Vă mulțumim că vizitați Nature.com.Versiunea de browser pe care o utilizați are suport limitat pentru CSS. Pentru cea mai bună experiență, vă recomandăm să utilizați un browser actualizat (sau să dezactivați modul de compatibilitate în Internet Explorer). Între timp, pentru a asigura suport continuu, vom afișa site-ul fără stiluri și JavaScript.
Luând ca obiect de cercetare panta feroviară Sui-Chongqing, rezistivitatea solului, electrochimia solului (potențial de coroziune, potențial redox, gradient de potențial și pH), anioni de sol (săruri solubile totale, Cl-, SO42- și) și Nutriția solului. conform indicatorilor individuali și indicatorilor completi ai solului artificial. În comparație cu alți factori, apa are cea mai mare influență asupra coroziunii rețelei de protecție a pantei, urmată de conținutul de anioni. Sarea solubilă totală are un efect moderat asupra coroziunii rețelei de protecție a pantei, iar curentul rătăcit are un efect moderat asupra coroziunii rețelei de protecție a pantei. coroziunea pe versanții mijlocii și inferioare a fost puternică. Materia organică din sol a fost corelată semnificativ cu gradientul potențial. Azotul disponibil, potasiul disponibil și fosforul disponibil au fost corelate semnificativ cu anioni. Distribuția nutrienților din sol este indirect legată de tipul de versant.
Atunci când se construiesc căi ferate, autostrăzi și instalații de conservare a apei, deschiderile în munți sunt adesea inevitabile. Din cauza munților din sud-vest, construcția căilor ferate din China necesită multă excavare a muntelui. Distruge solul și vegetația inițială, creând pante stâncoase expuse. Această situație duce la alunecări de teren și amenință siguranța traficului rutier, erodarea căilor ferate și eroziunea rutieră a solului. , mai ales după cutremurul de la Wenchuan din 12 mai 2008. Alunecările de teren au devenit un dezastru cutremur grav răspândit pe scară largă1.În evaluarea din 2008 a 4.243 de kilometri de drumuri principale din provincia Sichuan, au existat 1.736 de dezastre grave de cutremur în albiile drumurilor și pereții de susținere în pantă, reprezentând 39,76% din lungimea totală a evaluării. Pierderile economice directe din cauza daunelor rutiere au depășit 52 de miliarde de yuani, după ce a depășit 58 de miliarde de yuani. poate dura cel puțin 10 ani (cutremur din Taiwan) și chiar și până la 40-50 de ani (cutremur Kanto în Japonia)4,5.Gradientul este principalul factor care afectează pericolul de cutremur6,7.Prin urmare, este necesar să se mențină panta drumului și să se întărească stabilitatea acestuia.Plantele joacă un rol de neînlocuit în protecția versanților și a peisajelor obișnuite. au acumularea de factori nutritivi precum materia organică, azotul, fosforul și potasiul și nu au mediul de sol necesar pentru creșterea vegetației. Din cauza unor factori precum panta mare și eroziunea ploii, solul de pantă se pierde ușor. Mediul de pantă este aspru, nu are condițiile necesare pentru creșterea plantelor, iar solul de pantă lipsește materialul de susținere al pantei folosit pentru a proteja panta o bază de acoperire a pantei. Tehnologia de restaurare ecologică în țara mea. Solul artificial folosit pentru pulverizare este compus din piatră zdrobită, pământ de teren agricol, paie, îngrășământ compus, agent de reținere a apei și adeziv (adezivii utilizați în mod obișnuit includ ciment Portland, adeziv organic și emulgator de asfalt) într-o anumită proporție. Procesul tehnic este: mai întâi așezați sârmă ghimpată, apoi fixarea sârmei ghimpate, apoi fixarea finală a sârmei ghimpate și ancorare cu nituri artificiale, astfel încât stropirea și ancorarea artificială. semințele pe pantă cu un pulverizator special. Plasa metalică în formă de romb de 14# care este complet galvanizată este cea mai mare parte utilizată, cu o plasă standard de 5 cm×5 cm și un diametru de 2 mm. Plasă metalică permite matricei solului să formeze o placă monolitică durabilă pe suprafața rocii. solul.Evaluarea factorilor de coroziune a solului este de mare importanță pentru evaluarea eroziunii ochiurilor metalice induse de sol și eliminarea pericolelor de alunecare de teren.
