Paldies, ka apmeklējāt vietni Nature.com.Jūsu izmantotajai pārlūkprogrammas versijai ir ierobežots CSS atbalsts.Lai nodrošinātu vislabāko pieredzi, iesakām izmantot atjauninātu pārlūkprogrammu (vai izslēgt saderības režīmu pārlūkprogrammā Internet Explorer). Tikmēr, lai nodrošinātu nepārtrauktu atbalstu, vietne tiks rādīta bez stiliem un JavaScript.
Ņemot par izpētes objektu Sui-Chongqing dzelzceļa nogāzi, augsnes pretestība, augsnes elektroķīmija (korozijas potenciāls, redokspotenciāls, potenciāla gradients un pH), augsnes anjoni (kopējie šķīstošie sāļi, Cl-, SO42- un) un augsnes uzturvērtība. (Mitruma saturs, organiskās vielas, kopējais slāpeklis, sārmu-hidrogenolizēts, pieejams dažāds porozstrophoss, pieejamais sārms-hidrogenolīzes) jonu pakāpe tiek vērtēta pēc mākslīgās augsnes individuālajiem rādītājiem un visaptverošajiem rādītājiem. Salīdzinot ar citiem faktoriem, nogāžu aizsargtīkla koroziju visvairāk ietekmē ūdens, kam seko anjonu saturs. Kopējai šķīstošajai sālim ir mērena ietekme uz nogāžu aizsargtīkla koroziju, un klaiņojošajai straumei ir mērena ietekme uz nogāzes aizsargtīkla koroziju, nogāžu augšējais paraugs, korozija tika novērtēta visaptveroša un augsnes parauga korozija bija mērena. Rozija vidējās un apakšējās nogāzēs bija spēcīga. Organiskās vielas augsnē būtiski korelēja ar potenciālo gradientu. Pieejamais slāpeklis, pieejamais kālijs un pieejamais fosfors būtiski korelēja ar anjoniem. Augsnes barības vielu sadalījums ir netieši saistīts ar nogāzes veidu.
Būvējot dzelzceļus, automaģistrāles un ūdenssaimniecības objektus, kalnu atveres bieži vien ir neizbēgamas. Kalnu dēļ dienvidrietumos Ķīnas dzelzceļu būvniecība prasa daudz kalna rakšanas.Tas iznīcina sākotnējo augsni un veģetāciju, veidojot atklātas akmeņainas nogāzes.Šī situācija izraisa zemes nogruvumus un augsnes eroziju, tādējādi apdraudot slikto ceļu satiksmi2018, pēc tam, kad L2012 dzelzceļa transporta drošība. Venčuaņas zemestrīce. Zemes nogruvumi ir kļuvuši par plaši izplatītu un nopietnu zemestrīces katastrofu1.2008. gada novērtējumā par 4243 kilometriem galveno Sičuaņas provinces maģistrālo ceļu, ceļu gultnēs un nogāžu atbalsta sienās notika 1736 smagas zemestrīces, kas veido 39,76% no kopējā novērtējuma garuma.Tiešie ekonomiskie zaudējumi no ceļa bojājumiem pārsniedza 58 miljardus juju. vismaz 10 gadus (Taivānas zemestrīce) un pat 40-50 gadus (Kanto zemestrīce Japānā)4,5.Gradients ir galvenais zemestrīces bīstamību ietekmējošais faktors6,7.Tāpēc ir nepieciešams saglabāt ceļa slīpumu un stiprināt tā stabilitāti.Augiem ir neaizstājama loma nogāžu aizsardzībā ar parasto nogāžu atjaunošanu un ekoloģisku augsni. uzturvielu faktoru, piemēram, organisko vielu, slāpekļa, fosfora un kālija, un nav veģetācijas augšanai nepieciešamās augsnes vides. Tādu faktoru kā lielu nogāžu un lietus erozijas dēļ nogāžu augsne viegli tiek zaudēta. Nogāzes vide ir skarba, trūkst nepieciešamo augu augšanai nepieciešamo apstākļu, un nogāzes augsnei trūkst atbalsta stabilitātes. mana valsts.Izsmidzināšanai izmantotā mākslīgā augsne sastāv no šķembām, lauksaimniecības zemes, salmiem, kombinētā mēslojuma, ūdeni aizturoša līdzekļa un līmvielas (parasti lietotās līmvielas ir portlandcements, organiskā līme un asfalta emulgators) noteiktā proporcijā.Tehniskais process ir šāds: vispirms uzlieciet dzeloņstieples uz stieņa, pēc tam izsmidziniet uz stieņa un pēc tam izsmidziniet ar skrūvēm. nogāze ar speciālu smidzinātāju. Pārsvarā tiek izmantots 14# rombveida metāla siets, kas ir pilnībā cinkots, ar sieta standartu 5cm×5cm un diametru 2mm. Metāla siets ļauj augsnes matricai uz klints virsmas veidot izturīgu monolītu plātni. Metāla siets augsnē korodēs, jo no augsnes korozijas īpašību pakāpes ir atkarīga pati augsnes korozija. jonu faktoriem ir liela nozīme augsnes izraisītas metāla sieta erozijas novērtēšanā un zemes nogruvumu riska novēršanā.
