Dėkojame, kad apsilankėte Nature.com. Naudojama naršyklės versija palaiko ribotą CSS. Kad gautumėte geriausią patirtį, rekomenduojame naudoti atnaujintą naršyklę (arba išjungti suderinamumo režimą „Internet Explorer“). Tuo tarpu, norėdami užtikrinti nuolatinį palaikymą, svetainę rodysime be stilių ir „JavaScript“.
Tiriant Sui-Chongqing geležinkelio šlaitą, dirvožemio varža, dirvožemio elektrochemija (korozijos potencialas, redokso potencialas, potencialo gradientas ir pH), dirvožemio anijonai (bendras tirpių druskų, Cl-, SO42- ir) ir dirvožemio mityba. jonų laipsnis vertinamas pagal individualius rodiklius ir kompleksinius dirbtinio grunto rodiklius. Palyginti su kitais veiksniais, didžiausią įtaką šlaito apsauginio tinklo korozijai turi vanduo, po to – anijonų kiekis. Bendra tirpi druska vidutiniškai veikia šlaito apsauginio tinklo koroziją, o klajojanti srovė – vidutinį poveikį šlaito apsaugos tinklo korozijai, nuolydis – viršutinis korozijos ir dirvožemio mėginio korozija, o korozija – visapusis. Rozija viduriniuose ir apatiniuose šlaituose buvo stipri. Organinės medžiagos dirvožemyje reikšmingai koreliavo su galimu gradientu. Turimas azotas, turimas kalis ir turimas fosforas reikšmingai koreliavo su anijonais. Dirvožemio maisto medžiagų pasiskirstymas netiesiogiai susijęs su šlaito tipu.
Tiesiant geležinkelius, greitkelius ir vandens apsaugos objektus, kalnų angos dažnai neišvengiamos.Dėl kalnų pietvakariuose, tiesiant Kinijos geležinkelius reikia daug kasinėti kalną.Ji naikina pradinį dirvožemį ir augmeniją, susidaro atviri uolų šlaitai.Dėl šios padėties atsiranda nuošliaužų ir dirvožemio erozija, o tai ypač kelia grėsmę L20, gegužę ir geležinkelių transporto saugumui8. Venčuano žemės drebėjimas. Nuošliaužos tapo plačiai paplitusia ir rimta žemės drebėjimo nelaime1.2008 m. vertinant 4 243 kilometrus pagrindinių magistralinių kelių Sičuano provincijoje, kelių sankasose ir šlaitų atraminėse sienelėse įvyko 1 736 stiprios žemės drebėjimo nelaimės, o tai sudarė 39,76 % visos vertinimo trukmės. Tiesioginiai ekonominiai nuostoliai dėl kelių žalos viršijo 58 mlrd. mažiausiai 10 metų (Taivano žemės drebėjimas) ir net 40-50 metų (Kanto žemės drebėjimas Japonijoje)4,5.Gradientas yra pagrindinis veiksnys, turintis įtakos žemės drebėjimo pavojų maistinių veiksnių, tokių kaip organinės medžiagos, azotas, fosforas ir kalis, ir neturi augalijai augti reikalingos dirvožemio aplinkos.Dėl tokių veiksnių kaip didelis nuolydis ir lietaus erozija, šlaito dirvožemis lengvai prarandamas.Šlaito aplinka atšiauri, trūksta augalų augimui būtinų sąlygų, o šlaito dirvožemiui trūksta atraminio stabilumo. mano šalis. Purškimui naudojamas dirbtinis dirvožemis sudarytas iš skaldos, dirbamos žemės, šiaudų, sudėtinių trąšų, vandenį sulaikančių medžiagų ir klijų (dažniausiai naudojami klijai yra portlandcementis, organiniai klijai ir asfalto emulsiklis) tam tikra proporcija. Techninis procesas yra toks: pirmiausia spygliuota viela uždėti ant uolos, o galiausiai uždėti spygliuotą vielą ant uolos, tada apipurkšti arba pritvirtinti spygliuota viela. šlaitas su specialiu purkštuvu.Dažniausiai naudojamas 14# rombo formos metalinis tinklelis, kuris yra pilnai cinkuotas, kurio tinklelio standartas 5cm×5cm, o skersmuo 2mm.Metalinis tinklelis leidžia dirvos matricai suformuoti patvarią monolitinę plokštę ant uolos paviršiaus.Metalinis tinklelis pradės koroziją dirvožemyje, nes nuo dirvožemio korozijos laipsnio priklauso pats dirvožemio korozijos laipsnis. jonų faktoriai yra labai svarbūs vertinant dirvožemio sukeltą metalo tinklelio eroziją ir šalinant nuošliaužų pavojų.