Se crede că rădăcinile plantelor joacă un rol crucial în stabilizarea pantelor și controlul eroziunii10,11,12,13,14. Pentru a stabiliza pantele împotriva alunecărilor de teren superficiale, vegetația poate fi folosită deoarece rădăcinile plantelor pot fixa solul pentru a preveni alunecările de teren15,16,17. plantele care acționează ca grămezi de armare în sol. Dezvoltarea modelelor de arhitectură a rădăcinilor este determinată de gene, iar mediul solului joacă un rol decisiv în aceste procese. Coroziunea metalelor variază în funcție de mediul solului20. Gradul de coroziune a metalelor din sol poate varia de la dizolvare destul de rapidă până la impact neglijabil21. diverse organisme de-a lungul a zeci de milioane de ani22,23,24.Înainte ca vegetația lemnoasă să formeze un sistem radicular și un ecosistem stabil, dacă plasa metalică combinată cu panta de rocă și solul artificial poate funcționa în siguranță este direct legat de dezvoltarea economiei naturale, siguranța vieții și îmbunătățirea mediului ecologic.
Cu toate acestea, coroziunea metalelor poate duce la pierderi uriașe. Potrivit unui sondaj efectuat în China la începutul anilor 1980 privind mașinile chimice și alte industrii, pierderile cauzate de coroziunea metalelor au reprezentat 4% din valoarea totală a ieșirii. Prin urmare, este de mare importanță să studiem mecanismul de coroziune și să luăm măsuri de protecție pentru construcția economică a solului, a gazelor lichide și a microorganismului. materialele și curenții paraziți pot provoca, de asemenea, coroziune. Prin urmare, este important să se prevină coroziunea metalelor îngropate în sol. În prezent, cercetarea coroziunii metalelor îngropate se concentrează în principal pe (1) factorii care afectează coroziunea metalului îngropat25;(2) metode de protecție a metalelor26,27;(3) metode de judecată pentru gradul de coroziune a metalului28;Coroziunea în diferite medii. Cu toate acestea, toate solurile din studiu au fost naturale și au suferit suficiente procese de formare a solului. Cu toate acestea, nu există niciun raport privind eroziunea artificială a solului a versanților de rocă feroviară.
În comparație cu alte medii corozive, solul artificial are caracteristici de lipsă de lichiditate, eterogenitate, sezonalitate și regionalitate. Coroziunea metalelor din solurile artificiale este cauzată de interacțiunile electrochimice dintre metale și solurile artificiale. Pe lângă factorii înnăscuți, viteza de coroziune a metalului depinde și de mediul înconjurător. O varietate de factori afectează coroziunea metalului individual sau în combinație, cum ar fi conținutul de ioni, conținutul total de ioni și soluția de oxigen, conținutul total de ioni și soluția de oxigen, precum microbii solului30,31,32.
În 30 de ani de practică, întrebarea cu privire la conservarea permanentă a solurilor artificiale de pe versanții stâncoși a fost o problemă33. Arbuștii sau copacii nu pot crește pe unele pante după 10 ani de îngrijire manuală din cauza eroziunii solului. Murdăria de pe suprafața plasei metalice a fost spălată în unele locuri. Din cauza coroziunii, unele ochiuri metalice au fost fisurate deasupra și dedesubt. Coroziunea pantei se concentrează în principal pe coroziunea rețelei de împământare a stației de cale ferată, coroziunea curentului parazit generat de calea ferată ușoară și coroziunea podurilor feroviare34,35, șinelor și a altor echipamente pentru vehicule36. urmărind să prezică coroziunea metalelor prin evaluarea proprietăților solului și să ofere baze teoretice și practice pentru refacerea ecosistemului solului și refacerea artificială.Panta artificială.