Tiek uzskatīts, ka augu saknēm ir izšķiroša nozīme nogāžu stabilizācijā un erozijas kontrolē10,11,12,13,14.Lai stabilizētu nogāzes pret sekliem zemes nogruvumiem, var izmantot veģetāciju, jo augu saknes var nostiprināt augsni, lai novērstu zemes nogruvumus15,16,17.Koku veģetācija, īpaši koku, ko veido vertikālās sakņu sistēmas, palīdz novērst augu sēklu un aizsargslāni. kas darbojas kā pastiprinoši pāļi augsnē. Sakņu arhitektūras modeļu attīstību virza gēni, un šajos procesos izšķiroša loma ir augsnes videi. Korozija pret metāliem atšķiras atkarībā no augsnes vides20. Metālu korozijas pakāpe augsnē var svārstīties no diezgan ātras šķīšanas līdz nenozīmīgai ietekmei21. Mākslīgā augsne ļoti atšķiras no reālās ārējās “augsnes mijiedarbības” rezultāta. s no gadiem22,23,24.Pirms koksnes veģetācija veido stabilu sakņu sistēmu un ekosistēmu, vai metāla sieta savienojumā ar klints nogāzi un mākslīgo augsni var droši funkcionēt, ir tiešā veidā saistīts ar dabiskās ekonomikas attīstību, dzīvības drošību un ekoloģiskās vides uzlabošanos.
Tomēr metālu korozija var radīt milzīgus zaudējumus.Saskaņā ar 20. gadsimta 80. gadu sākumā Ķīnā veikto aptauju par ķīmiskajām mašīnām un citām nozarēm metālu korozijas radītie zaudējumi veidoja 4% no kopējās produkcijas vērtības.Tāpēc ir ļoti svarīgi izpētīt korozijas mehānismu un veikt aizsargpasākumus ekonomiskai konstrukcijai.Augsnes, mikroorganismu, mikroorganismu un mikroorganismu kompleksa sistēma. brauca materiāli, un arī klaiņojošas strāvas var izraisīt koroziju.Tāpēc ir svarīgi novērst augsnē aprakto metālu koroziju.Pašlaik pētījumi par aprakto metālu koroziju galvenokārt koncentrējas uz (1) faktoriem, kas ietekmē aprakto metālu koroziju25;(2) metāla aizsardzības metodes26,27;(3) metāla korozijas pakāpes noteikšanas metodes28;Korozija dažādās vidēs.Tomēr visas pētījumā iekļautās augsnes bija dabiskas un tajās ir notikuši pietiekami augsnes veidošanās procesi.Tomēr nav ziņots par mākslīgu augsnes eroziju dzelzceļa iežu nogāzēs.
Salīdzinot ar citām kodīgām vidēm, mākslīgajai augsnei piemīt nelikviditātes, neviendabīguma, sezonalitātes un reģionalitātes pazīmes. Metālu koroziju mākslīgās augsnēs izraisa elektroķīmiskā mijiedarbība starp metāliem un mākslīgām augsnēm. Papildus iedzimtajiem faktoriem metālu korozijas ātrums ir atkarīgs arī no apkārtējās vides. Metāla koroziju ietekmē dažādi faktori, piemēram, metāla mikrosāļu saturs atsevišķi vai kopā, piemēram, augsnes mitrums, skābeklis,,,,,,,,,. bes30,31,32.
30 gadu praksē aktuāls ir bijis jautājums par to, kā pastāvīgi saglabāt mākslīgās augsnes akmeņainās nogāzēs33.Atsevišķās nogāzēs pēc 10 gadu manuālas kopšanas augsnes erozijas dēļ nevar augt krūmi vai koki. Metāla sieta virsmas netīrumi dažviet tika izskaloti.Korozijas dēļ daži metāla sieti pārplīsa un apakšā uz dzelzceļa nogāzās un pārsvarā tika zaudētas visas augsnes korozijas. par dzelzceļa apakšstacijas zemējuma režģa koroziju, vieglā sliežu ceļa radīto klaiņojošo strāvu koroziju un dzelzceļa tiltu koroziju34,35, sliežu ceļu un citu transportlīdzekļu iekārtu koroziju orētiskais un praktiskais pamats augsnes ekosistēmu atjaunošanai un mākslīgai atjaunošanai.Slīpums mākslīgs.
