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Tomando a encosta ferroviária Sui-Chongqing como objeto de pesquisa, resistividade do solo, eletroquímica do solo (potencial de corrosão, potencial redox, gradiente de potencial e pH), ânions do solo (sais solúveis totais, Cl-, SO42- e) e nutrição do solo. (teor de umidade, matéria orgânica, nitrogênio total, nitrogênio hidrolisado alcalino, fósforo disponível, potássio disponível). a maior influência na corrosão da rede de proteção de encostas, seguida pelo teor de ânions. O sal solúvel total tem um efeito moderado na corrosão da rede de proteção de encostas e a corrente parasita tem um efeito moderado na corrosão da rede de proteção de encostas. O grau de corrosão das amostras de solo foi avaliado de forma abrangente, e a corrosão na encosta superior foi moderada, e a corrosão nas encostas média e inferior foi forte. A matéria orgânica no solo foi significativamente correlacionada com o gradiente potencial. Nitrogênio disponível, potássio disponível e fósforo disponível foram significativamente correlacionados com ânions .A distribuição dos nutrientes do solo está indiretamente relacionada ao tipo de declive.
Ao construir ferrovias, rodovias e instalações de conservação de água, aberturas de montanhas são muitas vezes inevitáveis. Devido às montanhas no sudoeste, a construção de ferrovias na China requer muita escavação da montanha. Ela destrói o solo e a vegetação originais, criando encostas rochosas expostas. Esta situação leva a deslizamentos de terra e erosão do solo, ameaçando assim a segurança do transporte ferroviário. Deslizamentos de terra são ruins para o tráfego rodoviário, especialmente após o terremoto de Wenchuan de 12 de maio de 2008. um terremoto grave e amplamente distribuído1.Na avaliação de 2008 de 4.243 quilômetros de estradas principais na província de Sichuan, houve 1.736 desastres de terremotos graves em leitos de estradas e muros de contenção de encostas, representando 39,76% do comprimento total da avaliação. -50 anos (terremoto de Kanto no Japão)4,5.Gradiente é o principal fator que afeta o risco de terremoto6,7.Portanto, é necessário manter a inclinação da estrada e fortalecer sua estabilidade.As plantas desempenham um papel insubstituível na proteção de encostas e na restauração ecológica da paisagem8.Em comparação com as encostas comuns do solo, as encostas rochosas não têm o acúmulo de fatores nutrientes, como matéria orgânica, nitrogênio, fósforo e potássio, e não têm o ambiente do solo necessário para o crescimento da vegetação.Devido a fatores como grande declive e erosão pluvial, o solo do declive é facilmente perdido. O ambiente da encosta é áspero, carece das condições necessárias para o crescimento das plantas e o solo da encosta carece de estabilidade de suporte 9. A pulverização da encosta com material de base para cobrir o solo para proteger a encosta é uma tecnologia de restauração ecológica de encostas comumente usada em meu país. O solo artificial usado para a pulverização é composto de brita, solo agrícola, palha, fertilizante composto, agente de retenção de água e adesivo (adesivos comumente usados ​​incluem cimento Portland, cola orgânica e emulsificante de asfalto) ​​em uma certa proporção. O processo técnico é: primeiro colocar arame farpado na superfície rocha, em seguida, fixe o arame farpado com rebites e parafusos de ancoragem e, finalmente, pulverize o solo artificial contendo sementes na encosta com um pulverizador especial. A malha de metal em forma de diamante 14 # que é totalmente galvanizada é usada principalmente, com um padrão de malha de 5cm × 5cm e um diâmetro de 2mm. A malha de metal permite que a matriz do solo forme uma laje monolítica durável na superfície da rocha. características do solo. A avaliação dos fatores de corrosão do solo é de grande importância para avaliar a erosão da malha metálica induzida pelo solo e eliminar riscos de deslizamento de terra.