Locul de testare este situat în zona deluroasă a orașului Sichuan (30°32′N, 105°32′E) în apropiere de Gara Suining. Zona este situată în mijlocul bazinului Sichuan, cu munți și dealuri joase, cu structură geologică simplă și teren plat. Eroziunea, tăierea și acumularea de apă creează peisaje de dealuri erodate, peisajele de dealuri și nămolul principal sunt nămolul și nisipul principal. Integritatea este slabă, iar roca este o structură blocată. Zona de studiu are un climat subtropical umed musonic cu caracteristici sezoniere de primăvară devreme, vară fierbinte, toamnă scurtă și iarnă târzie. Precipitațiile sunt abundente, resursele de lumină și căldură sunt abundente, perioada fără îngheț este lungă (285 zile în medie), clima este blândă, temperatura medie anuală este cea mai caldă de 4°C 27°C, luna cea mai caldă. C, iar temperatura maximă extremă este de 39,3°C. Cea mai rece lună este ianuarie (temperatura medie este de 6,5°C), temperatura minimă extremă este de -3,8°C, iar precipitațiile medii anuale sunt de 920 mm, concentrate în principal în lunile iulie și august. Precipitațiile primăvara, vara, toamna și iarna variază foarte mult.Proporția precipitațiilor în fiecare anotimp al anului este de 19-21%, 51-54%, 22-24% și respectiv 4-5%.
Locul de cercetare este o pantă de aproximativ 45° pe panta căii ferate Yu-Sui, construită în 2003. În aprilie 2012, era orientată spre sud, la 1 km de Gara Suining.Panta naturală a fost folosită ca control. Refacerea ecologică a pantei adoptă tehnologia străină de pulverizare a solului de topdressing pentru refacerea ecologică. În funcție de înălțimea pantei laterale a căii ferate, panta poate fi împărțită în panta în sus, mijlocul pantei și în jos (Fig. 2). , folosim doar o lopată din oțel inoxidabil pentru a lua suprafața solului 0-8 cm. Au fost stabilite patru replici pentru fiecare poziție de pantă, cu 15-20 de puncte de prelevare aleatoare per replicare. Fiecare replicat este un amestec de 15-20 de puncte de eșantionare determinate aleatoriu din linia în formă de S. Greutatea sa proaspătă este de aproximativ 500 de grame pentru procesarea de polietil în saci de laborator. Se usucă în mod natural la aer, iar pietrișul și reziduurile de animale și plante sunt culese, zdrobite cu un băț de agat și cernute cu o sită de nailon de 20 de ochiuri și 100 de ochiuri, cu excepția particulelor grosiere.
Rezistivitatea solului a fost măsurată cu testerul de rezistență la împământare VICTOR4106 produs de Shengli Instrument Company;rezistivitatea solului a fost măsurată în câmp;umiditatea solului a fost măsurată prin metoda de uscare. Instrumentul digital portabil mv/pH DMP-2 are impedanță mare de intrare pentru măsurarea potențialului de coroziune a solului. Gradientul potențial și potențialul redox au fost determinate cu DMP-2 digital portabil mv/pH, sarea solubilă totală în sol a fost determinată prin metoda de uscare a reziduurilor, a fost determinat conținutul de ioni de clorură în sol prin metoda de titrare indirectă prin metoda AgMohr. Metoda de titrare TA, metoda de titrare cu indicator dublu pentru determinarea carbonatului și bicarbonatului de sol, metoda de încălzire prin oxidare cu bicromat de potasiu pentru determinarea materiei organice din sol, metoda difuziei soluției alcaline pentru determinarea hidrolizei alcaline a azotului, digestie H2SO4-HClO4 Metoda colorimetrică Mo-Sb Fosforul total în sol și conținutul de fosfor disponibil în sol au fost determinate prin metoda conținutului total de NaCO05 și extract de molase în soluție de NaCO05. în sol a fost determinată prin fotometrie cu flacără de fuziune hidroxid de sodiu.
Datele experimentale au fost inițial sistematizate. SPSS Statistics 20 a fost utilizat pentru a efectua analiza medie, abaterea standard, ANOVA unidirecțională și analiza corelației umane.