Manoma, kad augalų šaknys vaidina lemiamą vaidmenį stabilizuojant šlaitus ir kontroliuojant eroziją10,11,12,13,14.Siekiant stabilizuoti šlaitus nuo seklių nuošliaužų, galima naudoti augmeniją, nes augalų šaknys gali pritvirtinti dirvą, kad išvengtų nuošliaužų15,16,17.Medinė augalija, ypač medžių, suformuotų vertikalių šaknų sistemų, padeda išvengti augalų dygimo ir apsauginės šaknų sistemos. kurie veikia kaip sutvirtinantys krūvos dirvožemyje.Šaknų architektūros modelių vystymąsi lemia genai, o dirvožemio aplinka šiuose procesuose vaidina lemiamą vaidmenį.Metalų korozija skiriasi priklausomai nuo dirvožemio aplinkos20.Metalų korozijos laipsnis dirvožemyje gali svyruoti nuo gana greito ištirpimo iki nereikšmingo poveikio21.Dirbtinis dirvožemis labai skiriasi nuo tikrosios išorinės „dirvožemių aplinkos ir milijonų sąveikos“ rezultato. 22, 23, 24 metų s. Kol sumedėjusi augmenija suformuoja stabilią šaknų sistemą ir ekosistemą, ar metalinis tinklelis kartu su uolų šlaitu ir dirbtiniu dirvožemiu gali saugiai funkcionuoti, yra tiesiogiai susiję su gamtinės ekonomikos plėtra, gyvybės saugumu ir ekologinės aplinkos gerinimu.
Tačiau metalų korozija gali sukelti didžiulius nuostolius. Devintojo dešimtmečio pradžioje Kinijoje atliktos chemijos mašinų ir kitų pramonės šakų apklausos duomenimis, metalų korozijos sukelti nuostoliai sudarė 4% visos produkcijos vertės. Todėl labai svarbu ištirti korozijos mechanizmą ir imtis apsaugos priemonių ekonominei statybai.Dirvožemis, mikroorganizmai, mikroorganizmai yra sudėtinga dujų ir skystų medžiagų sistema. važiuojamosios medžiagos, o klaidinančios srovės taip pat gali sukelti koroziją.Todėl svarbu užkirsti kelią dirvožemyje palaidotų metalų korozijai.Šiuo metu palaidotų metalų korozijos tyrimuose daugiausia dėmesio skiriama (1) veiksniams, turintiems įtakos palaidoto metalo korozijai25;(2) metalo apsaugos metodai26,27;(3) metalo korozijos laipsnio vertinimo metodai28;Korozija įvairiose terpėse. Tačiau visi tirti dirvožemiai buvo natūralūs ir juose buvo pakankamai dirvožemio formavimosi procesai. Tačiau pranešimų apie dirbtinę geležinkelio uolienų šlaitų dirvožemio eroziją nėra.
Palyginti su kitomis korozinėmis terpėmis, dirbtinis dirvožemis pasižymi nelikvidumo, nevienalytiškumo, sezoniškumo ir regioniškumo ypatybėmis. Metalų koroziją dirbtiniame dirvožemyje sukelia elektrocheminė metalų ir dirbtinio dirvožemio sąveika. Be įgimtų veiksnių, metalo korozijos greitis priklauso ir nuo supančios aplinkos. Metalo korozijos kiekį įtakoja įvairūs veiksniai, pvz., metalo korozija, pH, bendras metalo kiekis, deguonies kiekis, derinys, bes30,31,32.
Per 30 metų praktikoje iškilo problema, kaip visam laikui išsaugoti dirbtinį dirvožemį uolėtuose šlaituose33. Po 10 metų rankinio priežiūros kai kuriuose šlaituose dėl dirvožemio erozijos negali augti krūmai ar medžiai. Kai kuriose vietose buvo nuplauti nešvarumai nuo metalinio tinklelio paviršiaus. Dėl korozijos kai kurie metaliniai tinkleliai sutrūkinėjo ir apačioje esančiame geležinkelyje daugiausiai suskildavo ir dingo visas gruntas. apie geležinkelio pastočių įžeminimo tinklelio koroziją, lengvųjų geležinkelių sukeliamą klaidžiojančią srovės koroziją ir geležinkelio tiltų34,35, bėgių ir kitos transporto priemonių įrangos koroziją. oretinis ir praktinis dirvožemio ekosistemos atkūrimo ir dirbtinio atkūrimo pagrindas.Šlaitas dirbtinis.
Bandymų vieta yra kalvotoje Sičuano vietovėje (30°32′ šiaurės platumos, 105°32′ rytų ilgumos) netoli Suiningo geležinkelio stoties. Teritorija yra Sičuano baseino viduryje, su žemais kalnais ir kalvomis, paprasta geologine struktūra ir plokščiu reljefu. Dėl erozijos, skilimo ir vandens susikaupimo daugiausia susidaro vandens telkiniai, kalva. denyje daugiausia purpurinis smėlis ir purvo akmuo. Vientisumas menkas, uoliena blokuota struktūra. Tiriamoje vietovėje vyrauja subtropinis drėgnas musoninis klimatas su sezoninėmis ypatybėmis – ankstyvas pavasaris, karšta vasara, trumpas ruduo ir vėlyva žiema. Gausu kritulių, gausu šviesos ir šilumos išteklių, be šalčio periodas ilgas (vidutinė temperatūra 285 °C, vidutinė temperatūra 4 mėn., klimatas vidutiniškai 4 mėn., 7 mėn. temperatūra). rugpjūtis) yra 27,2°C, o ekstremali maksimali temperatūra yra 39,3°C. Šalčiausias mėnuo yra sausis (vidutinė temperatūra 6,5°C), ekstremali minimali temperatūra -3,8°C, o vidutinis metinis kritulių kiekis yra 920 mm, daugiausia koncentruojasi liepos ir rugpjūčio mėnesiais. Pavasarį, vasarą, rudenį ir žiemą kritulių kiekis labai skiriasi.Kritulių dalis kiekvienu metų laiku yra atitinkamai 19-21%, 51-54%, 22-24% ir 4-5%.