Acredita-se que as raízes das plantas desempenhem um papel crucial na estabilização de encostas e no controle da erosão10,11,12,13,14. Para estabilizar encostas contra deslizamentos de terra rasos, a vegetação pode ser usada porque as raízes das plantas podem fixar o solo para evitar deslizamentos de terra15,16,17. A vegetação lenhosa, especialmente árvores, ajuda a prevenir deslizamentos de terra rasos18. genes, e o ambiente do solo desempenha um papel decisivo nesses processos.Corrosão de metais varia com o ambiente do solo20.O grau de corrosão de metais no solo pode variar de dissolução bastante rápida a impacto insignificante21.Solo artificial é muito diferente de "solo" real.A formação de solos naturais é o resultado de interações entre o ambiente externo e vários organismos ao longo de dezenas de milhões de anos22,23,24.Antes que a vegetação lenhosa forme um sistema radicular estável e um ecossistema, seja a malha de metal combinada com a encosta rochosa e o solo artificial pode funcionar com segurança está diretamente relacionado ao desenvolvimento da economia natural, à segurança da vida e à melhoria do meio ambiente ecológico.
No entanto, a corrosão de metais pode levar a grandes perdas.De acordo com uma pesquisa realizada na China no início dos anos 1980 em máquinas químicas e outras indústrias, as perdas causadas pela corrosão de metais representaram 4% do valor total da produção.Portanto, é de grande importância estudar o mecanismo de corrosão e tomar medidas de proteção para construção econômica.O solo é um sistema complexo de gases, líquidos, sólidos e microorganismos.Metabólitos microbianos podem corroer materiais e correntes parasitas também podem causar corrosão.Portanto, é importante prevenir a corrosão de metais enterrados no solo. No momento, a pesquisa sobre corrosão de metais enterrados concentra-se principalmente em (1) fatores que afetam a corrosão de metais enterrados25;(2) métodos de proteção de metais26,27;(3) métodos de julgamento para o grau de corrosão do metal28;Corrosão em diferentes meios. No entanto, todos os solos no estudo eram naturais e sofreram processos de formação de solo suficientes. No entanto, não há relato sobre erosão artificial do solo de taludes rochosos ferroviários.
Comparado com outros meios corrosivos, o solo artificial tem as características de iliquidez, heterogeneidade, sazonalidade e regionalidade. A corrosão metálica em solos artificiais é causada por interações eletroquímicas entre metais e solos artificiais. Além de fatores inatos, a taxa de corrosão metálica também depende do ambiente circundante. Uma variedade de fatores afeta a corrosão metálica individualmente ou em combinação, como teor de umidade, teor de oxigênio, teor total de sais solúveis, teor de ânions e íons metálicos, pH, micróbios do solo30,31,32.
Em 30 anos de prática, a questão de como preservar permanentemente solos artificiais em encostas rochosas tem sido um problema33.Arbustos ou árvores não podem crescer em algumas encostas após 10 anos de cuidados manuais devido à erosão do solo.A sujeira na superfície da malha metálica foi lavada em alguns lugares.Devido à corrosão, algumas malhas metálicas racharam e perderam todo o solo acima e abaixo delas (Figura 1).Atualmente, a pesquisa sobre corrosão de taludes ferroviários se concentra principalmente na corrosão da grade de aterramento da subestação ferroviária, corrente parasita corrosão gerada por trilhos leves e corrosão de pontes ferroviárias34,35, trilhos e outros equipamentos de veículos36. Não houve relatos de corrosão da malha metálica de proteção de talude ferroviário. Este artigo estuda as propriedades físicas, químicas e eletroquímicas de solos artificiais na encosta rochosa do sudoeste da Ferrovia Suiyu, com o objetivo de prever a corrosão do metal avaliando as propriedades do solo e fornecer base teórica e prática para a restauração do ecossistema do solo e restauração artificial. Declive artificial.