Pārbaudes vieta atrodas Sičuaņas kalnainā apvidū (30°32′N, 105°32′E) netālu no Suiningas dzelzceļa stacijas. Teritorija atrodas Sičuaņas baseina vidū, ar zemiem kalniem un pakalniem, ar vienkāršu ģeoloģisko struktūru un līdzenu reljefu. Ainavas erozija, izciršana un ūdens uzkrāšanās galvenokārt veidojās virs kalna. den galvenokārt purpursarkanas smiltis un dubļu akmens. Integritāte ir slikta, un iezis ir blokaina struktūra. Pētījuma teritorijā ir subtropu mitrs musonu klimats ar sezonālām iezīmēm agrs pavasaris, karsta vasara, īss rudens un vēla ziema. Nokrišņi ir daudz, gaismas un siltuma resursi ir bagātīgi, bezsala periods ir ilgs (285 dienas temperatūra ir vidēji karsta, gada vidējā temperatūra ir 7 mēnesī). augusts) ir 27,2°C, un galējā maksimālā temperatūra ir 39,3°C. Aukstākais mēnesis ir janvāris (vidējā temperatūra ir 6,5°C), galējā minimālā temperatūra ir -3,8°C, un gada vidējais nokrišņu daudzums ir 920 mm, galvenokārt jūlijā un augustā. Nokrišņu daudzums pavasarī, vasarā, rudenī un ziemā ir ļoti atšķirīgs.Nokrišņu īpatsvars katrā gada sezonā ir attiecīgi 19-21%, 51-54%, 22-24% un 4-5%.
Izpētes vieta ir aptuveni 45° slīpums uz 2003. gadā celtā Yu-Sui dzelzceļa nogāzes. 2012. gada aprīlī tā bija vērsta uz dienvidiem 1 km attālumā no Suiningas dzelzceļa stacijas.Kā kontrole tika izmantots dabiskais slīpums. Nogāzes ekoloģiskajā atjaunošanā ekoloģiskai atjaunošanai tiek izmantota ārzemju virsbarošanas augsnes miglošanas tehnoloģija.Pēc dzelzceļa sānu nogāzes augstuma slīpumu var iedalīt augšup, vidējā nogāzē un lejup (2. att.). Tā kā grieztās nogāzes biezums ir aptuveni no metāla piesārņojuma līdz mākslīgās augsnes korrosam 0 cm. h, mēs izmantojam tikai nerūsējošā tērauda lāpstu, lai paņemtu augsnes virsmu 0–8 cm. Katrai slīpuma pozīcijai tika iestatīti četri atkārtojumi ar 15–20 izlases paraugu ņemšanas punktiem katrā atkārtojumā. Katrs atkārtojums ir 15–20 paraugu maisījums, kas nejauši noteikts no S formas līnijas paraugu ņemšanas vietām. Tā svaigais svars ir aptuveni 500 grami, kas paredzēts augsnes apstrādei. dabiski izžāvē gaisā, un grants un dzīvnieku un augu atliekas izvelk, sasmalcina ar ahāta nūju un izsijā ar 20 acs, 100 acs neilona sietu, izņemot rupjās daļiņas.
Augsnes pretestība tika mērīta ar VICTOR4106 zemējuma pretestības testeri, ko ražoja Shengli Instrument Company;augsnes pretestība tika mērīta uz lauka;augsnes mitrums tika mērīts ar žāvēšanas metodi. Pārnēsājamam digitālajam mv/pH instrumentam DMP-2 ir augsta ieejas pretestība augsnes korozijas potenciāla mērīšanai. Potenciāla gradients un redokspotenciāls tika noteikts ar DMP-2 portatīvo digitālo mv/pH, kopējais šķīstošais sāls daudzums augsnē tika noteikts ar atlikumu žāvēšanas metodi, hlorīda jonu saturs tika noteikts ar sulfācijas metodi augsnē (noteikts ar sulfātēšanas metodi augsnē). EDTA Titrēšanas metode, dubultindikatora titrēšanas metode augsnes karbonāta un bikarbonāta noteikšanai, kālija dihromāta oksidācijas karsēšanas metode augsnes organiskās vielas noteikšanai, sārmainā šķīduma difūzijas metode augsnes sārmainās hidrolīzes slāpekļa noteikšanai, H2SO4-HClO4 hidrolīzes hidrolīzes metode Mo-Sb kolorimetriskā metode Kopējais fosfors augsnē un olsēna saturs augsnē tika noteikts kā 0/3H šķīdums. Ekstraktants), un kopējais kālija saturs augsnē tika noteikts ar nātrija hidroksīda saplūšanas liesmas fotometriju.
Eksperimentālie dati sākotnēji tika sistematizēti. SPSS Statistics 20 tika izmantots, lai veiktu vidējo, standarta novirzi, vienvirziena ANOVA un cilvēka korelācijas analīzi.
1. tabulā ir parādītas dažādu slīpumu augšņu elektromehāniskās īpašības, anjoni un barības vielas. Dažādu nogāžu korozijas potenciāls, augsnes pretestība un austrumu-rietumu potenciāla gradients bija nozīmīgs (P < 0,05). Lejupkalnu, vidēja nogāzes un dabiskā slīpuma redokspotenciāls bija nozīmīgs (P < 0,05). ir kāpums>nogāze>vidējais slīpums.Augsnes pH vērtība bija secībā lejupslīde>augšup>vidējais slīpums>dabisks slīpums.Kopējais šķīstošais sāls, dabiskais slīpums bija ievērojami augstāks nekā dzelzceļa slīpums (P < 0,05).Kopējais šķīstošo sāļu saturs trešās pakāpes dzelzceļa nogāzes augsnē ir virs 500 mg/kg šķīstošajā augsnē. dabiskais slīpums un zemākais nogāzē (P < 0,05). Kopējais slāpekļa saturs bija visaugstākais vidējā nogāzē un zemākais kalna nogāzē;pieejamais slāpekļa saturs bija augstākais lejtecē un vidējā nogāzē, bet zemākais dabiskajā nogāzē;kopējais slāpekļa saturs dzelzceļa kāpumos un nogāzēs bija mazāks, bet pieejamā slāpekļa saturs bija lielāks.Tas norāda, ka kāpumā un lejupejošā organiskā slāpekļa mineralizācijas ātrums ir ātrs. Pieejamais kālija saturs ir tāds pats kā pieejamajam fosforam.