Tyrimo vieta yra maždaug 45° nuolydis ant 2003 m. pastatyto Yu-Sui geležinkelio šlaito. 2012 m. balandžio mėn. ji buvo nukreipta į pietus 1 km atstumu nuo Suiningo geležinkelio stoties.Natūralus šlaitas buvo naudojamas kaip kontrolė.Ekologiškai atkuriant šlaitą, ekologiniam atkūrimui pritaikyta užsienio tręšimo grunto purškimo technologija.Pagal geležinkelio šoninio šlaito aukštį šlaitas gali būti skirstomas į šlaito aukštį, vidurinį šlaitą ir nuolydį (2 pav.).Kadangi nupjauto šlaito storis, kad būtų išvengta metalinio grunto, yra maždaug 0 cm. h, mes naudojame tik nerūdijančio plieno kastuvą, kad paimtume dirvožemio paviršių 0–8 cm atstumu. Kiekvienai šlaito padėčiai buvo nustatyti keturi pakartojimai su 15–20 atsitiktinių mėginių ėmimo taškų kiekviename pakartojime. Kiekvienas pakartojimas yra 15–20 atsitiktinai nustatytas S formos mėginių ėmimo taškuose mišinys. Jo šviežias svoris yra apie 500 gramų. natūraliai džiovinamas ore, o žvyras ir gyvūnų bei augalų liekanos išrenkamos, susmulkinamos agato lazdele ir sijojamos 20 akučių 100 akučių nailoniniu sietu, išskyrus stambias daleles.
Grunto varža buvo matuojama VICTOR4106 įžeminimo varžos testeriu, pagamintu Shengli Instrument Company;dirvos savitoji varža išmatuota lauke;dirvožemio drėgmė buvo matuojama džiovinimo metodu. Nešiojamasis skaitmeninis mv/pH prietaisas DMP-2 pasižymi didele įėjimo varža dirvožemio korozijos potencialui matuoti. Potencialo gradientas ir redokso potencialas buvo nustatyti nešiojamuoju skaitmeniniu DMP-2 mv/pH, bendras tirpių druskų kiekis dirvožemyje nustatytas likučių džiovinimo metodu, chlorido jonų kiekis dirvožemyje nustatytas tiesioginiu sulfatavimo metodu (nustatytas dirvožemio sulfatavimo metodu. EDTA Titravimo metodas, dvigubo indikatoriaus titravimo metodas dirvožemio karbonatui ir bikarbonatui nustatyti, kalio dichromato oksidacijos šildymo metodas dirvožemio organinėms medžiagoms nustatyti, šarminio tirpalo difuzijos metodas dirvožemio šarminės hidrolizės azotui nustatyti, H2SO4-HClO4 skaidymas Mo-Sb kolorimetrinis metodas Bendras fosforo kiekis dirvožemyje ir prieinamas olseno kiekis dirvožemyje buvo 0H3H. ekstraktorius), o bendras kalio kiekis dirvožemyje buvo nustatytas natrio hidroksido lydymosi liepsnos fotometrija.
Iš pradžių eksperimentiniai duomenys buvo susisteminti. SPSS Statistics 20 buvo naudojamas vidurkio, standartinio nuokrypio, vienpusės ANOVA ir žmogaus koreliacijos analizei atlikti.
1 lentelėje pateiktos skirtingų nuolydžių dirvožemių elektromechaninės savybės, anijonai ir maistinės medžiagos. Skirtingų šlaitų korozijos potencialas, dirvožemio atsparumas ir rytų-vakarų potencialo gradientas buvo reikšmingi (P < 0,05). Nuokalnės, vidutinio šlaito ir natūralaus šlaito redokso potencialai buvo reikšmingi (P < 0,05). yra įkalnė>nuokalnė>vidutinis nuolydis.Dirvožemio pH vertė buvo tokia tvarka: nuokalnė>įkalnė>vidutinis nuolydis>natūralus nuolydis.Bendras tirpios druskos kiekis, natūralus nuolydis buvo žymiai didesnis nei geležinkelio nuolydis (P < 0,05).Bendras tirpių druskų kiekis trečios klasės geležinkelio šlaito dirvožemyje yra didesnis nei 500 mg/kg. natūralus nuolydis ir mažiausias nuokalnėje (P < 0,05). Bendras azoto kiekis buvo didžiausias viduriniame šlaite, o mažiausias – įkalnėje;didžiausias turimas azoto kiekis buvo nuokalnėje ir viduriniame šlaite, o mažiausias – natūraliame šlaite;bendras azoto kiekis geležinkelio nuokalnėje ir nuokalnėje buvo mažesnis, tačiau turimo azoto kiekis buvo didesnis. Tai rodo, kad įkalnėje ir nuokalnėje organinio azoto mineralizacijos greitis yra greitas. Turimas kalio kiekis yra toks pat kaip turimo fosforo.