O local de teste está localizado na área montanhosa de Sichuan (30°32′N, 105°32′E) perto da Estação Ferroviária de Suining. A área está localizada no meio da Bacia de Sichuan, com montanhas baixas e colinas, com estrutura geológica simples e terreno plano. y estrutura. A área de estudo tem um clima subtropical úmido de monção com características sazonais de início da primavera, verão quente, outono curto e final do inverno. temperatura média é de 6,5°C), a temperatura mínima extrema é de -3,8°C e a precipitação média anual é de 920 mm, concentrada principalmente em julho e agosto. A precipitação na primavera, verão, outono e inverno varia muito.A proporção de chuva em cada estação do ano é de 19-21%, 51-54%, 22-24% e 4-5%, respectivamente.
O local de pesquisa é uma inclinação de cerca de 45° na encosta da Ferrovia Yu-Sui construída em 2003. Em abril de 2012, ela estava voltada para o sul a 1 km da Estação Ferroviária de Suining.O declive natural foi usado como controle. A restauração ecológica do talude adota a tecnologia externa de pulverização de solo de cobertura para restauração ecológica. De acordo com a altura do talude do lado da ferrovia, o talude pode ser dividido em encosta ascendente, intermediária e descendente (Fig. 2). Como a espessura do solo artificial do talude cortado é de cerca de 10 cm, a fim de evitar a poluição dos produtos de corrosão da malha metálica do solo, usamos apenas uma pá de aço inoxidável para tirar a superfície do solo de 0 a 8 cm. Quatro réplicas s foram definidos para cada posição do declive, com 15-20 pontos de amostragem aleatórios por réplica. Cada réplica é uma mistura de 15-20 determinados aleatoriamente a partir de pontos de amostragem de linha em forma de S. Seu peso fresco é de cerca de 500 gramas. Traga as amostras de volta ao laboratório em sacos de polietileno ziplock para processamento. peneira exceto para as partículas grossas.
A resistividade do solo foi medida pelo testador de resistência de aterramento VICTOR4106 produzido pela Shengli Instrument Company;a resistividade do solo foi medida em campo;a umidade do solo foi medida pelo método de secagem. O instrumento digital portátil mv/pH DMP-2 apresenta alta impedância de entrada para medir o potencial de corrosão do solo. Gradiente potencial e potencial redox foram determinados por DMP-2 portátil digital mv/pH, sal solúvel total no solo foi determinado pelo método de secagem de resíduos, teor de íons cloreto no solo foi determinado pelo método de titulação AgNO3 (método Mohr), teor de sulfato do solo foi determinado pelo método indireto de titulação EDTA, método de titulação de indicador duplo para determinar carbonato e bicarbonato do solo, método de aquecimento da oxidação do dicromato de potássio para determinar a matéria orgânica do solo, método de difusão de solução alcalina para determinar o nitrogênio da hidrólise alcalina do solo, digestão de H2SO4-HClO4 Método colorimétrico Mo-Sb O fósforo total no solo e o teor de fósforo disponível no solo foram determinados pelo método de Olsen (solução de NaHCO3 0,05 mol/L como extrator) e o teor total de potássio no solo foi determinado por fotometria de chama de fusão de hidróxido de sódio.
Os dados experimentais foram inicialmente sistematizados. O SPSS Statistics 20 foi utilizado para realizar análise de média, desvio padrão, ANOVA de uma via e correlação humana.
A Tabela 1 apresenta as propriedades eletromecânicas, ânions e nutrientes de solos com diferentes declives. O potencial de corrosão, a resistividade do solo e o gradiente de potencial leste-oeste de diferentes declives foram todos significativos (P < 0,05). Os potenciais redox de declive, meio declive e declive natural foram significativos (P < 0,05). declive>acima>declive médio>declive natural. Sal solúvel total, declive natural foi significativamente maior do que o declive ferroviário (P <0,05).o teor de nitrogênio disponível foi maior no talude inferior e médio e menor no talude natural;o conteúdo total de nitrogênio da subida e descida da ferrovia foi menor, mas o conteúdo de nitrogênio disponível foi maior. Isso indica que a taxa de mineralização de nitrogênio orgânico nas subidas e descidas é rápida. O conteúdo de potássio disponível é o mesmo que o fósforo disponível.
