жана коррозия даражасы топурактын өзгөчөлүктөрүнө жараша болот. Топурак коррозиясынын факторлорун баалоо топурактан келип чыккан металл тор эрозиясын баалоо жана жер көчкү коркунучун жоюу үчүн чоң мааниге ээ.
Өсүмдүктүн тамыры жантайыңкы турукташтырууда жана эрозияга каршы күрөшүүдө чечүүчү ролду ойнойт деп ишенишет10,11,12,13,14. Эңкейиштерди тайыз жер көчкүгө каршы турукташтыруу үчүн өсүмдүктөрдү колдонсо болот, анткени өсүмдүктөрдүн тамырлары жер көчкүлөрдүн алдын алуу үчүн топуракты бекемдей алат15,16,17. Бак-дарактуу өсүмдүктөр, өзгөчө бак-дарактар, тайыз жерлерди жана каптал бурчтуу түзүлүштөрдү коргоого жардам берет18. Топурактагы бекемдөөчү үймөктөрдүн ролун аткарган өсүмдүктөрдүн системалары. Тамыр архитектурасынын үлгүлөрүнүн өнүгүшү гендер менен шартталган жана бул процесстерде топурактын чөйрөсү чечүүчү ролду ойнойт. Металлдардын коррозиясы кыртыштын чөйрөсүнө жараша өзгөрөт. он миллиондогон жылдар бою тышкы чөйрө менен ар кандай организмдердин ортосундагы22,23,24. Жыгач өсүмдүктөрү туруктуу тамыр системасын жана экосистеманы түзө электе, металл тордун тоо тектери жана жасалма топурак менен айкалышып, коопсуз иштей алабы, бул табигый экономиканын өнүгүшүнө, жашоонун коопсуздугуна жана экологиялык чөйрөнүн жакшырышына түздөн-түз байланыштуу.
Бирок, металлдардын коррозиясы чоң жоготууларга алып келиши мүмкүн. 1980-жылдардын башында Кытайда химиялык машиналар жана башка тармактар ​​боюнча жүргүзүлгөн сурамжылоого ылайык, металл коррозиясынан келип чыккан жоготуулар өндүрүштүн жалпы наркынын 4% ын түзгөн.Ошондуктан, коррозия механизмин изилдөө жана коргоо чараларын көрүү чоң мааниге ээ. метаболиттер материалдарды коррозияга учурашы мүмкүн, жана адашкан агымдар да коррозияга алып келиши мүмкүн.Ошондуктан, топуракка көмүлгөн металлдардын коррозиясын алдын алуу маанилүү. Азыркы учурда көмүлгөн металл коррозиясы боюнча изилдөөлөр негизинен (1) көмүлгөн металл коррозиясына таасир этүүчү факторлорго багытталган25;(2) металлды коргоо ыкмалары26,27;(3) металлдын коррозиясынын даражасын баалоо ыкмалары28;Ар кандай чөйрөлөрдөгү коррозия. Бирок, изилдөөдө бардык кыртыштар табигый болгон жана жетиштүү топурак түзүү процесстеринен өткөн. Бирок, темир жол тектеринин капталдарынын топурактын жасалма эрозиясы жөнүндө эч кандай маалымат жок.
Башка жегичтүү чөйрөлөргө салыштырмалуу, жасалма топурак өтүмсүздүк, гетерогендүүлүк, мезгилдүүлүк жана региондук мүнөздөмөлөргө ээ. Жасалма топурактагы металл коррозиясы металлдар менен жасалма топурактардын ортосундагы электрохимиялык өз ара аракеттенүүдөн пайда болот. Тубаса факторлордон тышкары, металл коррозиясынын ылдамдыгы, ошондой эле курчап турган чөйрөнүн ар түрдүүлүгүнөн көз каранды, мисалы, металлдын коррозиясынын ылдамдыгы. йген, жалпы эрүүчү туз, анион жана металл иондорунун курамы, рН, топурак микробдору30,31,32.
30 жылдык практикада аскалуу боорлордогу жасалма топурактарды кантип биротоло сактап калуу маселеси көйгөй жаратып келет33. Топурак эрозиясынан улам 10 жыл кол менен багуудан кийин кээ бир боорлордо бадалдар же бак-дарактар ​​өсө албайт. Металл тордун бетиндеги кир кээ бир жерлерде жууп кеткен. Коррозиядан улам кээ бир металл сеткалары талкаланып, ылдый жагында бардык изилдөөлөр жоголуп кеткен. темир жол капталынын коррозиясы негизинен темир жол подстанциясынын жерге туташтыргыч торунун коррозиясына, жеңил рельс аркылуу пайда болгон адашкан токтун коррозиясына жана темир жол көпүрөлөрүнүн34,35, рельстердин жана башка унаа жабдууларынын коррозиясына багытталган36.Темир жолдун эңкейиштерин коргоо металл торунун коррозиясы жөнүндө эч кандай билдирүүлөр болгон эмес. Сюйю темир жолунун эңкейиши, топурактын касиеттерин баалоо аркылуу металлдын коррозиясын болжолдоо жана кыртыштын экосистемасын калыбына келтирүү жана жасалма жол менен калыбына келтирүү үчүн теориялык жана практикалык негизди камсыз кылуу. Эңкейиш жасалма.