Dirvožemio varža yra elektros laidumą rodantis indeksas ir pagrindinis parametras, sprendžiant apie dirvožemio koroziją. Dirvožemio varžą įtakojantys veiksniai yra drėgmės kiekis, bendras tirpių druskų kiekis, pH, dirvožemio tekstūra, temperatūra, organinių medžiagų kiekis, dirvožemio temperatūra ir sandarumas. Paprastai kalbant, žemos varžos dirvožemiai yra labiau ėsdinami, ir atvirkščiai. Šalyse naudojamas dirvožemio atsparumas korozijai įvertinti1. pažymių vertinimo kriterijai kiekvienam atskiram indeksui37,38.
Remiantis mano šalyje gautais bandymų rezultatais ir standartais (1 lentelė), jei dirvožemio ėsdinimas vertinamas tik pagal dirvožemio atsparumą, įkalnėje esantis dirvožemis yra labai ėsdinantis;žemė nuokalnėje yra vidutiniškai ėsdinanti;vidutinio šlaito ir natūralaus šlaito dirvožemio ėsdinimas yra palyginti mažas, silpnas.
Įkalnės šlaito dirvožemio varža yra žymiai mažesnė nei kitų šlaito dalių, kurią gali sukelti lietaus erozija. Viršutinis dirvožemio sluoksnis ant šlaito su vandeniu teka į vidurinį šlaitą, todėl metalinis šlaito apsauginis tinklelis yra arti viršutinio dirvožemio sluoksnio. Kai kurie metaliniai tinkleliai buvo atidengti ir net pakibę ore.atstumas tarp polių buvo 3 m;polių įkalimo gylis buvo mažesnis nei 15 cm. Matavimo rezultatams gali trukdyti pliko metalo tinklelis ir besilupančios rūdys. Todėl vertinti grunto koroziškumą tik pagal dirvožemio atsparumo indeksą nepatikima. Atliekant išsamų korozijos vertinimą, į nuolydžio grunto savitumą neatsižvelgiama.
Dėl didelės santykinės drėgmės daugiametis drėgnas oras Sičuano vietovėje sukelia metalo tinklelio koroziją, kurį veikia oras, labiau nei dirvožemyje palaidotą metalinį tinklelį39. Vielos tinklelio poveikis orui gali sutrumpinti tarnavimo laiką, o tai gali destabilizuoti kalnų dirvožemį. Dėl dirvožemio praradimo gali būti sunku augti augalams, augalams, o ypač medingiems augalams. sutvirtinti dirvą. Tuo pačiu metu augalų augimas taip pat gali pagerinti dirvožemio kokybę ir padidinti humuso kiekį dirvožemyje, kuris gali ne tik sulaikyti vandenį, bet ir sudaryti gerą aplinką gyvūnams ir augalams augti bei daugintis, taip sumažinant dirvožemio nuostolius. Todėl ankstyvoje statybos stadijoje ant šlaito reikia sėti daugiau sumedėjusių sėklų, o vandens sulaikymui ir nuolatiniam vandens sulaikymo priemone turėtų būti dengiama daugiau sumedėjusių sėklų. e dirvožemis lietaus vandeniu.
Korozijos potencialas yra svarbus veiksnys, turintis įtakos šlaito apsauginio tinklelio korozijai trijų lygių šlaituose, o didžiausią įtaką turintis šlaitas įkalnėje (2 lentelė). Normaliomis sąlygomis korozijos potencialas tam tikroje aplinkoje beveik nesikeičia. Pastebimas pokytis gali atsirasti dėl klaidžiojančių srovių. Klaidžiojančios srovės reiškia sroves, 40, 42, 42, 41, 41, 41, 41, 41, 41. vystantis susisiekimo sistemai, mano šalies geležinkelių transporto sistemoje pasiektas didelio masto elektrifikavimas, negalima ignoruoti palaidotų metalų korozijos, kurią sukelia nuolatinės srovės nuotėkis iš elektrifikuotų geležinkelių.Šiuo metu pagal grunto potencialo gradientą galima nustatyti, ar grunte yra klaidžiojančių srovių trikdžių.Kai potencialus paviršiaus gradientas yra mažesnis už 0 paviršiaus srovės žemas5 m.5 m.kai potencialo gradientas yra intervale nuo 0,5 mv/m iki 5,0 mv/m, klaidžioji srovė yra vidutinė;kai potencialo gradientas didesnis nei 5,0 mv/m, kintamos srovės lygis yra aukštas. Potencialo gradiento (EW) slankioji sritis vidutinio nuolydžio, aukštyn-nuolydžio ir nuolydžio žemyn parodyta 3 paveiksle. Kalbant apie plūduriavimo diapazoną, yra vidutinės klaidžiojančios srovės rytų-vakarų ir šiaurės kryptimis. veiksnys, turintis įtakos metalinių tinklelių korozijai nuolydžio viduryje ir žemyn, ypač nuolydžio viduryje.