A resistividade do solo é um índice que indica a condutividade elétrica e um parâmetro básico para julgar a corrosão do solo. Os fatores que afetam a resistividade do solo incluem teor de umidade, teor total de sal solúvel, pH, textura do solo, temperatura, teor de matéria orgânica, temperatura do solo e rigidez. De um modo geral, solos com baixa resistividade são mais corrosivos e vice-versa. Usar a resistividade para julgar a corrosividade do solo é um método comumente usado em vários países. A Tabela 1 mostra os critérios de avaliação do grau de corrosividade para cada índice único37,38.
De acordo com os resultados e padrões do teste em meu país (Tabela 1), se a corrosividade do solo for avaliada apenas pela resistividade do solo, o solo na encosta ascendente é altamente corrosivo;o solo na encosta em declive é moderadamente corrosivo;a corrosividade do solo na encosta média e na encosta natural é relativamente baixa e fraca.
A resistividade do solo da encosta ascendente é significativamente menor do que a de outras partes da encosta, o que pode ser causado pela erosão da chuva. O solo superficial na encosta ascendente flui para a encosta média com a água, de modo que a rede metálica de proteção da encosta ascendente fica próxima ao solo superficial. Algumas das malhas de metal foram expostas e até mesmo suspensas no ar (Figura 1). A resistividade do solo foi medida no local;o espaçamento entre estacas era de 3m;a profundidade de cravação da estaca foi inferior a 15 cm. A malha de metal nu e a ferrugem descascada podem interferir nos resultados da medição. Portanto, não é confiável avaliar a corrosividade do solo apenas pelo índice de resistividade do solo. Na avaliação abrangente da corrosão, a resistividade do solo de encosta ascendente não é considerada.
Devido à alta umidade relativa, o ar úmido perene na área de Sichuan faz com que a malha de metal exposta ao ar corroa mais seriamente do que a malha de metal enterrada no solo39.A exposição da malha de arame ao ar pode resultar em diminuição da vida útil, o que pode desestabilizar os solos em subidas.A perda de solo pode dificultar o crescimento de plantas, especialmente plantas lenhosas.Devido à falta de plantas lenhosas, é difícil formar um sistema radicular morro acima para solidificar o solo.Ao mesmo tempo, o crescimento das plantas também pode melhorar o solo qualidade e aumentar o teor de húmus no solo, que pode não só reter a água, mas também proporcionar um bom ambiente para o crescimento e reprodução de animais e plantas, reduzindo assim a perda de solo. Portanto, na fase inicial da construção, mais sementes lenhosas devem ser semeadas na encosta, e o agente de retenção de água deve ser continuamente adicionado e coberto com filme para proteção, de modo a reduzir a erosão do solo da encosta pela água da chuva.
O potencial de corrosão é um fator importante que afeta a corrosão da rede de proteção de talude na encosta de três níveis e tem o maior impacto na encosta ascendente (Tabela 2). Em condições normais, o potencial de corrosão não muda muito em um determinado ambiente. Uma mudança perceptível pode ser causada por correntes parasitas. -eletrificação de escala e a corrosão de metais enterrados causada por vazamento de corrente contínua de ferrovias eletrificadas não podem ser ignoradas.Atualmente, o gradiente de potencial do solo pode ser usado para determinar se o solo contém distúrbios de correntes parasitas.Quando o gradiente potencial do solo superficial é inferior a 0,5 mv/m, a corrente parasita é baixa;quando o gradiente de potencial está na faixa de 0,5 mv/m a 5,0 mv/m, a corrente parasita é moderada;quando o gradiente de potencial é maior que 5,0 mv/m , o nível de corrente parasita é alto. A faixa flutuante do gradiente potencial (EW) do declive intermediário, ascendente e descendente é mostrada na Figura 3. Em termos do intervalo flutuante, existem correntes parasitas moderadas nas direções leste-oeste e norte-sul do declive médio. Portanto, a corrente parasita é um fator importante que afeta a corrosão de malhas de metal no declive intermediário , especialmente no meio da encosta.