Сыноо аянты Сычуандын адырлуу аймагында (30°32′N, 105°32′E) Сюйнинг темир жол станциясынын жанында жайгашкан.Аянт Сычуань ойдуңунун ортосунда, жапыз тоолор жана дөңсөөлөр менен, жөнөкөй геологиялык түзүлүшү жана тегиз рельефи менен жайгашкан. кызгылт көк кум жана ылай таш. Бүтүндүгү начар, аска блоктуу түзүлүшкө ээ. Изилдөө аймагы эрте жазда, ысык жайда, кыска күздө жана кыштын аягында мезгилдик мүнөздөмөлөрү бар субтропикалык нымдуу муссондук климатка ээ. Жаан-чачын көп, жарык жана жылуулук ресурстары көп, үшүк жүрбөй турган мезгил узак (орточо 285 күн, климаттын орточо температурасы 4°C, орточо температура 1°C). айы (август) 27,2°С, эң жогорку температурасы 39,3°С. Эң суук ай январь (орточо температура 6,5°С), экстремалдуу минимум температурасы -3,8°С, жылдык орточо жаан-чачыны 920 мм, негизинен июль жана август айларында топтолгон. Жаан-чачын жазында, жайында жана көп жаайт.Жылдын ар бир мезгилинде жаан-чачындын үлүшү тиешелүүлүгүнө жараша 19-21%, 51-54%, 22-24% жана 4-5% түзөт.
Изилдөө аянты 2003-жылы курулган Ю-Суй темир жолунун эңкейишинде болжол менен 45° эңкейиш. 2012-жылдын апрелинде ал Суйнинг темир жол станциясынан 1 км аралыкта түштүктү караган.Табигый эңкейиш көзөмөл катары колдонулган. Жантайыңкы экологиялык калыбына келтирүү экологиялык калыбына келтирүү үчүн чет элдик топурак чачуу технологиясын кабыл алат. Темир жол капталындагы эңкейиштин бийиктигине ылайык, жантайыңкы эңкейишке, ортоңку эңкейишке жана эңкейишке бөлүнөт (2-сүрөт). кыртыштын металл торунун коррозия продуктуларын юцион, биз бир гана дат баспас болоттон жасалган күрөк менен топурактын бетин 0-8cm алуу үчүн колдонобуз. Ар бир эңкейиш позициясы үчүн төрт репликация орнотулган, ар бир репликада 15-20 туш келди үлгү алуу пункттары. Ар бир репликация 15-20 кокустуктун аралашмасы. кайра иштетүү үчүн полиэтилен ziplock баштыктар. Топурак табигый түрдө абада кургатылган, ал эми шагыл, жаныбарлардын жана өсүмдүктөрдүн калдыктары алынып, агат таякчасы менен майдаланган жана одоно бөлүкчөлөрдөн башка 20 көздүү, 100 көздүү нейлон электен өткөрүлөт.
Топурак каршылыгы Shengli Instrument Company тарабынан чыгарылган VICTOR4106 жерге туташтыруу каршылык сыноочу менен өлчөнгөн;кыртыштын каршылыгы талаада өлчөнгөн;топурактын нымдуулугу кургатуу ыкмасы менен өлчөнөт. DMP-2 көчмө санариптик mv/pH аспабы кыртыштын коррозия потенциалын өлчөө үчүн жогорку кириш импедансына ээ. Потенциалдык градиент жана редокс потенциалы DMP-2 көчмө санариптик mv/pH менен аныкталды, топурактагы жалпы эрүүчү туз калдыктарды кургатуу ыкмасы менен аныкталды, ошондуктан, NO3 титрлөө ыкмасы менен аныкталды. сульфаттын курамы кыйыр EDTA титрлөө ыкмасы менен аныкталды, топурактын карбонатын жана бикарбонатын аныктоо үчүн кош индикатордук титрлөө ыкмасы, топурактын органикалык заттарын аныктоо үчүн калий дихроматтык кычкылдануу жылытуу ыкмасы, топурактын щелочтуу гидролизинде азотту аныктоо үчүн щелоч эритмеси диффузия ыкмасы, H2SO4-HClO4 сиңирүүнүн жалпы түстүү мазмуну жана Mo-phostricusphorSb бар. топурактагы Олсен методу менен (экстрагант катары 0,05 моль/л NaHCO3 эритмеси) жана топуракта калийдин жалпы курамы натрий гидроксидинин синтездик жалын фотометриясы менен аныкталган.
