Ďakujeme, že ste navštívili Nature.com. Verzia prehliadača, ktorú používate, má obmedzenú podporu pre CSS. Pre najlepší zážitok vám odporúčame použiť aktualizovaný prehliadač (alebo vypnúť režim kompatibility v Internet Exploreri). Aby sme zabezpečili nepretržitú podporu, budeme stránku zobrazovať bez štýlov a JavaScriptu.
Svah Sui-Chongqing ako výskumný objekt, rezistivita pôdy, elektrochémia pôdy (korózny potenciál, oxidačno-redukčný potenciál, potenciálny gradient a pH), pôdne anióny (celkové rozpustné soli, Cl-, SO42- a) a výživa pôdy. (Vlhkosť, organická hmota, celkový dusík v pôde, alkalicky hydrolyzovaný dusík hodnotený, dostupný fosfor, komplexné ukazovatele podľa stupňa korózie) V rôznych sklonoch je umelý podľa stupňa korózie. najväčší vplyv na koróziu svahovej ochrannej siete má voda, za ňou nasleduje obsah aniónov. Celková rozpustná soľ má mierny vplyv na koróziu svahovej ochrannej siete a blúdivý prúd má mierny vplyv na koróziu svahovej ochrannej siete. Stupeň korózie vzoriek pôdy bol komplexne vyhodnotený a korózia na hornom svahu bola mierna a korózia na stredných a dolných svahoch bola výrazne silná. V pôde bola výrazne dostupná organická hmota, korózny gradient a draslík A bol výrazne dostupný. koreluje s aniónmi.Rozdelenie pôdnych živín nepriamo súvisí s typom svahu.
Pri výstavbe železníc, diaľnic a zariadení na ochranu vody sa často nedá vyhnúť horským otvorom. Kvôli horám na juhozápade si čínska železničná výstavba vyžaduje veľa výkopov v horách. Ničí pôvodnú pôdu a vegetáciu, vytvára obnažené skalnaté svahy. Táto situácia vedie k zosuvom pôdy a pôdnej erózii, čo ohrozuje bezpečnosť železničnej dopravy, najmä 2 májové zosuvy na cestách, 2 májové zosuvy pôdy, 2qua8 .Zosuvy pôdy sa stali široko rozšírenou a vážnou katastrofou zemetrasenia1.Pri hodnotení 4 243 kilometrov hlavných hlavných ciest v provincii Sichuan v roku 2008 sa vyskytlo 1 736 vážnych zemetrasení v podloží ciest a oporných múroch svahov, čo predstavuje 39,76 % z celkovej dĺžky hodnotenia. Priame ekonomické straty spôsobené poškodením ciest presiahli 58 miliárd juanov za 2,3 roky. zemetrasenie) a dokonca aj 40-50 rokov (zemetrasenie Kanto v Japonsku)4,5.Hlavným faktorom ovplyvňujúcim nebezpečenstvo zemetrasenia je gradient6,7.Preto je potrebné udržiavať sklon vozovky a posilňovať jej stabilitu.Rastliny zohrávajú nezastupiteľnú úlohu pri ochrane svahov a ekologickej obnove krajiny8.V porovnaní s bežnými pôdnymi svahmi,svahy,svahy,svahy neobsahujú organické látky,draslík,svahy neobsahujú dusík ani dusík. pôdne prostredie potrebné pre rast vegetácie.Vplyvom faktorov, akými sú veľká svahová a dažďová erózia, sa pôda na svahoch ľahko stráca.Prostredie na svahoch je drsné, nemá potrebné podmienky pre rast rastlín a pôda na svahu nemá podpornú stabilitu9.Postrekovanie svahu základným materiálom na zakrytie pôdy na ochranu svahu je v mojej krajine bežne používaná technológia ekologickej obnovy svahov. Umelá pôda používaná na postrekovanie sa skladá z drveného kameňa, lepidla na vodu, portského hnojiva na pôdu. , organické lepidlo a asfaltový emulgátor) v určitom pomere. Technický postup je: najprv položte ostnatý drôt na skalu, potom ostnatý drôt upevnite nitmi a kotviacimi skrutkami a nakoniec nastriekajte na svah umelú zeminu obsahujúcu semená pomocou špeciálneho rozprašovača. Väčšinou sa používa 14# kovová sieť v tvare diamantu, ktorá je plne pozinkovaná, so štandardom pletiva 5 cm až 2 mm a trvanlivá kovová doska s odolnou kovovou doskou. .Kovové pletivo bude v pôde korodovať, pretože samotná pôda je elektrolyt a stupeň korózie závisí od vlastností pôdy. Vyhodnotenie faktorov korózie pôdy má veľký význam pre hodnotenie erózie kovovej siete spôsobenej pôdou a elimináciu nebezpečenstva zosuvu pôdy.