Geralmente, o potencial redox do solo (Eh) acima de 400 mV indica a capacidade de oxidação, acima de 0-200 mV é uma capacidade de redução média e abaixo de 0 mV é uma grande capacidade de redução. Quanto menor o potencial redox do solo, maior a capacidade de corrosão dos microrganismos do solo para metais44. .Isso mostra que a condição de ventilação do solo da encosta é boa, o que não é propício à corrosão de microorganismos anaeróbicos no solo.
Estudos anteriores descobriram que o impacto do pH do solo na erosão do solo é óbvio. Com a flutuação do valor do pH, a taxa de corrosão dos materiais metálicos é significativamente afetada. O pH do solo está intimamente relacionado à área e aos microorganismos no solo45,46,47. De um modo geral, o efeito do pH do solo na corrosão de materiais metálicos em solo ligeiramente alcalino não é óbvio. Os solos das três encostas ferroviárias são todos alcalinos, portanto, o efeito do pH na corrosão da malha metálica é fraco.
Como pode ser visto na Tabela 3, a análise de correlação mostra que o potencial redox e a posição da inclinação estão significativamente correlacionados positivamente (R2 = 0,858), o potencial de corrosão e o gradiente de potencial (SN) estão significativamente correlacionados positivamente (R2 = 0,755) e o potencial redox e o gradiente de potencial (SN) estão significativamente correlacionados positivamente (R2 = 0,755).Houve uma correlação negativa significativa entre o potencial e o pH (R2 = -0,724). A posição da encosta foi significativamente correlacionada positivamente com o potencial redox. relação linear.O potencial de corrosão do metal pode representar a capacidade relativa de ganhar e perder elétrons.Embora o potencial de corrosão tenha sido significativamente correlacionado positivamente com o gradiente de potencial (SN), o gradiente de potencial pode ser causado pela fácil perda de elétrons pelo metal.
O teor de sais solúveis totais do solo está intimamente relacionado à corrosividade do solo. De um modo geral, quanto maior a salinidade do solo, menor a resistividade do solo, aumentando assim a resistência do solo. Nos eletrólitos do solo, não apenas os ânions e faixas variáveis, mas também as influências da corrosão são principalmente carbonatos, cloretos e sulfatos.
A maioria dos íons dissociados de sais solúveis no solo não participa diretamente das reações eletroquímicas, mas afeta a corrosão do metal através da resistividade do solo. Quanto maior a salinidade do solo, mais forte a condutividade do solo e mais forte a erosão do solo. intemperismo), mas o solo do talude ferroviário é composto por fragmentos de brita como a matriz do “solo artificial” e não sofreu um processo de formação de solo suficiente.Minerais não liberados.Além disso, os íons de sal no solo profundo das encostas naturais subiram por ação capilar durante a evaporação da superfície e se acumularam na superfície do solo, resultando em um aumento no teor de íons de sal no solo da superfície.A espessura do solo da encosta da ferrovia é inferior a 20 cm, resultando na incapacidade do solo superficial de suplementar o sal do solo profundo.
Os íons positivos (como K+, Na+, Ca2+, Mg2+, Al3+, etc.) têm pouco efeito na corrosão do solo, enquanto os ânions desempenham um papel significativo no processo eletroquímico de corrosão e têm um impacto significativo na corrosão do metal.Cl- pode acelerar a corrosão do ânodo e é o ânion mais corrosivo;quanto maior o teor de Cl-, mais forte é a corrosão do solo.SO42- não apenas promove a corrosão do aço, mas também causa corrosão em alguns materiais de concreto54.Também corrói o ferro.Em uma série de experimentos de solo ácido, descobriu-se que a taxa de corrosão é proporcional à acidez do solo55.Cloro e sulfato são os principais componentes dos sais solúveis, que podem acelerar diretamente a cavitação de metais.Estudos mostraram que a perda de peso por corrosão do aço carbono em solos alcalinos é quase proporcional à adição de cloreto e íons sulfato56,57. Lee et al.descobriram que o SO42- pode impedir a corrosão, mas promover o desenvolvimento de pites de corrosão que já se formaram58.