Эксперименттик маалыматтар алгач системалаштырылган. SPSS Statistics 20 орточо, стандарттык четтөө, бир тараптуу ANOVA жана адамдын корреляциялык анализин аткаруу үчүн колдонулган.
1-таблицада ар түрдүү жантаймалуу топурактын электромеханикалык касиеттери, аниондору жана азыктандыруучу элементтери келтирилген. Коррозия потенциалы, кыртыштын каршылыгы жана ар түрдүү жантайыңкылардын чыгыш-батыш потенциалы градиентинин баары маанилүү болгон (P <0,05). Эңкейиште, орто эңкейиште жана табигый эңкейиште редокс потенциалы олуттуу болгон (P <0,05, түндүккө карай потенциал). ient, өйдө>ылдыйкы>орто эңкейиште.Топурактын рН мааниси ылдыйкы>өйдөлүш>ортоңку эңкейиш>табигый эңкейиш тартибинде болгон.Жалпы эрүүчү туз, табигый жантаюу темир жол эңкейишине караганда кыйла жогору болгон (P <0,05). Үчүнчү сорттогу эң эриүүчү туздун жалпы курамы жана темир жолдун жалпы режими 0,0 ден жогору. металл коррозиясы. Топурактагы органикалык заттардын курамы табигый жантайыңда эң көп, ал эми ылдый жакта эң аз (P <0,05) болгон.колдо болгон азоттун эң жогорку деңгээли ылдыйкы жана ортоңку эңкейиште, ал эми эң азы табигый эңкейиште болгон;темир жолдун эңкейишиндеги жана эңкейишиндеги азоттун жалпы көлөмү азыраак болгон, бирок азоттун бар болгондугу жогору болгон. Бул өйдө жана ылдый жактагы органикалык азоттун минералдашуу ылдамдыгы тез экенин көрсөтүп турат. Колдогу калийдин мазмуну колдо болгон фосфор менен бирдей.
Топурак каршылыгы электр өткөрүмдүүлүктү көрсөтүүчү индекс жана кыртыштын коррозиясын аныктоо үчүн негизги параметр болуп саналат. Кыртыштын каршылыгына таасир этүүчү факторлорго нымдуулук, жалпы эрүүчү туздун мазмуну, рН, кыртыштын текстурасы, температура, органикалык заттардын курамы, кыртыштын температурасы жана тыгыздыгы кирет. rosivity ар кандай өлкөлөрдө кеңири колдонулган ыкма. 1-таблицада ар бир индекс үчүн коррозиялуулуктун деңгээлин баалоо критерийлери көрсөтүлгөн37,38.
Менин өлкөмдөгү сыноолордун натыйжалары жана стандарттары боюнча (1-таблица), эгерде кыртыштын коррозиялык касиети топурактын өздүк каршылыгы менен гана бааланса, эңкейиштеги кыртыш жогорку коррозияга дуушар болот;эңкейиштеги топурак орточо коррозиялык;ортоңку эңкейиште жана табигый эңкейиште кыртыштын коррозиялуулугу салыштырмалуу төмөн.
Эңкейиштеги эңкейиштеги топурактын каршылыгы эңкейиштин башка бөлүктөрүнө караганда бир кыйла төмөн, бул жаан эрозиясынан келип чыгышы мүмкүн. Эңкейиштеги топурактын үстүнкү катмары суу менен ортоңку эңкейишке агып кетет, андыктан өйдө жактагы эңкейиштен коргоочу тор топурак катмарына жакын болот. Кээ бир металл торчолор ачыкка чыгып, ал тургай абада асылып калган (1;үймөктөрдүн аралыгы 3 м;Үймөктөрдү айдоо тереңдиги 15 смден төмөн болгон. Жылаңач металл тор жана кабык дат өлчөө натыйжаларына тоскоол болушу мүмкүн. Ошондуктан, кыртыштын коррозиясын топурактын өздүк каршылык индекси менен гана баалоо ишенимсиз. Коррозияны комплекстүү баалоодо эңкейиштеги топурактын өздүк каршылыгы каралбайт.
Салыштырмалуу нымдуулуктун жогору болгондугуна байланыштуу, Сычуань аймагындагы көп жылдык нымдуу аба абага дуушар болгон металл сетка топуракка көмүлгөн металл сеткага караганда олуттуу коррозияга алып келет39. Зым тордун абага таасир этиши кызмат мөөнөтүн кыскартууга алып келиши мүмкүн, бул тоо бетиндеги топурактарды туруксуздаштырууга алып келиши мүмкүн. Топурактын жоголушу өсүмдүктөрдүн, өзгөчө өсүмдүктөрдүн, жыгачтын тамырынын өсүшүн кыйындатат. Ошол эле учурда, өсүмдүктөрдүн өсүшү топурактын сапатын жакшыртат жана топурактын курамындагы чириндисин көбөйтөт, бул сууну кармап гана тим болбостон, жаныбарлар менен өсүмдүктөрдүн өсүшүнө жана көбөйүшүнө жакшы чөйрөнү камсыздайт, ошону менен топурактын жоготууларын азайтат. Ошондуктан, курулуштун алгачкы этабында көбүрөөк жыгач үрөндөрүн себүү керек, ошондой эле үстүнкү катмарды коргоо үчүн тынымсыз себүү жана сууну азайтуу үчүн агент менен жаап туруу керек. жамгыр суусу менен эңкейиш кыртыштын эрозиясы.