Augsnes pretestība ir indekss, kas norāda elektrisko vadītspēju un pamatparametrs augsnes korozijas noteikšanai. Augsnes pretestību ietekmējošie faktori ietver mitruma saturu, kopējo šķīstošo sāļu saturu, pH, augsnes tekstūru, temperatūru, organisko vielu saturu, augsnes temperatūru un hermētiskumu. Vispārīgi runājot, augsnes ar zemu pretestību ir korozīvākas, un otrādi. Lai novērtētu augsnes korozīvo pretestību1, tiek izmantota plaši izmantotā metode. atzīmju vērtēšanas kritēriji katram atsevišķam rādītājam37,38.
Saskaņā ar testu rezultātiem un standartiem manā valstī (1. tabula), ja augsnes kodīgumu novērtē tikai pēc augsnes pretestības, augsne kalna nogāzē ir ļoti kodīga;augsne nogāzes nogāzē ir vidēji kodīga;augsnes kodīgums vidējā nogāzē un dabiskajā slīpumā ir salīdzinoši zems vājš.
Augsnes pretestība kalnup nogāzē ir ievērojami zemāka nekā citām nogāzes daļām, ko var izraisīt lietus erozija. Augsnes virskārta augšpusē ar ūdeni plūst uz vidējo nogāzi, tā ka slīpuma metāla aizsargtīkls ir tuvu augsnes virskārtai.Daži metāla sieti tika atsegti un pat uzkarināti gaisā.pāļu atstatums bija 3m;pāļu dzīšanas dziļums bija mazāks par 15cm.Kails metāla siets un nolobīšanās rūsa var traucēt mērījumu rezultātus.Tāpēc nav ticami novērtēt augsnes korozitāti tikai pēc augsnes pretestības indeksa.Korozijas visaptverošajā novērtējumā nav ņemta vērā augsnes pretestība nogāzei.
Augstā relatīvā mitruma dēļ daudzgadīgais mitrais gaiss Sičuaņas apgabalā izraisa nopietnāku gaisa iedarbībai pakļauto metāla sietu koroziju nekā augsnē ierakto metāla sietu39. Stiepļu režģa saskare ar gaisu var samazināt kalpošanas laiku, kas var destabilizēt kalnu augsni. Augsnes zudums var apgrūtināt augiem, augiem, īpaši kokainiem augiem, augt sakņu sistēmu. lai sacietētu augsni.Tajā pašā laikā augu augšana var arī uzlabot augsnes kvalitāti un palielināt humusa saturu augsnē, kas var ne tikai aizturēt ūdeni, bet arī nodrošināt labu vidi dzīvnieku un augu augšanai un vairošanai, tādējādi samazinot augsnes zudumu.Tāpēc būvniecības sākumposmā kāpumā jāsēj vairāk koksnes sēklas, kā arī nepārtraukti jāpārklāj ūdens aizturēšanas un ūdens aizturēšanas līdzeklis, lai novērstu ūdens aizturi. e augsne ar lietus ūdeni.
Korozijas potenciāls ir svarīgs faktors, kas ietekmē nogāžu aizsargtīkla koroziju trīs līmeņu nogāzē, un vislielākā ietekme uz kalna nogāzi (2. tabula). Normālos apstākļos korozijas potenciāls noteiktā vidē īpaši nemainās. Manāmas izmaiņas var izraisīt klaiņojošas straumes. Klaiņojošas straumes attiecas uz straumēm 40, transportlīdzekļiem, kad tiek izmantota sabiedriskā transporta sistēma. transporta sistēmas attīstībā manas valsts dzelzceļa transporta sistēma ir panākusi vērienīgu elektrifikāciju, un nevar ignorēt ierakto metālu koroziju, ko izraisa līdzstrāvas noplūde no elektrificētiem dzelzceļiem.Pašlaik grunts potenciāla gradientu var izmantot, lai noteiktu, vai augsnē ir izkliedētās strāvas traucējumi.Kad potenciālais gradients ir zemāks par virsmas strāvu/0, augsnes strāva ir zemāka par 0 m.5 m.ja potenciālais gradients ir diapazonā no 0,5 mv/m līdz 5,0 mv/m, izkliedētā strāva ir mērena;kad potenciālais gradients ir lielāks par 5,0 mv/m, izkliedētās strāvas līmenis ir augsts. Potenciālā gradienta (EW) peldošais diapazons vidējā nogāzē, augšup-slīpumā un lejup-slīpumā parādīts 3. attēlā.Peldošā diapazona ziņā ir mērenas klaiņojošas straumes austrumu-rietumu un ziemeļu virzienā. faktors, kas ietekmē metāla sietu koroziju vidējā nogāzē un lejup nogāzē, īpaši vidējā nogāzē.