De acordo com o padrão de avaliação da corrosividade do solo e os resultados do teste, o teor de íons cloreto em cada amostra de solo da encosta estava acima de 100 mg/kg, indicando forte corrosividade do solo. ele participará da reação e produzirá incrustações de corrosão na superfície do eletrodo de metal, diminuindo assim a reação de corrosão. À medida que a concentração aumenta, a incrustação pode quebrar repentinamente, acelerando bastante a taxa de corrosão;à medida que a concentração continua a aumentar, a escala de corrosão cobre a superfície do eletrodo de metal e a taxa de corrosão mostra uma tendência de desaceleração novamente59. O estudo descobriu que a quantidade no solo era menor e, portanto, tinha pouco efeito sobre a corrosão.
De acordo com a Tabela 4, a correlação entre declividade e ânions do solo mostrou que houve correlação positiva significativa entre declividade e íons cloreto (R2=0,836), e correlação positiva significativa entre declividade e sais solúveis totais (R2=0,742).
Isso sugere que o escoamento superficial e a erosão do solo podem ser responsáveis ​​pelas mudanças nos sais solúveis totais no solo. Houve uma correlação positiva significativa entre os sais solúveis totais e os íons cloreto, o que pode ser porque os sais solúveis totais são o pool de íons cloreto, e o teor de sais solúveis totais determina o teor de íons cloreto nas soluções do solo. Portanto, podemos saber que a diferença na inclinação pode causar corrosão severa da parte da malha metálica.
Matéria orgânica, nitrogênio total, nitrogênio disponível, fósforo disponível e potássio disponível são os nutrientes básicos do solo, que afetam a qualidade do solo e a absorção de nutrientes pelo sistema radicular. em solo artificial.
A pesquisa mostra que o teor de matéria orgânica é o mais alto no solo da encosta natural após todo o processo de formação do solo. O teor de matéria orgânica do solo de baixa encosta foi o mais baixo. Devido à influência do intemperismo e do escoamento superficial, os nutrientes do solo se acumulam no meio da encosta e na encosta abaixo, formando uma espessa camada de húmus. , mas a homogeneidade era baixa, o que pode levar a uma distribuição desigual dos nutrientes da superfície. Uma espessa camada de húmus retém a água e os organismos do solo são ativos. Tudo isso acelera a decomposição da matéria orgânica no solo.
O teor de nitrogênio hidrolisado alcalino das ferrovias ascendentes, intermediárias e descendentes foi maior do que o da encosta natural, indicando que a taxa de mineralização do nitrogênio orgânico da encosta ferroviária foi significativamente maior do que a da encosta natural. Quanto menores as partículas, mais instável a estrutura do solo, mais fácil é para os microorganismos decompor a matéria orgânica nos agregados e maior o reservatório de nitrogênio orgânico mineralizado60,61. De acordo com os resultados do estudo 62, o teor de partículas pequenas agregados no solo de taludes ferroviários foi significativamente maior do que em taludes naturais. Portanto, medidas apropriadas devem ser tomadas para aumentar o teor de fertilizante, matéria orgânica e nitrogênio no solo do talude ferroviário e para melhorar a utilização sustentável do solo. O desperdício de fósforo disponível e potássio disponível causado pelo escoamento superficial foi responsável por 77,27% a 99,79% da perda total do talude ferroviário. .
Conforme mostrado na Tabela 4, houve uma correlação positiva significativa entre a posição da encosta e o fósforo disponível (R2=0,948), e a correlação entre a posição da encosta e o potássio disponível foi a mesma (R2=0,898). Isso mostra que a posição da encosta afeta o conteúdo de fósforo disponível e potássio disponível no solo.