Коррозия потенциалы үч деңгээлдүү эңкейиште эңкейиштен коргоочу тордун коррозиясына таасир этүүчү маанилүү фактор болуп саналат жана эң бийик эңкейишке эң чоң таасирин тийгизет (2-таблица). Кадимки шарттарда, коррозия потенциалы берилген чөйрөдө көп деле өзгөрбөйт. Адашкан агымдар байкалаарлык өзгөрүүнүн себеби болушу мүмкүн. коомдук транспорт системасы. Транспорт системасынын өнүгүшү менен, менин өлкөмдүн темир жол транспорт системасы масштабдуу электрлештирүү жетишти, жана электрлештирилген темир жолдордон туруктуу токтун агып келип көмүлгөн металлдардын коррозиясын этибарга албай коюуга болбойт. Азыркы учурда, топурактын потенциал градиентин колдонууга болот. адашкан ток аз;потенциалдуу градиент 0,5 мв/мден 5,0 мв/мге чейинки диапазондо болгондо, адашкан ток орточо болуп саналат;Потенциалдуу градиент 5,0 мв/м жогору болгондо, адашкан токтун деңгээли жогору болот. Ортоңку эңкейиштин, өйдө-ылдый жана ылдый эңкейиштин потенциалдуу градиентинин (EW) калкыма диапазону 3-сүрөттө көрсөтүлгөн. Калкыма диапазон боюнча, агымдын чыгыш-батыш жана түндүк-түштүк багыттарында орточо адашкан агымдар бар. орто жантайыңкы жана ылдый эңкейиште, өзгөчө орто эңкейиште металл торлордун коррозиясы.
Жалпысынан кыртыштын редокстук потенциалы (Eh) 400 мВ жогору болсо кычкылдануу жөндөмдүүлүгүн көрсөтөт, 0-200 мВ жогору болсо - орточо редукциялоо жөндөмдүүлүгү, ал эми 0 мВ төмөн - чоң редукциялоо жөндөмдүүлүгү. Топурактын редокстук потенциалы канчалык төмөн болсо, кыртыштын микроорганизмдеринин металлдарга чейин коррозияга жөндөмдүүлүгү ошончолук чоң болот44. Үч капталдагы кыртыштын редокс потенциалы 500 мВдан ашкан жана коррозия деңгээли өтө аз болгон. Бул эңкейиш жердин кыртыштын желдетүү абалы жакшы экенин көрсөтүп турат, бул кыртыштагы анаэробдук микроорганизмдердин коррозиясына шарт түзбөйт.
Мурунку изилдөөлөр топурактын эрозиясына топурактын рН таасири ачык экенин аныкташкан. рН маанисинин өзгөрүшү менен металл материалдарынын коррозия ылдамдыгы олуттуу таасир этет.Топурактын рНы аймак менен тыгыз байланышта жана кыртыштагы микроорганизмдер45,46,47.Жалпысынан алганда, топурактагы рНнын таасири анча чоң эмес. үч темир жол капталынын баары щелочтуу, ошондуктан металл тордун коррозиясына рН таасири начар.
3-таблицадан көрүнүп тургандай, корреляциялык анализ көрсөткөндөй, редокс потенциалы менен эңкейиш абалы олуттуу оң корреляцияга ээ (R2 = 0,858), коррозия потенциалы жана потенциалдык градиент (SN) олуттуу оң корреляцияга ээ (R2 = 0,755), ал эми редокс потенциалы менен потенциалдык градиент (SN) олуттуу түрдө оң корреляцияланган (R2 = R0).Потенциалдуу жана рН (R2 = -0,724) ортосунда олуттуу терс корреляция бар болчу. Жантайыңкы абал редокс потенциалы менен олуттуу оң корреляцияланган. Бул ар кандай жантайыңкы позициялардын микрочөйрөсүндө айырмачылыктар бар экенин көрсөтүп турат, ал эми топурак микроорганизмдери редокс потенциалы менен тыгыз байланышта экенин көрсөтөт48, 49, 50. жана Eh маанилери топурактын редокс процессинде ар дайым синхрондуу өзгөргөн эмес, бирок терс сызыктуу байланышка ээ болгон. Металл коррозия потенциалы электрондорду алуу жана жоготуу салыштырмалуу жөндөмдүүлүгүн көрсөтө алат. Коррозия потенциалы потенциалдык градиент (SN) менен олуттуу оң корреляцияланган болсо да, потенциалдуу градиент металлдын электрондордун оңой жоголушу менен шартталышы мүмкүн.