Parasti augsnes redokspotenciāls (Eh) virs 400 mV norāda uz oksidēšanas spēju, virs 0-200 mV ir vidēja reducēšanas spēja, un zem 0 mV ir liela redukcijas spēja. Jo zemāks augsnes redokspotenciāls, jo lielāka augsnes mikroorganismu korozijas spēja pret metāliem44. Ir iespējams prognozēt augsnes mikrobu potenciāla tendences, kas bija lielākas sarkanās oksidēšanās potenciāla pētījuma rezultātā5. 0 mv, un korozijas līmenis bija ļoti mazs. Tas liecina, ka nogāžu zemes augsnes ventilācijas stāvoklis ir labs, kas neveicina anaerobo mikroorganismu koroziju augsnē.
Iepriekšējos pētījumos ir konstatēts, ka augsnes pH ietekme uz augsnes eroziju ir acīmredzama. PH vērtības svārstības būtiski ietekmē metālu materiālu korozijas ātrumu. Augsnes pH ir cieši saistīts ar platību un augsnē esošajiem mikroorganismiem45,46,47.Vispārīgi runājot, augsnes pH ietekme uz augsnes koroziju ir ne visi trīs sārmaini, sārmaini augsnes metālu materiāli. metāla sieta korozija ir vāja.
Kā redzams 3. tabulā, korelācijas analīze parāda, ka redokspotenciāls un slīpuma pozīcija ir būtiski pozitīvi korelēti (R2 = 0,858), korozijas potenciāls un potenciāla gradients (SN) ir būtiski pozitīvi korelēti (R2 = 0,755), un redokspotenciāls un potenciāla gradients (SN) ir būtiski pozitīvi korelēti. (R5 = 0).Starp potenciālu un pH bija ievērojama negatīva korelācija (R2 = -0,724). Slīpuma pozīcija bija būtiski pozitīvi korelēta ar redokspotenciālu. Tas liecina, ka dažādu slīpumu pozīcijās pastāv atšķirības mikrovidē, un augsnes mikroorganismi ir cieši saistīti ar redokspotenciālu48, 49, 50. Redokspotenciāls bija būtiski negatīvi saistīts ar pH2 un E5 laikā, kas ne vienmēr mainījās5. augsnes redoksprocess, bet tam bija negatīva lineāra sakarība. Metāla korozijas potenciāls var atspoguļot relatīvo spēju iegūt un zaudēt elektronus. Lai gan korozijas potenciāls bija ievērojami pozitīvi korelēts ar potenciāla gradientu (SN), potenciāla gradientu var izraisīt viegls elektronu zudums, ko izraisa metāls.
Augsnes kopējais šķīstošo sāļu saturs ir cieši saistīts ar augsnes koroziju. Vispārīgi runājot, jo augstāks ir augsnes sāļums, jo zemāka ir augsnes pretestība, tādējādi palielinot augsnes pretestību. Augsnes elektrolītos ne tikai anjoni un dažāda diapazona, bet arī korozijas ietekme galvenokārt ir karbonāti, hlorīdi un sulfāti. Turklāt kopējais šķīstošo sāļu saturs augsnē netieši ietekmē metālu saturu, piemēram, korozijas ietekmi un potenciālo sāļu saturu augsnē. skābekļa šķīdība53.
Lielākā daļa šķīstošo sāļu disociēto jonu augsnē tieši nepiedalās elektroķīmiskajās reakcijās, bet ietekmē metālu koroziju caur augsnes pretestību. Jo augstāks augsnes sāļums, jo spēcīgāka ir augsnes vadītspēja un spēcīgāka augsnes erozija. Dabisko nogāžu augsnes sāļuma saturs ir ievērojami augstāks nekā dzelzceļa nogāzēs, kas var būt saistīts ar to, ka dabiskās nogāzes var būt veģetācijas un ūdens bagātības. nogāzē ir nobriedusi augsnes veidošanās (augsnes pamatmateriāls, kas veidojas iežu dēdēšanas rezultātā), bet dzelzceļa nogāzes grunts sastāv no šķembu šķembām kā “mākslīgās grunts” matricas, un tajā nav veikta pietiekama augsnes veidošanās process.Minerālvielas neizdalās. Turklāt sāls joni dabisko nogāžu dziļajā augsnē cēlās virszemes iztvaikošanas laikā kapilārās darbības rezultātā un uzkrājas virszemes augsnē, kā rezultātā palielinās sāls jonu saturs virszemes augsnē. Dzelzceļa nogāzes augsnes biezums ir mazāks par 20 cm, kā rezultātā augsnes virskārta nespēj papildināt sāli no dziļās augsnes.