Tabelul 1 prezintă proprietățile electromecanice, anionii și nutrienții solurilor cu pante diferite. Potențialul de coroziune, rezistivitatea solului și gradientul potențial est-vest al diferitelor pante au fost toate semnificative (P < 0,05). panta>pantă mijlocie. Valoarea pH-ului solului a fost de ordinul pantei în jos>în sus>pantă mijlocie>pantă naturală.Total de sare solubilă, panta naturală a fost semnificativ mai mare decât panta feroviară (P < 0,05).Conținutul total de sare solubilă al pantei de cale ferată de gradul III a solului este peste 500 mg/kg. panta naturală și cea mai scăzută în versantul de coborâre (P < 0,05). Conținutul total de azot a fost cel mai mare în panta mijlocie și cel mai scăzut în panta în sus;conținutul de azot disponibil a fost cel mai mare în panta descendentă și mijlocul versantului și cel mai scăzut în panta naturală;conținutul total de azot al căii ferate în sus și în jos a fost mai mic, dar conținutul de azot disponibil a fost mai mare. Acest lucru indică faptul că rata de mineralizare a azotului organic în amonte și în jos este rapidă. Conținutul de potasiu disponibil este același cu fosforul disponibil.
Rezistivitatea solului este un indice care indică conductivitatea electrică și un parametru de bază pentru evaluarea coroziunii solului. Factorii care afectează rezistivitatea solului includ conținutul de umiditate, conținutul total de sare solubilă, pH-ul, textura solului, temperatura, conținutul de materie organică, temperatura solului și etanșeitatea. În general, solurile cu rezistivitate scăzută sunt mai corozive și invers. criterii de evaluare a gradului de sivitate pentru fiecare indice individual37,38.
Conform rezultatelor testelor și standardelor din țara mea (Tabelul 1), dacă corozivitatea solului este evaluată doar prin rezistivitatea solului, solul de pe panta în sus este foarte coroziv;solul de pe versantul descendente este moderat coroziv;corozivitatea solului pe panta mijlocie și panta naturală este relativ scăzută slabă.
Rezistivitatea solului din panta în sus este semnificativ mai mică decât cea a altor părți ale pantei, care poate fi cauzată de eroziunea ploii. Solul superior de pe versantul ascendente curge în panta mijlocie odată cu apa, astfel încât plasa de protecție metalică a pantei de amonte este aproape de sol. Unele dintre ochiurile metalice au fost expuse și chiar suspendate în aer (s-a măsurat rezistivitatea în aer (figura 1).distanța dintre pile a fost de 3 m;Adâncimea de împingere a grămezii a fost sub 15 cm. Plasă metalică goală și rugina decojită pot interfera cu rezultatele măsurării. Prin urmare, nu este de încredere să se evalueze corozivitatea solului numai prin indicele de rezistivitate a solului. În evaluarea cuprinzătoare a coroziunii, rezistivitatea solului din panta ascendente nu este luată în considerare.
Datorită umidității relative ridicate, aerul umed peren din zona Sichuan face ca plasele metalice expuse aerului să se corodeze mai grav decât plasele metalice îngropate în sol39. pentru a forma un sistem de rădăcină în sus, pentru a solidifica solul. În același timp, creșterea plantelor poate îmbunătăți calitatea solului și poate crește conținutul de humus în sol, care nu numai că poate reține apa, ci și oferă un mediu bun pentru creșterea și reproducerea animalelor și plantelor, reducând astfel pierderile de sol. Prin urmare, în stadiul incipient al construcției, semințele lemnoase ar trebui adăugate în continuare cu peliculă de protecție și acoperite cu apă. , astfel încât să se reducă eroziunea solului de amonte de către apa de ploaie.
Potențialul de coroziune este un factor important care afectează coroziunea plasei de protecție a pantei pe panta cu trei niveluri și are cel mai mare impact asupra pantei în sus (Tabelul 2). În condiții normale, potențialul de coroziune nu se modifică foarte mult într-un mediu dat. O modificare vizibilă poate fi cauzată de curenții vagabonzi. Odată cu dezvoltarea sistemului de transport, sistemul de transport feroviar al țării mele a realizat o electrificare pe scară largă, iar coroziunea metalelor îngropate cauzată de scurgerile de curent continuu de la căile ferate electrificate nu poate fi ignorată. În prezent, gradientul de potențial al solului poate fi utilizat pentru a determina dacă solul conține perturbări ale curentului parazit.când gradientul de potențial este în intervalul de la 0,5 mv/m până la 5,0 mv/m, curentul parazit este moderat;atunci când gradientul potențial este mai mare de 5,0 mv/m, nivelul curentului parazit este ridicat. Intervalul plutitor al gradientului potențial (EW) al pantei mijlocii, a pantei în sus și în jos este prezentat în Figura 3. În ceea ce privește intervalul de plutire, există curenți paraziți moderati în direcțiile est-vest și nord-sud ale curentului de coroziune. panta mijlocie si panta in jos, mai ales pe panta mijlocie.