Paprastai dirvožemio redokso potencialas (Eh) virš 400 mV rodo oksidacinį gebėjimą, virš 0-200 mV – vidutinį redukcinį gebėjimą, o žemiau 0 mV – didelį redukcinį gebėjimą. Kuo mažesnis dirvožemio redokso potencialas, tuo didesnis dirvožemio mikroorganizmų korozijos gebėjimas metalams44. Galima numatyti dirvožemio mikrobiologinio potencialo tendenciją, kai buvo nustatytas didesnis raudonojo oksido potencialas5. 0 mv, o korozijos lygis buvo labai mažas. Tai rodo, kad šlaito žemės dirvožemio vėdinimo būklė yra gera, o tai nėra palanki anaerobinių mikroorganizmų korozijai dirvožemyje.
Ankstesni tyrimai parodė, kad dirvožemio pH įtaka dirvožemio erozijai yra akivaizdi. Dėl pH vertės svyravimo labai paveikiamas metalinių medžiagų korozijos greitis. Dirvožemio pH yra glaudžiai susijęs su plotu ir dirvožemyje esančiais mikroorganizmais45, 46, 47. Paprastai tariant, dirvožemio pH įtaka dirvožemyje esančių metalinių medžiagų korozijai yra akivaizdus trijose silpnai šarminėse dirvožemyje. metalo tinklelio korozija yra silpna.
Kaip matyti iš 3 lentelės, koreliacinė analizė rodo, kad redokso potencialas ir nuolydžio padėtis yra reikšmingai teigiamai koreliuojami (R2 = 0,858), korozijos potencialas ir potencialo gradientas (SN) yra reikšmingai teigiamai koreliuojami (R2 = 0,755), o redokso potencialas ir potencialo gradientas (SN) yra reikšmingai teigiamai koreliuojami.0 (R5 = 0.5).Buvo reikšminga neigiama koreliacija tarp potencialo ir pH (R2 = -0,724). Šlaito padėtis reikšmingai teigiamai koreliavo su redokso potencialu. Tai rodo, kad skirtingų šlaitų padėčių mikroaplinkoje yra skirtumų, o dirvožemio mikroorganizmai yra glaudžiai susiję su redokso potencialu48, 49, 50. Redokso potencialas buvo reikšmingai neigiamai susijęs su pH2 ir E5 metu. dirvožemio redokso procesas, tačiau turėjo neigiamą tiesinį ryšį.Metalo korozijos potencialas gali parodyti santykinį gebėjimą gauti ir prarasti elektronus. Nors korozijos potencialas buvo reikšmingai teigiamai koreliuojamas su potencialo gradientu (SN), potencialo gradientą gali lemti lengvas metalo elektronų praradimas.
Bendras tirpių druskų kiekis dirvožemyje yra glaudžiai susijęs su dirvožemio korozija. Paprastai kalbant, kuo didesnis dirvožemio druskingumas, tuo mažesnis dirvožemio atsparumas, todėl padidėja dirvožemio atsparumas. Dirvožemio elektrolituose ne tik anijonai ir įvairaus diapazono, bet ir korozijos įtaka daugiausia yra karbonatai, chloridai ir sulfatai. Be to, bendras tirpių druskų kiekis dirvožemyje netiesiogiai veikia metalų kiekį dirvožemyje ir netiesiogiai veikia korozijos poveikį. deguonies tirpumas53.
Didžioji dalis dirvožemyje esančių tirpių druskų disocijuotų jonų tiesiogiai nedalyvauja elektrocheminėse reakcijose, bet veikia metalų koroziją per dirvožemio savitumą. Kuo didesnis dirvožemio druskingumas, tuo stipresnis dirvožemio laidumas ir stipresnė dirvožemio erozija. Natūralių šlaitų dirvožemio druskingumas yra žymiai didesnis nei geležinkelio šlaituose, o tai gali būti dėl to, kad natūralūs šlaitai gali būti gamybiniai, o tai gali būti produktyvus dirvožemis, kuriame yra daug vandens. šlaite susiformavo brandus gruntas (dirvožemio pradinė medžiaga, susidariusi uolienų dūlėjimo būdu), tačiau geležinkelio šlaito gruntas yra sudarytas iš skaldos fragmentų, kaip „dirbtinio grunto“ matricos, ir jame nebuvo atliktas pakankamas grunto formavimo procesas.Mineralai neišskiriami. Be to, natūralių šlaitų giluminiame dirvožemyje druskų jonai kyla dėl kapiliarinio poveikio garuojant paviršiui ir kaupiasi paviršiniame dirvožemyje, todėl paviršiniame dirvožemyje padidėja druskos jonų kiekis. Geležinkelio šlaito dirvožemio storis yra mažesnis nei 20 cm, todėl viršutinis dirvožemio sluoksnis negali papildyti druskos iš giluminio dirvožemio.