Топурактагы жалпы эрүүчү туздун курамы топурактын коррозиясына тыгыз байланыштуу.Жалпы айтканда, топурактын туздуулугу канчалык жогору болсо, топурактын каршылыгы ошончолук төмөн болот, ошентип кыртыштын туруктуулугу жогорулайт.Топурактын электролитинде аниондор жана ар кандай диапазондор гана эмес, коррозия таасири да негизинен карбонаттар, хлориддер жана сульфаттар аркылуу, туздун жалпы курамына кыйыр түрдө таасир этет. металлдардагы электрод потенциалынын таасири жана топурактын кычкылтектин эригичтиги53 сыяктуу.
Топурактагы эрүүчү туз менен диссоциацияланган иондордун көбү түздөн-түз электрохимиялык реакцияларга катышпайт, бирок кыртыштын өздүк каршылыгы аркылуу металл коррозиясына таасир этет. Топурак туздуулугу канчалык жогору болсо, кыртыштын өткөргүчтүгү ошончолук күчтүү болот жана кыртыштын эрозиясы ошончолук күчтүү болот. Табигый жантаймалардын кыртышынын туздуулугу темир жол капталдарына караганда бир кыйла жогору, бул табигый жантаймаларга караганда, бул фактыдан улам келип чыгышы мүмкүн. топурак жана суу сакталышы. Дагы бир себеби табигый эңкейиште жетилген топурак пайда болушу мүмкүн (тектин бузулушунан пайда болгон топурактын негизги материалы), бирок темир жолдун жантайма топурагы “жасалма топурактын” матрицасы катары майдаланган таш сыныктарынан турат жана жетиштүү топурак түзүү процессинен өтө элек.Пайдалуу кендер чыккан эмес. Мындан тышкары, табигый капталдардын терең кыртышындагы туз иондору жер үстүндөгү буулануу учурунда капиллярдык аракет аркылуу көтөрүлүп, жер үстүндөгү топуракта топтолуп, анын натыйжасында жер үстүндөгү топурактагы туз иондорунун курамы көбөйөт. Темир жолдун жантайма жеринин кыртышынын калыңдыгы 20 смден аз, натыйжада кыртыштын үстүнкү катмары туздун терең катмарына сиңе албай калат.
Позитивдүү иондор (мисалы, K+, Na+, Ca2+, Mg2+, Al3+ ж.б.) топурактын коррозиясына анчалык деле таасир этпейт, аниондор коррозиянын электрохимиялык процессинде олуттуу роль ойнойт жана металл коррозиясына олуттуу таасирин тийгизет.Cl- мазмуну канчалык жогору болсо, топурактын коррозиясы ошончолук күчтүү болот. SO42- болоттун коррозиясын гана эмес, ошондой эле кээ бир бетон материалдарында коррозияга алып келет54.Ошондой эле темирди коррозияга учуратат. Бир катар кислота топурак эксперименттеринде коррозия ылдамдыгы топурактын кычкылдыгына 55.Хлорид жана сульфат пропорционалдуу экени аныкталган. щелочтуу топурактагы көмүртек болоттун коррозия салмагын жоготуу хлорид жана сульфат иондорунун кошулушуна дээрлик пропорционалдуу экенин көрсөтүштү56,57.Ли ж.б.SO42- коррозияга тоскоол болушу мүмкүн, бирок буга чейин пайда болгон коррозия чуңкурларынын өнүгүшүнө өбөлгө түзөрүн аныкташкан58.
Топурактын коррозияга жөндөмдүүлүгүн баалоо стандартына жана сыноонун натыйжаларына ылайык, ар бир жантайма топурактын үлгүсүндөгү хлорид ионунун курамы 100 мг/кгдан жогору болгон, бул топурактын күчтүү коррозиялуулугун көрсөтүп турат. Тоолуу жана ылдый жактагы эңкейиштердеги сульфат ионунун мазмуну 200 мг/кгдан жогору жана 500 мг/кгдан төмөн болгон, ал эми топурактагы корропатка караганда сульфат ионунун мазмуну орточо деңгээлде болгон. 00mg / кг, жана кыртыштын коррозиясы начар болот. Топурак чөйрөсү жогорку концентрацияны камтыса, реакцияга катышып, металл электроддун бетинде коррозия масштабын пайда кылат, ошону менен коррозия реакциясын жайлатат. Концентрациясы көбөйгөндө, масштаб күтүлбөгөн жерден бузулушу мүмкүн, ошону менен дат басуу ылдамдыгын абдан тездетет;концентрациясы жогорулаган сайын, коррозия масштабы металл электроддун бетин жаап, коррозия ылдамдыгы кайрадан жайлоо тенденциясын көрсөтөт59.Изилдөө топурактын курамында азыраак болгонун жана ошондуктан коррозияга аз таасир эткенин көрсөттү.