În general, potențialul redox al solului (Eh) peste 400 mV indică capacitatea de oxidare, peste 0-200 mV este capacitatea de reducere medie, iar sub 0 mV este capacitatea de reducere mare. dintre cele trei pante a fost mai mare de 500 mv, iar nivelul de coroziune a fost foarte mic. Arată că starea de ventilație a solului a terenului de panta este bună, ceea ce nu este propice coroziunii microorganismelor anaerobe din sol.
Studiile anterioare au descoperit că impactul pH-ului solului asupra eroziunii solului este evident. Odată cu fluctuația valorii pH-ului, viteza de coroziune a materialelor metalice este afectată semnificativ. pH-ul solului este strâns legat de zonă și de microorganismele din sol45,46,47. pantele sunt toate alcaline, astfel încât efectul pH-ului asupra coroziunii rețelei metalice este slab.
După cum se poate observa din Tabelul 3, analiza corelației arată că potențialul redox și poziția pantei sunt corelate semnificativ pozitiv (R2 = 0,858), potențialul de coroziune și gradientul de potențial (SN) sunt corelate semnificativ pozitiv (R2 = 0,755), iar potențialul redox și gradientul potențial (SN) sunt corelate semnificativ pozitiv (R752 = 0.75).A existat o corelație negativă semnificativă între potențial și pH (R2 = -0,724). Poziția pantei a fost corelată pozitiv semnificativ cu potențialul redox. Acest lucru arată că există diferențe în micromediul diferitelor poziții ale pantei, iar microorganismele din sol sunt strâns legate de potențialul redox48, 49, 50. Relația pH-ului redox a fost corelată negativ semnificativ cu potențialul redox. și valorile Eh nu s-au schimbat întotdeauna sincron în timpul procesului redox al solului, dar au avut o relație liniară negativă. Potențialul de coroziune a metalului poate reprezenta capacitatea relativă de a câștiga și pierde electroni. Deși potențialul de coroziune a fost corelat semnificativ pozitiv cu gradientul de potențial (SN), gradientul de potențial poate fi cauzat de pierderea ușoară a electronilor de către metal.
Conținutul total de sare solubilă a solului este strâns legat de corozivitatea solului. În general, cu cât salinitatea solului este mai mare, cu atât este mai mică rezistivitatea solului, crescând astfel rezistența solului. În electroliții din sol, nu numai anionii și intervalele variate, ci și influențele coroziunii sunt în principal carbonați, cloruri și sulfați. s şi solubilitatea oxigenului din sol53.
Majoritatea ionilor solubili disociați de sare din sol nu participă direct la reacțiile electrochimice, dar afectează coroziunea metalelor prin rezistivitatea solului. Cu cât salinitatea solului este mai mare, cu atât conductivitatea solului este mai puternică și eroziunea solului mai puternică. Conținutul de salinitate a solului al versanților naturali este semnificativ mai mare decât cel al versanților de cale ferată, care pot fi conductive la pante naturale, care sunt atât de bogate în vegetație. și conservarea apei. Un alt motiv poate fi acela că versantul natural a experimentat formarea de sol matur (material parental al solului format prin intemperii ale stâncilor), dar solul versantului feroviar este compus din fragmente de piatră zdrobită ca matrice a „solului artificial” și nu a suferit un proces suficient de formare a solului.Minerale nu sunt eliberate.În plus, ionii de sare din solul adânc al pantelor naturale s-au ridicat prin acțiune capilară în timpul evaporării de suprafață și s-au acumulat în solul de suprafață, ducând la o creștere a conținutului de ioni de sare din solul de suprafață. Grosimea solului din panta căii ferate este mai mică de 20 cm, ceea ce duce la incapacitatea de a completa sarea din adâncime.