Teigiami jonai (tokie kaip K+, Na+, Ca2+, Mg2+, Al3+ ir kt.) mažai veikia dirvožemio koroziją, o anijonai atlieka reikšmingą vaidmenį elektrocheminiame korozijos procese ir turi didelę įtaką metalų korozijai.Cl− gali paspartinti anodo koroziją ir yra labiausiai korozinis anijonas;kuo didesnis Cl− kiekis, tuo stipresnė dirvožemio korozija. SO42− ne tik skatina plieno koroziją, bet ir sukelia koroziją kai kuriose betoninėse medžiagose54.Taip pat korozuoja geležį.Atliekant keletą rūgščio dirvožemio eksperimentų, nustatyta, kad korozijos greitis yra proporcingas dirvožemio rūgštingumui55.Chloridas ir sulfatas yra pagrindiniai tirpių kalkių druskų komponentai. anglies plieno korozijos svorio kritimas šarminiuose dirvožemiuose yra beveik proporcingas chlorido ir sulfato jonų pridėjimui56,57.Lee ir kt.nustatė, kad SO42- gali trukdyti korozijai, bet skatinti jau susiformavusių korozijos duobių atsiradimą58.
Pagal dirvožemio ėsdinimo vertinimo standartą ir bandymų rezultatus chlorido jonų kiekis kiekviename šlaito dirvožemio mėginyje buvo didesnis nei 100 mg/kg, o tai rodo stiprų dirvožemio koroziją. Sulfatų jonų kiekis tiek įkalnėje, tiek nuokalnėje buvo didesnis nei 200 mg/kg ir mažesnis nei 500 mg/kg, o dirvožemis buvo vidutiniškai rūdytas. rozija yra silpna.Kai dirvožemio terpėje yra didelė koncentracija, ji dalyvaus reakcijoje ir gamins korozijos apnašas ant metalinio elektrodo paviršiaus, taip sulėtindamas korozijos reakciją.Didėjus koncentracijai, apnašos gali staiga lūžti, todėl korozijos greitis labai paspartės;koncentracijai toliau didėjant, korozijos skalė dengia metalinio elektrodo paviršių, o korozijos greitis vėl rodo lėtėjimo tendenciją59.Tyrimo metu nustatyta, kad kiekis dirvožemyje buvo mažesnis, todėl korozijai įtakos turėjo mažai.
Remiantis 4 lentele, koreliacija tarp šlaito ir dirvožemio anijonų parodė, kad yra reikšminga teigiama koreliacija tarp nuolydžio ir chlorido jonų (R2=0,836), o tarp nuolydžio ir bendrojo tirpių druskų – reikšminga teigiama koreliacija (R2=0,742).
Tai leidžia manyti, kad paviršinis nuotėkis ir dirvožemio erozija gali lemti bendro tirpių druskų kiekio dirvožemyje pokyčius. Buvo reikšminga teigiama koreliacija tarp visų tirpių druskų ir chlorido jonų, o tai gali būti dėl to, kad visos tirpios druskos yra chlorido jonų telkinys, o bendras tirpių druskų kiekis lemia chlorido jonų kiekį dirvožemio tirpaluose.
Organinės medžiagos, bendras azotas, turimas azotas, turimas fosforas ir turimas kalis yra pagrindinės dirvožemio maistinės medžiagos, turinčios įtakos dirvožemio kokybei ir maistinių medžiagų įsisavinimui iš šaknų sistemos. Dirvožemio maistinės medžiagos yra svarbus veiksnys, turintis įtakos mikroorganizmams dirvožemyje, todėl verta ištirti, ar yra ryšys tarp dirbtinių dirvožemio maistinių medžiagų ir metalo korozijos. organinės medžiagos kaupiasi tik 9 metus. Dėl dirbtinio dirvožemio ypatumų būtina gerai suprasti dirbtinio dirvožemio maistines medžiagas.
Tyrimai rodo, kad organinių medžiagų kiekis yra didžiausias natūralaus šlaito dirvožemyje po viso dirvožemio formavimosi proceso. Mažo šlaito dirvožemio organinių medžiagų kiekis buvo mažiausias. Dėl atmosferos ir paviršinio nuotėkio įtakos dirvožemio maistinės medžiagos kaupsis ant šlaito vidurio ir nuokalnės, sudarydamos storą humuso sluoksnį. Tačiau dėl mažų dirvožemio dalelių ir mažo organinių medžiagų stabilumo randamas mažas organinis organizmas. vidutinio šlaito ir nuolydžio augalijos aprėptis ir įvairovė buvo didelė, tačiau homogeniškumas mažas, todėl paviršiuje esančios maistinės medžiagos gali pasiskirstyti netolygiai.Tirštas humuso sluoksnis sulaiko vandenį ir aktyvūs dirvožemio organizmai.Visa tai pagreitina organinių medžiagų irimą dirvožemyje.
Šarminio hidrolizuoto azoto kiekis geležinkelyje aukštyn, viduriniu šlaitu ir žemyn šlaitu buvo didesnis nei natūralaus šlaito, o tai rodo, kad geležinkelių šlaito organinio azoto mineralizacijos greitis buvo žymiai didesnis nei natūralaus šlaito. Kuo mažesnės dalelės, tuo nestabilesnė dirvožemio struktūra, tuo didesnė organinė medžiaga, tuo lengviau suskaidyti organines medžiagas ir mikroorganizmus. trogenas60,61.Atsižvelgiant į 62 tyrimo rezultatus, smulkiųjų dalelių agregatų kiekis geležinkelio šlaitų dirvožemyje buvo žymiai didesnis nei natūraliuose šlaituose.Todėl reikia imtis atitinkamų priemonių, kad būtų padidintas trąšų, organinių medžiagų ir azoto kiekis geležinkelio šlaito dirvožemyje, pagerintas tvarus dirvožemio paviršiaus ir turimų nuotėkio atliekų panaudojimas. Nuo 7% iki 99,79% viso geležinkelio nuolydžio nuostolių. Paviršinis nuotėkis gali būti pagrindinis maistinių medžiagų praradimo šlaitų dirvožemyje veiksnys63,64,65.