Pozitīvie joni (piemēram, K+, Na+, Ca2+, Mg2+, Al3+ u.c.) maz ietekmē augsnes koroziju, savukārt anjoniem ir nozīmīga loma korozijas elektroķīmiskajā procesā un tiem ir būtiska ietekme uz metālu koroziju.Cl− var paātrināt anoda koroziju un ir korozīvākais anjons;jo augstāks ir Cl− saturs, jo spēcīgāka ir augsnes korozija.SO42− ne tikai veicina tērauda koroziju, bet arī izraisa koroziju dažos betona materiālos54.Korodē arī dzelzi.Skābās augsnes eksperimentu sērijā tika konstatēts, ka korozijas ātrums ir proporcionāls augsnes skābumam55.Hlorīds un sulfāts ir galvenās šķīstošā sāļu sāļu sastāvdaļas. oglekļa tērauda korozijas svara zudums sārmainās augsnēs ir gandrīz proporcionāls hlorīda un sulfāta jonu pievienošanai56,57.Lee et al.konstatēts, ka SO42- var kavēt koroziju, bet veicināt jau izveidojušos korozijas bedru veidošanos58.
Saskaņā ar augsnes korozijas novērtēšanas standartu un testu rezultātiem hlorīda jonu saturs katrā nogāzes augsnes paraugā bija virs 100 mg/kg, kas liecina par spēcīgu augsnes koroziju. Sulfātu jonu saturs gan kalnu, gan lejup nogāzēs bija virs 200 mg/kg un zem 500 mg/kg, un augsne bija vidēji korozija. rozija ir vāja.Kad augsnes vide satur augstu koncentrāciju, tā piedalīsies reakcijā un radīs korozijas nogulsnes uz metāla elektroda virsmas, tādējādi palēninot korozijas reakciju. Palielinoties koncentrācijai, skala var pēkšņi salūzt, tādējādi ievērojami paātrinot korozijas ātrumu;koncentrācijai turpinot pieaugt, korozijas skala pārklāj metāla elektroda virsmu, un korozijas ātrums atkal uzrāda palēnināšanās tendenci59.Pētījumā konstatēts, ka daudzums augsnē bija mazāks, un tāpēc tas maz ietekmēja koroziju.
Saskaņā ar 4. tabulu korelācija starp slīpuma un augsnes anjoniem liecināja, ka pastāv nozīmīga pozitīva korelācija starp slīpuma un hlorīda joniem (R2=0,836), un būtiska pozitīva korelācija starp slīpumu un kopējo šķīstošo sāļu daudzumu (R2=0,742).
Tas liecina, ka virszemes notece un augsnes erozija var būt atbildīgas par kopējo šķīstošo sāļu izmaiņām augsnē. Starp kopējo šķīstošo sāļu un hlorīda joniem bija būtiska pozitīva korelācija, kas var būt tāpēc, ka kopējie šķīstošie sāļi ir hlorīda jonu kopums, un kopējo šķīstošo sāļu saturs nosaka hlorīda jonu saturu augsnes šķīdumos. Tāpēc mēs varam zināt, ka var būt liela atšķirība starp šķīstošo sāļu daudzumu.
Organiskās vielas, kopējais slāpeklis, pieejamais slāpeklis, pieejamais fosfors un pieejamais kālijs ir augsnes pamatbarības vielas, kas ietekmē augsnes kvalitāti un barības vielu uzsūkšanos sakņu sistēmā. Augsnes barības vielas ir būtisks faktors, kas ietekmē augsnē esošos mikroorganismus, tāpēc ir vērts izpētīt, vai pastāv sakarība starp augsnes barības vielām un to, kāda ir augsnes metāliskā korozija. ir pieredzējis tikai 9 gadus ilgu organisko vielu uzkrāšanos. Mākslīgās augsnes īpatnību dēļ ir nepieciešams labi izprast mākslīgās augsnes barības vielas.
Pētījumi liecina, ka organisko vielu saturs ir visaugstākais dabiskās nogāzes augsnē pēc visa augsnes veidošanās procesa. Zemās nogāzes augsnes organisko vielu saturs bija viszemākais. Laikapstākļu un virszemes noteces ietekmē augsnes barības vielas uzkrāsies vidējā nogāzē un lejtecē, veidojot biezu humusa slāni. Taču augsnes sīko daļiņu un sliktās organiskās vielas noturības dēļ viegli atrodami mikroorganismi. vidēja un lejteces veģetācijas pārklājums un daudzveidība bija augsta, bet viendabīgums bija zems, kas var izraisīt nevienmērīgu barības vielu sadalījumu virspusē. Biezs humusa slānis aiztur ūdeni un aktīvi darbojas augsnes organismi. Tas viss paātrina organisko vielu sadalīšanos augsnē.
Sārmu hidrolizētā slāpekļa saturs sliežu ceļa nogāzē, vidējā nogāzē un nogāzē bija augstāks nekā dabiskajā nogāzē, kas liecina, ka dzelzceļa nogāzes organiskā slāpekļa mineralizācijas ātrums bija ievērojami augstāks nekā dabiskajā nogāzē. Jo mazākas daļiņas, jo nestabilāka ir augsnes struktūra, jo lielāka ir organiskā viela, jo lielāka ir organisko vielu sadalīšanās un mikroorganismu sadalīšanās. trogēns60,61.Atbilstoši 62 pētījuma rezultātiem, sīko daļiņu agregātu saturs dzelzceļa nogāžu augsnē bija ievērojami augstāks nekā dabiskajās nogāzēs.Tādēļ jāveic atbilstoši pasākumi, lai palielinātu mēslojuma, organisko vielu un slāpekļa saturu dzelzceļa nogāzes augsnē, kā arī uzlabotu ilgtspējīgu izmantošanu, ko rada pieejamā augsnes virskārta un notekūdeņu atkritumi. 7% līdz 99,79% no kopējiem dzelzceļa slīpuma zudumiem. Virszemes notece var būt galvenais pieejamo barības vielu zuduma virzītājspēks nogāžu augsnēs63,64,65.