Ionii pozitivi (cum ar fi K+, Na+, Ca2+, Mg2+, Al3+ etc.) au un efect redus asupra coroziunii solului, în timp ce anionii joacă un rol semnificativ în procesul electrochimic de coroziune și au un impact semnificativ asupra coroziunii metalelor.Cl− poate accelera coroziunea anodului și este cel mai coroziv anion;cu cât este mai mare conținutul de Cl−, cu atât coroziunea solului este mai puternică.SO42− nu numai că favorizează coroziunea oțelului, dar provoacă și coroziunea unor materiale din beton54.De asemenea, corodează fierul.Într-o serie de experimente cu soluri acide, s-a constatat că viteza de coroziune este proporțională cu aciditatea solului55.Clorura și sulfatul sunt principalele componente ale sărurilor solubile ale metalelor care pot accelera în mod direct coroziunea cavităților. oțelul carbon din solurile alcaline este aproape proporțional cu adăugarea de ioni de clorură și sulfat56,57.Lee et al.a constatat că SO42- poate împiedica coroziunea, dar favorizează dezvoltarea gropilor de coroziune care s-au format deja58.
Conform standardului de evaluare a corozivității solului și a rezultatelor testelor, conținutul de ioni de clorură din fiecare probă de sol în pantă a fost peste 100 mg/kg, indicând o corozivitate puternică a solului. Conținutul de ioni sulfat atât al versanților în sus, cât și al celui în jos a fost peste 200 mg/kg și sub 500 mg/kg, iar solul a fost moderat/kg și mai mic decât conținutul de ioni de sulfat mediu, corodat și mai mic decât cel mediu. coroziunea solului este slabă. Când mediul de sol conține o concentrație mare, acesta va participa la reacție și va produce depuneri de coroziune pe suprafața electrodului metalic, încetinind astfel reacția de coroziune. Pe măsură ce concentrația crește, scara se poate rupe brusc, accelerând astfel foarte mult viteza de coroziune;pe măsură ce concentrația continuă să crească, scara de coroziune acoperă suprafața electrodului metalic, iar viteza de coroziune arată din nou o tendință de încetinire59. Studiul a constatat că cantitatea din sol a fost mai mică și, prin urmare, a avut un efect redus asupra coroziunii.
Conform Tabelului 4, corelația dintre panta și anionii de sol a arătat că a existat o corelație pozitivă semnificativă între panta și ionii de clorură (R2=0,836), și o corelație pozitivă semnificativă între panta și sărurile solubile totale (R2=0,742).
Acest lucru sugerează că scurgerea de suprafață și eroziunea solului pot fi responsabile pentru modificările sărurilor solubile totale din sol. A existat o corelație pozitivă semnificativă între sărurile solubile totale și ionii de clorură, ceea ce se poate datora faptului că sărurile solubile totale sunt grupul de ioni de clorură, iar conținutul de săruri solubile totale determină conținutul de ioni de clorură din soluțiile din sol.
Materia organică, azotul total, azotul disponibil, fosforul disponibil și potasiul disponibil sunt nutrienții de bază ai solului, care afectează calitatea solului și absorbția nutrienților de către sistemul radicular. Nutrienții din sol sunt un factor important care afectează microorganismele din sol, așa că merită să studiem dacă există o corelație între nutrienții din sol și coroziunea metalelor. 9 ani de acumulare de materie organică. Datorită particularității solului artificial, este necesară o bună înțelegere a nutrienților din sol artificial.
Cercetările arată că conținutul de materie organică este cel mai mare în solul de panta naturală după întregul proces de formare a solului. Conținutul de materie organică a solului cu panta mică a fost cel mai scăzut. Datorită influenței intemperiilor și scurgerii de suprafață, nutrienții din sol se vor acumula la mijlocul pantei și în jos, formând un strat gros de humus. s.Sondajul a constatat că acoperirea și diversitatea vegetației de mijloc și de jos a pantei au fost mari, dar omogenitatea a fost scăzută, ceea ce poate duce la distribuția neuniformă a nutrienților de suprafață.Un strat gros de humus reține apa și organismele din sol sunt active.Toate acestea accelerează descompunerea materiei organice în sol.