Kaip parodyta 4 lentelėje, nustatyta reikšminga teigiama koreliacija tarp šlaito padėties ir turimo fosforo (R2=0,948), o koreliacija tarp šlaito padėties ir turimo kalio kiekio buvo tokia pati (R2=0,898). Tai rodo, kad nuolydžio padėtis turi įtakos turimo fosforo ir turimo kalio kiekiui dirvožemyje.
Gradientas yra svarbus veiksnys, turintis įtakos dirvožemio organinių medžiagų kiekiui ir azoto sodrėjimui66, ir kuo gradientas mažesnis, tuo didesnis sodrinimo greitis. Sodrinant dirvožemį maistinių medžiagų praradimas buvo susilpnėjęs, o šlaito padėties įtaka dirvožemio organinių medžiagų kiekiui ir bendram azoto praturtėjimui nebuvo akivaizdi. Skirtingų rūšių ir augalų skaičius išskiriamas dėl šaknų rūgščių skirtinguose šlaituose. turimo fosforo ir turimo kalio dirvožemyje.Todėl buvo reikšminga koreliacija tarp šlaito padėties ir turimo fosforo bei šlaito padėties ir turimo kalio.
Norint išsiaiškinti ryšį tarp dirvožemio maistinių medžiagų ir dirvožemio korozijos, būtina išanalizuoti koreliaciją. Kaip parodyta 5 lentelėje, redokso potencialas reikšmingai neigiamai koreliavo su turimu azoto kiekiu (R2 = -0,845) ir reikšmingai teigiamai koreliavo su turimu fosforu (R2 = 0,842) ir turimu kalio kiekiu, kuris paprastai atspindi raudonojo oksido, 90 redokso potencialą (R8 = 0,90). kai kurios fizinės ir cheminės dirvožemio savybės, o vėliau turi įtakos tam tikroms dirvožemio savybėms.Todėl tai yra svarbus veiksnys nustatant dirvožemio maistinių medžiagų transformacijos kryptį67.Dėl skirtingų redokso savybių gali būti skirtingos būsenos ir maistinių veiksnių prieinamumas.Todėl redokso potencialas turi reikšmingą ryšį su turimu azotu, turimu kaliu.
Be metalo savybių, korozijos potencialas taip pat yra susijęs su dirvožemio savybėmis. Korozijos potencialas buvo reikšmingai neigiamai koreliuojamas su organinėmis medžiagomis, o tai rodo, kad organinės medžiagos turėjo reikšmingą poveikį korozijos potencialui. Be to, organinės medžiagos taip pat reikšmingai neigiamai koreliavo su potencialo gradientu (SN) (R2=-0,713) ir sulfato jonais (R2=-0,671) ir sulfato jonais (R2=-0,671). re buvo reikšminga neigiama koreliacija tarp dirvožemio pH ir turimo kalio (R2 = -0,728).
Turimas azotas reikšmingai neigiamai koreliavo su bendrais tirpių druskų ir chlorido jonais, o turimas fosforas ir turimas kalis reikšmingai teigiamai koreliavo su bendrais tirpių druskų ir chlorido jonais. Tai rodo, kad turimas maistinių medžiagų kiekis reikšmingai paveikė bendrą tirpių druskų ir chlorido jonų kiekį dirvožemyje, o dirvožemyje esantys anijonai reikšmingai neskatino maistinių medžiagų kaupimosi ir neigiamai aprūpinimo maistinėmis medžiagomis. sulfato jonų, ir reikšmingai teigiamai koreliuoja su bikarbonatu, o tai rodo, kad bendras azotas turėjo įtakos sulfato ir bikarbonato kiekiui.Augalams mažai reikia sulfato jonų ir bikarbonato jonų, todėl dauguma jų yra laisvi dirvožemyje arba absorbuojami dirvožemio koloidų. Bikarbonato jonai skatina dirvožemyje esančių trogenų sulfatų kaupimąsi ir prieinamumą. Visų pirma, tinkamai padidinus turimo azoto ir humuso kiekį dirvožemyje, naudinga sumažinti dirvožemio koroziją.
Dirvožemis yra sudėtingos sudėties ir savybių sistema.Dirvožemio koroziškumas yra daugelio veiksnių sinergetinio poveikio rezultatas.Todėl dirvožemio korozijai įvertinti paprastai naudojamas išsamus vertinimo metodas. Remiantis „Geotechninių inžinerinių tyrimų kodeksu“ (GB50021-94) ir Kinijos dirvožemio korozijos bandymų tinklo bandymo metodais, dirvožemio korozijos laipsnis gali būti visapusiškai įvertintas pagal šiuos standartus: (1) įvertinimas yra silpna korozija, jei korozija yra silpna, arba korozija yra stipri;(2) jei nėra stiprios korozijos, ji vertinama kaip vidutinė korozija;(3) jei yra viena ar dvi stiprios korozijos vietos, ji vertinama kaip stipri korozija;(4) jei yra 3 ar daugiau stiprios korozijos vietų, ji vertinama kaip stipri korozija esant stipriai korozijai.