4-таблицага ылайык, жантайыңкы жана топурак аниондорунун ортосундагы корреляция эңкейиш менен хлорид иондорунун ортосунда олуттуу оң корреляция (R2=0,836) жана эңкейиш менен жалпы эрүүчү туздар (R2=0,742) ортосунда олуттуу оң корреляция бар экенин көрсөттү.
Бул жер бетиндеги агындылар жана кыртыштын эрозиясы топурактагы жалпы эрүүчү туздардын өзгөрүшүнө жооптуу болушу мүмкүн экенин көрсөтүп турат. Жалпы эрүүчү туздар менен хлорид иондорунун ортосунда олуттуу оң корреляция бар болчу, бул жалпы эрүүчү туздар хлорид иондорунун бассейни болуп саналат жана жалпы эрүүчү туздардын мазмуну хлориддердин курамын аныктайт, ал эми хлорид эритмелериндеги олуттуу айырмачылыктарды биз билебиз. металл тор бөлүгүнүн розиясы.
Органикалык заттар, жалпы азот, колдо болгон азот, колдо болгон фосфор жана жеткиликтүү калий кыртыштын сапатына жана тамыр системасы тарабынан азык сиңирүүсүнө таасир этүүчү негизги азык болуп саналат. 2003-ж., бул жасалма топурак 9 жыл гана органикалык заттардын топтолушун башынан өткөрдү дегенди билдирет. Жасалма топурактын өзгөчөлүгүнө байланыштуу, жасалма топурактагы азык заттарды жакшы түшүнүү зарыл.
Изилдөө көрсөткөндөй, органикалык заттардын курамы кыртыштын бүт пайда болуу процессинен кийин табигый жантайыңкы топуракта эң көп болот. Эң аз жантайыңкы топурактын органикалык заттары эң аз болгон. Аба ырайынын жана жер үстүндөгү агындылардын таасиринен кыртыштын азыктандыруучу заттары эңкейиште жана эңкейиште чогулуп, гумустун калың катмарын пайда кылат. Бирок, майда бөлүкчөлөр жана органикалык майда бөлүкчөлөрдүн туруктуулугу начар болгондуктан, жеңил жана начар. микроорганизмдер тарабынан.Изилдөөнүн жыйынтыгында эңкейиштеги жана ылдыйкы эңкейиштеги өсүмдүктөрдүн каптоосу жана ар түрдүүлүгү жогору, бирок бир тектүүлүгү төмөн болгон, бул жер бетиндеги азыктардын бирдей эмес бөлүштүрүлүшүнө алып келиши мүмкүн. Гумустун калың катмары сууну кармап, топурактын организмдери активдүү. Мунун баары кыртыштагы органикалык заттардын ажыроосун тездетет.
Өйдө эңкейиште, ортоңку эңкейиште жана ылдый жактагы темир жолдордо щелоч-гидролизденген азоттун курамы табигый эңкейишке караганда жогору болгон, бул темир жол капталындагы органикалык азоттун минералдашуу ылдамдыгы табигый эңкейишке караганда бир кыйла жогору болгондугун көрсөтүп турат. Бөлүкчөлөр канчалык кичине болсо, топурактын микроорганизмдеринин түзүлүшү, дегрегациясынын түзүлүшү жеңил болот. es, жана минералдаштырылган органикалык азоттун бассейни канчалык көп болсо60,61. 62 изилдөөнүн натыйжаларына ылайык, темир жол капталдарынын топурагында майда бөлүкчөлөрдүн агрегаттарынын мазмуну табигый эңкейиштерге караганда бир кыйла жогору болгон. Ошондуктан, рельстеги жер семирткичтердин, органикалык заттардын жана азоттун камтылышын жогорулатуу, рельстин туруктуулугун жакшыртуу үчүн тиешелүү чараларды көрүү керек. Колдо болгон фосфордун жана калийдин калдыктары жер үстүндөгү агындылардан келип чыккан темир жол жантаймасынын жалпы жоготуусунун 77,27%дан 99,79%ке чейинкисин түздү. Жер үстүндөгү агындылар жантайма топурактарда аш болумдуу заттардын жоголушуна негизги себепкер болушу мүмкүн63,64,65.
4-таблицада көрсөтүлгөндөй, эңкейиш абалы менен колдо болгон фосфордун ортосунда олуттуу оң корреляция бар (R2=0,948) жана жантайыңкы абалы менен жеткиликтүү калийдин ортосундагы корреляция бирдей болгон (R2=0,898). Бул эңкейиш позициясы колдогу фосфордун жана колдогу калийдин мазмунуна таасир этээрин көрсөтүп турат.