Kā redzams 4. tabulā, pastāvēja būtiska pozitīva korelācija starp slīpuma stāvokli un pieejamo fosforu (R2=0,948), un korelācija starp slīpuma stāvokli un pieejamo kālija saturu bija tāda pati (R2=0,898).Tas parāda, ka slīpuma stāvoklis ietekmē pieejamā fosfora un pieejamā kālija saturu augsnē.
Gradients ir svarīgs faktors, kas ietekmē augsnes organisko vielu saturu un slāpekļa bagātināšanu66, un, jo mazāks gradients, jo lielāks ir bagātināšanas ātrums. Augsnes barības vielu bagātināšanai barības vielu zudumi tika vājināti, un nogāzes stāvokļa ietekme uz augsnes organisko vielu saturu un kopējo slāpekļa bagātināšanu nebija acīmredzama. Dažādi augu veidi un skaits ir izdalīti ar sakņu skābēm dažādās nogāzēs. pieejamo fosforu un pieejamo kāliju augsnē.Tāpēc pastāvēja būtiska korelācija starp slīpuma stāvokli un pieejamo fosforu, kā arī slīpuma stāvokli un pieejamo kāliju.
Lai noskaidrotu sakarību starp augsnes barības vielām un augsnes koroziju, nepieciešams veikt korelācijas analīzi. Kā redzams 5. tabulā, redokspotenciāls būtiski negatīvi korelēja ar pieejamo slāpekli (R2 = -0,845) un būtiski pozitīvi korelēja ar pieejamo fosforu (R2 = 0,842) un pieejamo kālija potenciālu, kas parasti atspoguļo sarkano oks.90 potenciālu. dažas augsnes fizikālās un ķīmiskās īpašības, un pēc tam ietekmē virkni augsnes īpašību.Tāpēc tas ir svarīgs faktors, lai noteiktu augsnes barības vielu transformācijas virzienu67.Dažādas redoksīpašības var izraisīt dažādus uztura faktoru stāvokļus un pieejamību.Tāpēc redokspotenciālam ir būtiska korelācija ar pieejamo slāpekli, pieejamo kāliju.
Papildus metāla īpašībām korozijas potenciāls ir saistīts arī ar augsnes īpašībām.Korozijas potenciāls bija būtiski negatīvi korelēts ar organisko vielu, kas liecina, ka organiskajai vielai bija būtiska ietekme uz korozijas potenciālu. Turklāt organiskajai vielai bija arī būtiski negatīva korelācija ar potenciālo gradientu (SN) (R2=-0,713) un sulfātu jonu (R2=-0,671) un SN gradientu (R2=-0,671) saturu. re bija nozīmīga negatīva korelācija starp augsnes pH un pieejamo kāliju (R2 = -0,728).
Pieejamais slāpeklis būtiski negatīvi korelēja ar kopējiem šķīstošajiem sāļiem un hlorīda joniem, bet pieejamais fosfors un pieejamais kālijs būtiski pozitīvi korelēja ar kopējiem šķīstošiem sāļiem un hlorīda joniem. Tas liecināja, ka pieejamais barības vielu saturs būtiski ietekmēja kopējo šķīstošo sāļu un hlorīda jonu daudzumu augsnē, un anjoni augsnē būtiski neveicināja barības vielu akumulāciju un negatīvi ietekmēja barības vielu piegādi. sulfāta jonu, un būtiski pozitīvi korelē ar bikarbonātu, kas liecina, ka kopējais slāpeklis ietekmēja sulfātu un bikarbonātu saturu. Augiem ir mazs pieprasījums pēc sulfāta joniem un bikarbonāta joniem, tāpēc lielākā daļa no tiem ir brīvi augsnē vai absorbēti augsnes koloīdos. Bikarbonāta joni veicina augsnes slāpekļa uzkrāšanos un slāpekļa pieejamību. Pirmkārt, atbilstoša slāpekļa un humusa satura palielināšana augsnē ir labvēlīga, lai samazinātu augsnes koroziju.
Augsne ir sistēma ar sarežģītu sastāvu un īpašībām.Augsnes korozija ir daudzu faktoru sinerģiskas darbības rezultāts.Tāpēc augsnes korozijas novērtēšanai parasti tiek izmantota visaptveroša novērtēšanas metode. Atsaucoties uz “Ģeotehniskās inženierijas izpētes kodeksu” (GB50021-94) un Ķīnas augsnes korozijas testa tīkla testa metodēm, augsnes korozijas pakāpi var vispusīgi novērtēt saskaņā ar šādiem standartiem: (1) novērtējums ir vāja korozija, ja korozija ir vāja, korozija ir vāja;(2) ja nav spēcīgas korozijas, tā tiek novērtēta kā mērena korozija;(3) ja ir viena vai divas spēcīgas korozijas vietas, tā tiek novērtēta kā spēcīga korozija;(4) ja ir 3 vai vairāk spēcīgas korozijas vietas, tā tiek novērtēta kā spēcīga korozija smagai korozijai.