Conținutul de azot hidrolizat alcalin al căilor ferate de sus, de mijloc și de jos a fost mai mare decât cel al pantei naturale, ceea ce indică faptul că rata de mineralizare a azotului organic al taluzului a fost semnificativ mai mare decât cea a pantei naturale. 60,61. În concordanță cu rezultatele studiului 62, conținutul de particule mici în solul taluzelor feroviare a fost semnificativ mai mare decât cel al taluzelor naturale. Prin urmare, trebuie luate măsuri adecvate pentru creșterea conținutului de îngrășăminte, materie organică și azot în solul taluzului căii ferate și pentru îmbunătățirea utilizării durabile a fosilului disponibil și a scurgerii de suprafață disponibilă. 77,27% până la 99,79% din pierderea totală a pantei feroviare. Scurgerea de suprafață poate fi principalul factor de pierdere de nutrienți disponibili în solurile de pantă63,64,65.
După cum se arată în Tabelul 4, a existat o corelație pozitivă semnificativă între poziția pantei și fosforul disponibil (R2=0,948), iar corelația dintre poziția pantei și potasiul disponibil a fost aceeași (R2=0,898). Arată că poziția pantei afectează conținutul de fosfor disponibil și potasiu disponibil în sol.
Gradientul este un factor important care afectează conținutul de materie organică a solului și îmbogățirea cu azot66, iar cu cât gradientul este mai mic, cu atât rata de îmbogățire este mai mare. Pentru îmbogățirea nutrienților solului, pierderea de nutrienți a fost slăbită, iar efectul poziției pantei asupra conținutului de materie organică a solului și îmbogățirea totală a azotului nu a fost evident. Prin urmare, a existat o corelație semnificativă între poziția pantei și fosforul disponibil și poziția pantei și potasiul disponibil.
Pentru a clarifica relația dintre nutrienții solului și coroziunea solului, este necesar să se analizeze corelația. După cum se arată în tabelul 5, potențialul redox a fost semnificativ corelat negativ cu azotul disponibil (R2 = -0,845) și semnificativ pozitiv corelat cu fosforul disponibil (R2 = 0,842) și potasiul disponibil (R2 = potasiul disponibil (R2 = 0,842). unele proprietăți fizice și chimice ale solului și apoi afectează o serie de proprietăți ale solului.De aceea, este un factor important în determinarea direcției de transformare a nutrienților din sol67.Diferitele calități redox pot duce la diferite stări și disponibilitatea factorilor nutritivi.Prin urmare, potențialul redox are o corelație semnificativă cu azotul disponibil, fosforul disponibil și potasiul disponibil.
Pe lângă proprietățile metalelor, potențialul de coroziune este, de asemenea, legat de proprietățile solului. Potențialul de coroziune a fost semnificativ corelat negativ cu materia organică, ceea ce indică faptul că materia organică a avut un efect semnificativ asupra potențialului de coroziune. relația dintre pH-ul solului și potasiul disponibil (R2 = -0,728).
Azotul disponibil a fost corelat negativ semnificativ cu sărurile solubile totale și ionii de clorură, iar fosforul disponibil și potasiul disponibil au fost corelate pozitiv semnificativ cu sărurile solubile totale și ionii de clorură. ion, și semnificativ pozitiv corelat cu bicarbonatul, indicând faptul că azotul total a avut un efect asupra conținutului de sulfat și bicarbonat. Plantele au o cerere mică de ioni de sulfat și ioni de bicarbonat, astfel încât majoritatea sunt liberi în sol sau absorbiți de coloizii din sol. benefic pentru reducerea corozivității solului.
Solul este un sistem cu compoziție și proprietăți complexe.Corozivitatea solului este rezultatul acțiunii sinergice a multor factori.Prin urmare, o metodă de evaluare cuprinzătoare este, în general, utilizată pentru a evalua corozivitatea solului. Cu referire la „Codul pentru investigarea ingineriei geotehnice” (GB50021-94) și la metodele de testare ale rețelei de testare a coroziunii solului din China, gradul de coroziune a solului poate fi evaluat în mod cuprinzător conform următoarelor standarde: (1) Evaluarea este o coroziune slabă, doar dacă nu există coroziune moderată sau nu există coroziune moderată;(2) dacă nu există coroziune puternică, aceasta este evaluată ca coroziune moderată;(3) dacă există unul sau două locuri de coroziune puternică, este evaluată ca coroziune puternică;(4) dacă există 3 sau mai multe locuri de coroziune puternică, este evaluată ca coroziune puternică pentru coroziune severă.