Градиент топурактын органикалык заттардын курамына жана азот менен байытылышына таасир этүүчү маанилүү фактор болуп саналат66, ал эми градиент канчалык аз болсо, байытуу ылдамдыгы ошончолук чоң болот. Топурактагы аш болумдуу заттарды байытуу үчүн аш болумдуу заттардын жоготуусу алсырап, жантайма абалынын топурактын органикалык заттарынын мазмунуна жана жалпы азоттун байытылышына тийгизген таасири ачык-айкын болгон эмес. органикалык кислоталар топурактагы фосфорду жана калийди бекитүү үчүн пайдалуу. Демек, эңкейиштин абалы менен колдо болгон фосфордун, жантайың абалы менен жеткиликтүү калийдин ортосунда олуттуу корреляция бар.
Топурак азыктары менен топурактын коррозиясынын ортосундагы байланышты тактоо үчүн корреляцияны талдоо керек. 5-таблицада көрсөтүлгөндөй, редокс потенциалы колдо болгон азот менен олуттуу терс корреляцияланган (R2 = -0,845) жана колдо болгон фосфор менен олуттуу оң корреляцияланган (R2 = 0,842) жана мүмкүн болгон кызыл калийдин (кызыл калийдин =802 сапатын чагылдырат). адатта топурактын кээ бир физикалык жана химиялык касиеттери менен таасир эткен редокс, андан кийин топурактын касиеттеринин бир катар таасирин тийгизет.Ошондуктан, ал топурактын аш болумдуу трансформациясынын багытын аныктоодо маанилүү фактор болуп саналат.67.Different редокс сапаттары ар кандай абалга жана азыктандыруучу факторлордун болушуна алып келиши мүмкүн.
Металл касиеттеринен тышкары, коррозия потенциалы топурактын касиеттери менен да байланыштуу. Коррозия потенциалы органикалык заттар менен олуттуу терс корреляцияланган, бул органикалык заттын коррозияга потенциалдуу таасирин тийгизгендигин көрсөтүп турат. Мындан тышкары, органикалык заттар да потенциалдуу градиент (SN) (R2 = -0,713) жана сульфат иону (R2 = 0,713) менен олуттуу терс корреляция болгон жана сульфат ион..Топурактын рН жана жеткиликтүү калий ортосунда олуттуу терс корреляция бар болчу (R2 = -0,728).
Жеткиликтүү азот жалпы эрүүчү туздар жана хлорид иондору менен олуттуу терс корреляцияда болгон, ал эми колдо болгон фосфор жана жеткиликтүү калий жалпы эрүүчү туздар жана хлорид иондору менен олуттуу оң корреляцияда болгон. Бул колдо болгон аш болумдуу заттын жалпы эрүүчү туздардын жана хлорид иондорунун жана эрүүчү иондордун көлөмүнө олуттуу таасир эткенин көрсөттү. колдо болгон азыктардын. Жалпы азот сульфат иону менен олуттуу терс корреляцияланган, ал эми бикарбонат менен олуттуу оң корреляцияланган, бул жалпы азот сульфаттын жана бикарбонаттын курамына таасирин тийгизгендигин көрсөтүп турат. Өсүмдүктөр сульфат иондоруна жана бикарбонат иондоруна аз суроо-талапка ээ, андыктан алардын көбү soilB a favourium soilcarbonate иондору менен сиңишет. топурактагы азот жана сульфат иондору топуракта азоттун болушун азайтат.Ошондуктан, топурактагы азоттун жана гумустун мазмунун тийиштүү түрдө көбөйтүү топурактын коррозиясын азайтуу үчүн пайдалуу.
Топурак татаал курамы жана касиеттери бар система.Топурак коррозиясы көптөгөн факторлордун синергетикалык аракетинин натыйжасы болуп саналат.Ошондуктан, комплекстүү баалоо ыкмасы жалпысынан кыртыштын коррозиясын баалоо үчүн колдонулат. "Geotechnical Engineering изилдөө кодексине" (GB50021-94) жана Кытай Топурак коррозия сыноо тармагынын сыноо ыкмаларына шилтеме берүү менен, топурактын коррозия класс комплекстүү баалоого болот төмөнкүдөй стандарттарга ылайык коррозия, алсыз гана: орточо коррозия же күчтүү коррозия жок;(2) катуу коррозия болбосо, ал орточо коррозия катары бааланат;(3) катуу коррозия болгон бир же эки жер болсо, ал күчтүү коррозия катары бааланат;(4) эгерде 3 же андан көп күчтүү коррозия болгон жерлер болсо, ал катуу коррозия үчүн күчтүү коррозия катары бааланат.
Кыртыштын өздүк каршылыгына, редокс потенциалына, суунун курамына, туздун курамына, рН маанисине жана Cl- жана SO42- мазмунуна ылайык, ар кандай жантаймалардагы кыртыштын үлгүлөрүнүн коррозия даражалары ар тараптуу бааланган. Изилдөөнүн натыйжалары бардык капталдардагы топурактардын коррозияга жөндөмдүү экендигин көрсөттү.