O gradiente é um fator importante que afeta o teor de matéria orgânica do solo e o enriquecimento de nitrogênio66, e quanto menor o gradiente, maior a taxa de enriquecimento. Para o enriquecimento de nutrientes do solo, a perda de nutrientes foi enfraquecida e o efeito da posição da encosta no teor de matéria orgânica do solo e no enriquecimento total de nitrogênio não era óbvio. fósforo, posição do declive e potássio disponível.
A fim de esclarecer a relação entre nutrientes do solo e corrosão do solo, é necessário analisar a correlação. Conforme mostrado na Tabela 5, o potencial redox foi significativamente correlacionado negativamente com o nitrogênio disponível (R2 = -0,845) e significativamente positivamente correlacionado com o fósforo disponível (R2 = 0,842) e o potássio disponível (R2 = 0,980). O potencial redox reflete a qualidade do redox, que geralmente é afetado por algumas propriedades físicas e químicas do solo e, em seguida, afeta uma série de propriedades do solo. Portanto, é um fator importante na determinação da direção da transformação de nutrientes do solo67.Diferentes qualidades redox podem resultar em diferentes estados e disponibilidade de fatores nutricionais.Portanto, o potencial redox tem uma correlação significativa com nitrogênio disponível, fósforo disponível e potássio disponível.
Além das propriedades do metal, o potencial de corrosão também está relacionado às propriedades do solo. O potencial de corrosão foi significativamente correlacionado negativamente com a matéria orgânica, indicando que a matéria orgânica teve um efeito significativo no potencial de corrosão. Além disso, a matéria orgânica também foi significativamente correlacionada negativamente com o gradiente de potencial (SN) (R2 = -0,713) e o íon sulfato (R2 = -0,671), indicando que o conteúdo de matéria orgânica também afeta o gradiente potencial (SN) e o íon sulfato. Houve uma correlação negativa significativa entre o pH do solo e o potássio disponível (R2 = - 0,728).
O nitrogênio disponível foi significativamente correlacionado negativamente com os sais solúveis totais e íons cloreto, e o fósforo disponível e o potássio disponível foram significativamente correlacionados positivamente com os sais solúveis totais e íons cloreto. ate e bicarbonato.As plantas têm pouca demanda por íons de sulfato e íons de bicarbonato, portanto, a maioria deles está livre no solo ou absorvida por colóides do solo.Os íons de bicarbonato favorecem o acúmulo de nitrogênio no solo e os íons de sulfato reduzem a disponibilidade de nitrogênio no solo.Portanto, aumentar adequadamente o teor de nitrogênio e húmus disponíveis no solo é benéfico para reduzir a corrosividade do solo.
O solo é um sistema com composição e propriedades complexas.A corrosividade do solo é o resultado da ação sinérgica de muitos fatores.Portanto, um método de avaliação abrangente é geralmente usado para avaliar a corrosividade do solo. Com referência ao "Código para Investigação de Engenharia Geotécnica" (GB50021-94) e aos métodos de teste da China Soil Corrosion Test Network, o grau de corrosão do solo pode ser avaliado de forma abrangente de acordo com os seguintes padrões: (1) A avaliação é corrosão fraca, se apenas corrosão fraca, não há corrosão moderada ou corrosão forte;(2) se não houver corrosão forte, é avaliada como corrosão moderada;(3) se houver um ou dois pontos de forte corrosão, é avaliado como forte corrosão;(4) se houver 3 ou mais pontos de corrosão forte, é avaliado como corrosão forte para corrosão severa.
De acordo com a resistividade do solo, potencial redox, teor de água, teor de sal, valor de pH e teor de Cl e SO42, os graus de corrosão de amostras de solo em várias encostas foram avaliados de forma abrangente. Os resultados da pesquisa mostram que os solos em todas as encostas são altamente corrosivos.