Pēc augsnes pretestības, redokspotenciāla, ūdens satura, sāls satura, pH vērtības un Cl- un SO42 satura tika vispusīgi novērtētas augsnes paraugu korozijas pakāpes dažādās nogāzēs. Pētījuma rezultāti liecina, ka visu nogāžu augsnes ir ļoti kodīgas.
Korozijas potenciāls ir svarīgs faktors, kas ietekmē nogāžu aizsargtīkla koroziju. Trīs nogāžu korozijas potenciāls ir zemāks par -200 mv, kas visvairāk ietekmē kalnu metāla sieta koroziju. Potenciāla gradientu var izmantot, lai spriestu par klaiņojošās strāvas lielumu augsnē. Klīstošā strāva ir svarīgs faktors, kas ietekmē metāla nogāzes un it īpaši kopējās sāļu nogāzes vidējās nogāzēs. saturs augšējo, vidējo un apakšējo nogāžu augsnēs visās bija virs 500 mg/kg, un korozijas ietekme uz nogāžu aizsargtīklu bija mērena.Augsnes ūdens saturs ir svarīgs faktors, kas ietekmē metāla sietu koroziju vidējā nogāzē un lejup nogāzē, un tam ir lielāka ietekme uz nogāžu aizsargtīklu koroziju. Uzturvielas ir biežas augsnēs, kas ir visbiežākā mikroorganismu augšana, augos ir visvairāk strauja augšana. .
Pētījumi liecina, ka korozijas potenciāls, potenciālais gradients, kopējais šķīstošo sāļu saturs un ūdens saturs ir galvenie faktori, kas ietekmē augsnes koroziju trijās nogāzēs, un augsnes korozija novērtēta kā spēcīga. Slīpju aizsargtīkla korozija ir visnopietnākā vidējā nogāzē, kas nodrošina atsauci dzelzceļa nogāžu aizsardzības tīkla pretkorozijas projektēšanai. stabilizēt slīpumu.
Kā citēt šo rakstu: Chen, J. et al. Augsnes sastāva un elektroķīmijas ietekme uz iežu nogāžu tīkla koroziju gar Ķīnas dzelzceļa līniju.zinātne.Rep.5, 14939;doi: 10.1038/srep14939 (2015).
Lin, YL & Yang, GL Dzelzceļa apakšdaļas nogāžu dinamiskie raksturlielumi zemestrīces ierosināšanas laikā.dabas katastrofa.69, 219–235 (2013).
Sui Wang, J. et al. Tipisku zemestrīces radīto lielceļu bojājumu analīze Venčuaņas zemestrīces skartajā Sičuaņas provinces apgabalā[J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering.28, 1250–1260 (2009).
Weilin, Z., Zhenyu, L. & Jinsong, J. Maģistrāles tiltu seismisko bojājumu analīze un pretpasākumi Venčuaņas zemestrīcē. Ķīnas žurnāls Rock Mechanics and Engineering.28, 1377–1387 (2009).
Lin, CW, Liu, SH, Lee, SY & Liu, CC Chichi zemestrīces ietekme uz zemes nogruvumiem, ko izraisīja sekojošas lietusgāzes Taivānas centrālajā daļā. Engineering Geology.86, 87–101 (2006).
Koi, T. et al. Zemestrīces izraisītu zemes nogruvumu ilgtermiņa ietekme uz nogulumu veidošanos kalnu ūdensšķirtnē: Tanzavas reģions, Japāna.geomorphology.101, 692–702 (2008).
Hongshuai, L., Jingshan, B. & Dedong, L. Pārskats par ģeotehnisko nogāžu seismiskās stabilitātes analīzi. Earthquake Engineering and Engineering Vibration.25, 164–171 (2005).
Yue Ping, ģeoloģisko apdraudējumu izpēte, ko izraisījusi Venčuaņas zemestrīce Sičuaņā.Journal of Engineering Geology 4, 7–12 (2008).
Ali, F. Nogāžu aizsardzība ar veģetāciju: dažu tropu augu sakņu mehānika. International Journal of Physical Sciences.5, 496–506 (2010).
Takyu, M., Aiba, SI & Kitayama, K. Topogrāfiskā ietekme uz tropu zemu kalnu mežiem dažādos ģeoloģiskos apstākļos Mount Kinabalu, Borneo.Plant Ecology.159, 35–49 (2002).
Stokes, A. et al. Ideāli augu sakņu raksturlielumi dabisko un inženiertehnisko nogāžu aizsardzībai pret zemes nogruvumiem. Plants and Soils, 324, 1-30 (2009).
De Baets, S., Poesen, J., Gyssels, G. & Knapen, A. Zālāju sakņu ietekme uz augsnes virskārtas erodibilitāti koncentrētas plūsmas laikā. Ģeomorfoloģija 76, 54–67 (2006).