Коррозия потенциалы эңкейиштен коргоочу тордун коррозиясына таасир этүүчү маанилүү фактор болуп саналат. Үч эңкейиштин коррозия потенциалы -200мв дан төмөн, бул бийиктиктеги металл торунун коррозиясына эң чоң таасирин тийгизет. Потенциалдык градиент топурактагы адашкан агымдын чоңдугун аныктоо үчүн колдонулушу мүмкүн. Үстүнкү, ортоңку жана төмөнкү эңкейиштердеги топурактагы жалпы эрүүчү туздун көлөмү 500 мг/кгдан жогору болгон жана эңкейиштин коргоочу торуна коррозияга каршы таасири орточо болгон. Топурактагы суунун мазмуну эңкейиште жана ылдый жактагы металл торлордун коррозиясына таасир этүүчү маанилүү фактор болуп саналат жана эңкейиштеги эңкейиштердин коррозиясына көбүрөөк таасир этет. тез-тез микробдук иш-аракеттер жана өсүмдүктөрдүн тез өсүшү бар экенин.
Изилдөө көрсөткөндөй, коррозия потенциалы, потенциалдуу градиент, жалпы эрүүчү туздун курамы жана суунун курамы үч эңкейиште кыртыштын коррозиясына таасир этүүчү негизги факторлор болуп саналат, ал эми кыртыштын коррозиясы күчтүү деп бааланат. Жантайма коргоо тармагынын коррозиясы орто эңкейиште эң олуттуу болуп саналат, бул темир жолдун коррозияга каршы конструкциясына шилтеме берет жана темир жолдун кошумча органикалык жер семирткичтерин кошумчалайт. кыртыштын коррозиясын азайтуу, өсүмдүктөрдүн өсүшүн жеңилдетүү жана акырында эңкейишти турукташтыруу үчүн.
Бул макаланы кантип келтирсе болот: Chen, J. et al. Effects of tour content and electrochemistry on the corrosion of stones lines along a Chinese railway line.science.Rep.5, 14939;doi: 10.1038/srep14939 (2015).
Lin, YL & Yang, GL Жер титирөөнүн козголуусу астында темир жол астындагы эңкейиштердин динамикалык мүнөздөмөлөрү. табигый кырсык.69, 219–235 (2013).
Суй Ванг, Дж. ж.б. Сычуань провинциясынын Вэнчуань жер титирөөдөн жабыркаган аймагындагы шоссе жолдорунун типтүү жер титирөөлөрүнүн анализи [J].China Journal of Rock Mechanics and Engineering.28, 1250–1260 (2009).
Weilin, Z., Zhenyu, L. & Jinsong, J. Сейсмикалык зыянды талдоо жана Wenchuan жер титирөөдө автожол көпүрөлөрүнүн каршы чаралары. China Journal of Rock Mechanics and Engineering.28, 1377–1387 (2009).
Lin, CW, Liu, SH, Lee, SY & Liu, CC Taiwan.Engineering Geology.86, 87-101 (2006).
Koi, T. et al. Жер титирөөдөн улам пайда болгон жер көчкүлөрдүн тоолуу суу бөлгүчтөгү чөкмөлөрдүн өндүрүшүнө узак мөөнөттүү таасири: Танзава аймагы, Япония.geomorphology.101, 692–702 (2008).
Hongshuai, L., Jingshan, B. & Dedong, L. Геотехникалык жантаймалардын сейсмикалык туруктуулугун талдоо боюнча изилдөөлөрдү карап чыгуу. Жер титирөө инженериясы жана инженердик Vibration.25, 164–171 (2005).
Юэ Пинг, Сычуандагы Вэнчуань жер титирөөсүнөн улам келип чыккан геологиялык коркунучтарды изилдөө.Journal of Engineering Geology 4, 7–12 (2008).
Али, F. Өсүмдүктөр менен эңкейиштерди коргоо: кээ бир тропикалык өсүмдүктөрдүн тамыр механикасы. International Journal of Physical Sciences.5, 496–506 (2010).
Takyu, M., Aiba, SI & Kitayama, K. Mount Kinabalu, Borneo.Plant Ecology.159, 35-49 (2002) ар кандай геологиялык шарттарда тропикалык жапыз тоо токойлоруна топографиялык таасирлери.
Stokes, A. et al. Ideal өсүмдүк тамыры мүнөздөмөлөрү табигый жана инженердик капталдарды жер көчкүлөрдөн коргоо үчүн. Өсүмдүктөр жана Топурактар, 324, 1-30 (2009).
De Baets, S., Poesen, J., Gyssels, G. & Knapen, A. Effects on the toprağın erodibility концентрацияланган агын учурунда чөп тамырлары. Geomorphology 76, 54-67 (2006).