O potencial de corrosão é um fator importante que afeta a corrosão da rede de proteção de encostas. Os potenciais de corrosão das três encostas são todos inferiores a -200 mv, o que tem o maior impacto na corrosão da malha metálica ascendente. O gradiente de potencial pode ser usado para avaliar a magnitude da corrente parasita no solo. A corrente parasita é um fator importante que afeta a corrosão da malha metálica em encostas médias e encostas altas, especialmente em encostas médias. O teor total de sal solúvel nos solos das encostas superiores, médias e inferiores estava todo acima 500 mg/kg, e o efeito de corrosão na rede de proteção de encostas foi moderado. O teor de água do solo é um fator importante que afeta a corrosão de malhas de metal no meio da encosta e na descida e tem um impacto maior na corrosão das malhas de proteção de encostas. Os nutrientes são mais abundantes no solo da meia encosta, indicando que há atividades microbianas frequentes e rápido crescimento das plantas.
A pesquisa mostra que o potencial de corrosão, o gradiente de potencial, o teor total de sais solúveis e o teor de água são os principais fatores que afetam a corrosão do solo nas três encostas, e a corrosividade do solo é avaliada como forte. A corrosão da rede de proteção da encosta é mais grave na encosta intermediária, o que fornece uma referência para o projeto anticorrosivo da rede ferroviária de proteção da encosta. A adição apropriada de nitrogênio disponível e fertilizante orgânico é benéfica para reduzir a corrosão do solo, facilitar o crescimento das plantas e, finalmente, estabilizar a encosta.
Como citar este artigo: Chen, J. et al.Efeitos da composição e eletroquímica do solo na corrosão da rede de taludes rochosos ao longo de uma ferrovia chinesa.science.Rep.5, 14939;doi: 10.1038/srep14939 (2015).
Lin, YL & Yang, GL Características dinâmicas de taludes de subleitos ferroviários sob excitação sísmica. desastre natural. 69, 219–235 (2013).
Sui Wang, J. et al.Análise de danos típicos causados ​​por terremotos em rodovias na área atingida pelo terremoto de Wenchuan, na província de Sichuan[J].Jornal chinês de Rock Mechanics and Engineering.28, 1250–1260 (2009).
Weilin, Z., Zhenyu, L. & Jinsong, J. Análise de danos sísmicos e contramedidas de pontes rodoviárias no terremoto de Wenchuan. Jornal Chinês de Mecânica de Rochas e Engenharia. 28, 1377–1387 (2009).
Lin, CW, Liu, SH, Lee, SY & Liu, CC O efeito do terremoto de Chichi em deslizamentos de terra induzidos por chuvas subseqüentes no centro de Taiwan.Engineering Geology.86, 87–101 (2006).
Koi, T. et al. Efeitos de longo prazo de deslizamentos de terra induzidos por terremotos na produção de sedimentos em uma bacia hidrográfica de montanha: região de Tanzawa, Japan.geomorphology.101, 692–702 (2008).
Hongshuai, L., Jingshan, B. & Dedong, L. Uma revisão da pesquisa sobre análise de estabilidade sísmica de encostas geotécnicas.Earthquake Engineering and Engineering Vibration.25, 164–171 (2005).
Yue Ping, Pesquisa sobre riscos geológicos causados ​​pelo terremoto de Wenchuan em Sichuan.Journal of Engineering Geology 4, 7–12 (2008).
Ali, proteção de F. Slope com vegetação: mecânica de raiz de algumas plantas tropicais. Jornal internacional de Physical Sciences.5, 496–506 (2010).
Takyu, M., Aiba, SI & Kitayama, K. Efeitos topográficos em florestas tropicais de baixa altitude sob diferentes condições geológicas no Monte Kinabalu, Borneo.Plant Ecology.159, 35–49 (2002).
Stokes, A. et al. Características ideais da raiz da planta para proteger encostas naturais e projetadas de deslizamentos de terra. Plantas e solos, 324, 1-30 (2009).
De Baets, S., Poesen, J., Gyssels, G. & Knapen, A. Efeitos de raízes de gramíneas na erodibilidade do solo superficial durante o fluxo concentrado. Geomorfologia 76, 54–67 (2006).