Pagal dirvožemio atsparumą, redokso potencialą, vandens kiekį, druskų kiekį, pH vertę, Cl ir SO42 kiekį buvo visapusiškai įvertintos dirvožemio mėginių korozijos laipsniai įvairiuose šlaituose. Tyrimo rezultatai rodo, kad visų šlaitų dirvožemiai yra labai koroziniai.
Korozijos potencialas yra svarbus veiksnys, turintis įtakos šlaitų apsauginio tinklo korozijai. Trijų šlaitų korozijos potencialas yra mažesnis nei -200 mv, o tai turi didžiausią įtaką įkalnės metalinio tinklelio korozijai. Potencialo gradientas gali būti naudojamas sprendžiant klaidžiojančios srovės dydį dirvožemyje.Klaidžioji srovė yra svarbus veiksnys, turintis įtakos metalo šlaitams, ypač vidurinių šlaitų šlaituose. kiekis viršutinių, vidurinių ir apatinių šlaitų dirvožemiuose buvo didesnis nei 500 mg/kg, o korozijos poveikis šlaitų apsauginiam tinklui buvo vidutiniškas. Dirvožemio vandens kiekis yra svarbus veiksnys, darantis įtaką metalinių tinklelių korozijai vidutinio šlaito ir šlaito šlaituose, ir turi didesnį poveikį šlaitų apsauginių tinklelių korozijai. .
Tyrimai rodo, kad korozijos potencialas, potencialus gradientas, bendras tirpių druskų kiekis ir vandens kiekis yra pagrindiniai veiksniai, darantys įtaką dirvožemio korozijai trijuose šlaituose, o dirvožemio korozija vertinama kaip stipri. Šlaito apsaugos tinklo korozija yra rimčiausia viduriniame šlaite, o tai yra atskaitos taškas geležinkelio šlaitų apsaugos tinklo antikorozinei konstrukcijai. stabilizuoti nuolydį.
Kaip cituoti šį straipsnį: Chen, J. et al. Dirvožemio sudėties ir elektrochemijos poveikis uolienų šlaitų tinklo korozijai palei Kinijos geležinkelio liniją.mokslas.Rep.5, 14939;doi: 10.1038/srep14939 (2015).
Lin, YL & Yang, GL Geležinkelio dugno šlaitų dinaminės charakteristikos po žemės drebėjimo sužadinimo.stichinė nelaimė.69, 219–235 (2013).
Sui Wang, J. et al. Tipiškų žemės drebėjimų greitkelių žalos Venčuano žemės drebėjimo nukentėjusiame Sičuano provincijos rajone analizė [J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering.28, 1250–1260 (2009).
Weilin, Z., Zhenyu, L. & Jinsong, J. Seisminės žalos analizė ir greitkelių tiltų atsakomosios priemonės Venčuano žemės drebėjimo metu.Kinijos žurnalas Rock Mechanics and Engineering.28, 1377–1387 (2009).
Lin, CW, Liu, SH, Lee, SY ir Liu, CC Chichi žemės drebėjimo poveikis nuošliaužoms, kurias sukėlė vėlesni krituliai centrinėje Taivano dalyje. Engineering Geology.86, 87–101 (2006).
Koi, T. et al.Ilgalaikis žemės drebėjimo sukeltų nuošliaužų poveikis nuosėdų susidarymui kalnų baseine: Tanzavos regionas, Japonija.geomorphology.101, 692–702 (2008).
Hongshuai, L., Jingshan, B. & Dedong, L. Geotechninių šlaitų seisminio stabilumo analizės tyrimų apžvalga.Earthquake Engineering and Engineering Vibration.25, 164–171 (2005).
Yue Ping, geologinių pavojų, kuriuos sukėlė Venčuano žemės drebėjimas Sičuane, tyrimas.Journal of Engineering Geology 4, 7–12 (2008).
Ali, F. Šlaitų apsauga su augmenija: kai kurių tropinių augalų šaknų mechanika. International Journal of Physical Sciences.5, 496–506 (2010).
Takyu, M., Aiba, SI & Kitayama, K. Topografinis poveikis tropiniams žemų kalnų miškams skirtingomis geologinėmis sąlygomis Kinabalu kalne, Borneo. Augalų ekologija.159, 35–49 (2002).
Stokes, A. et al. Idealios augalų šaknų savybės, apsaugančios natūralius ir inžinerinius šlaitus nuo nuošliaužų. Augalai ir dirvožemiai, 324, 1–30 (2009).
De Baets, S., Poesen, J., Gyssels, G. & Knapen, A. Žolių šaknų poveikis viršutinio dirvožemio erodiumui koncentruoto tekėjimo metu. Geomorphology 76, 54–67 (2006).