În funcție de rezistivitatea solului, potențialul redox, conținutul de apă, conținutul de sare, valoarea pH-ului și conținutul de Cl și SO42, au fost evaluate cuprinzător gradele de coroziune ale probelor de sol de la diferite pante. Rezultatele cercetării arată că solurile de pe toate versanții sunt foarte corozive.
Potențialul de coroziune este un factor important care afectează coroziunea rețelei de protecție a pantelor. Potențialele de coroziune ale celor trei pante sunt toate mai mici de -200 mv, ceea ce are cel mai mare impact asupra coroziunii rețelei metalice în amonte. Gradientul de potențial poate fi utilizat pentru a evalua magnitudinea curentului parazit în sol. Conținutul total de sare solubilă în solurile pantelor superioare, medii și inferioare a fost peste 500 mg/kg, iar efectul de coroziune asupra rețelei de protecție a pantei a fost moderat. Conținutul de apă din sol este un factor important care afectează coroziunea ochiurilor metalice la mijlocul pantei și în jos, și are un impact mai mare asupra coroziunii pantelor de protecție a pantelor, care indică activitățile microbiene cele mai abundente și abundente la mijlocul pantelor. crestere.
Cercetările arată că potențialul de coroziune, gradientul potențial, conținutul total de sare solubilă și conținutul de apă sunt principalii factori care afectează coroziunea solului pe cele trei pante, iar corozivitatea solului este evaluată ca puternică. Coroziunea rețelei de protecție a taluzului este cea mai gravă la panta mijlocie, ceea ce oferă o referință pentru proiectarea anticorozivă a rețelei feroviare. creșterea plantelor și, în final, stabilizează panta.
Cum să citez acest articol: Chen, J. et al.Efectele compoziției solului și electrochimiei asupra coroziunii rețelei de taluz de rocă de-a lungul unei linii de cale ferată chineză.science.Rep.5, 14939;doi: 10.1038/srep14939 (2015).
Lin, YL & Yang, GL Caracteristici dinamice ale pantelor subsolului feroviar sub excitație cutremură. dezastru natural.69, 219–235 (2013).
Sui Wang, J. și colab. Analiza daunelor tipice cauzate de cutremur ale autostrăzilor din zona afectată de cutremur Wenchuan din provincia Sichuan[J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering.28, 1250–1260 (2009).
Weilin, Z., Zhenyu, L. & Jinsong, J. Analiza daunelor seismice și contramăsuri ale podurilor de autostradă în cutremurul din Wenchuan. Jurnalul Chinezesc de Mecanică și Inginerie a Rocilor.28, 1377–1387 (2009).
Lin, CW, Liu, SH, Lee, SY & Liu, CC Efectul cutremurului Chichi asupra alunecărilor de teren induse de precipitațiile ulterioare în centrul Taiwanului. Engineering Geology.86, 87–101 (2006).
Koi, T. et al.Efectele pe termen lung ale alunecărilor de teren induse de cutremur asupra producției de sedimente într-un bazin de apă montan: regiunea Tanzawa, Japan.geomorphology.101, 692–702 (2008).
Hongshuai, L., Jingshan, B. & Dedong, L. O revizuire a cercetării privind analiza stabilității seismice a versanților geotehnic.
Yue Ping, Cercetări privind pericolele geologice cauzate de cutremurul Wenchuan din Sichuan.Journal of Engineering Geology 4, 7–12 (2008).
Ali, F. Slope protection with vegetation: root mechanics of some tropical plants.International Journal of Physical Sciences.5, 496–506 (2010).
Takyu, M., Aiba, SI & Kitayama, K. Efecte topografice asupra pădurilor montane joase tropicale în diferite condiții geologice în Muntele Kinabalu, Borneo.Plant Ecology.159, 35–49 (2002).
Stokes, A. et al. Caracteristici ideale ale rădăcinilor plantelor pentru protejarea versanților naturali și proiectați de alunecări de teren.Plants and Soils, 324, 1-30 (2009).
De Baets, S., Poesen, J., Gyssels, G. & Knapen, A. Efectele rădăcinilor ierbii asupra erodității solului superior în timpul curgerii concentrate. Geomorfologie 76, 54–67 (2006).