Predpokladá sa, že korene rastlín zohrávajú kľúčovú úlohu pri stabilizácii svahu a kontrole erózie10,11,12,13,14.Na stabilizáciu svahov proti plytkým zosuvom pôdy sa môže použiť vegetácia, pretože korene rastlín dokážu fixovať pôdu, aby sa zabránilo zosuvom pôdy15,16,17.Drevená vegetácia, najmä stromy, pomáha predchádzať plytkým koreňovým zosuvom pôdy, ktoré tvoria vertikálnu a pevnú ochrannú štruktúru pôdy. vývoj vzorov koreňovej architektúry je poháňaný génmi a pôdne prostredie zohráva v týchto procesoch rozhodujúcu úlohu. Korózia kovov sa mení v závislosti od pôdneho prostredia20. Stupeň korózie kovov v pôde sa môže pohybovať od pomerne rýchleho rozpúšťania až po zanedbateľný vplyv21. Umelá pôda je veľmi odlišná od skutočnej „pôdy“. Vznik prírodných pôd je výsledkom interakcií medzi vonkajším prostredím2,24 miliónmi organizmov dreva počas desiatich2,2 miliónov foriem vegetácie. stabilný koreňový systém a ekosystém, či kovové pletivo v kombinácii so skalným svahom a umelou pôdou môže bezpečne fungovať, priamo súvisí s rozvojom prírodného hospodárstva, bezpečnosťou života a zlepšovaním ekologického prostredia.
Korózia kovov však môže viesť k obrovským stratám. Podľa prieskumu uskutočneného v Číne na začiatku 80. rokov 20. storočia o chemických strojoch a iných priemyselných odvetviach predstavovali straty spôsobené koróziou kovov 4 % z celkovej výstupnej hodnoty. Preto je veľmi dôležité študovať mechanizmus korózie a prijať ochranné opatrenia pre hospodársku výstavbu. Pôda je komplexný systém plynov, kvapalín, kvapalín a mikroorganizmov môže spôsobiť koróziu aj súčasné pevné látky a mikroorganizmy. .Preto je dôležité predchádzať korózii kovov uložených v pôde. V súčasnosti sa výskum korózie kovov v zemi zameriava najmä na (1) faktory ovplyvňujúce koróziu kovov uložených v zemi25;(2) metódy ochrany kovov26,27;(3) metódy posudzovania stupňa korózie kovu28;Korózia v rôznych prostrediach.Všetky pôdy v štúdii však boli prirodzené a prešli dostatočnými pôdotvornými procesmi.Neexistuje však žiadna správa o umelej pôdnej erózii železničných skalných svahov.
V porovnaní s inými korozívnymi médiami má umelá pôda charakteristiky nelikvidity, heterogenity, sezónnosti a regionálnosti. Koróziu kovov v umelých pôdach spôsobujú elektrochemické interakcie medzi kovmi a umelými pôdami. Rýchlosť korózie kovov závisí okrem prirodzených faktorov aj od okolitého prostredia. Na koróziu kovov jednotlivo alebo v kombinácii vplýva množstvo faktorov, ako je obsah vlhkosti, pH, obsah solí, obsah kyslíka v pôde a celkový obsah mikróbov30 .
Za 30 rokov praxe je problémom otázka, ako natrvalo zachovať umelé pôdy na skalnatých svahoch33. Na niektorých svahoch po 10 rokoch ručnej starostlivosti kvôli erózii pôdy nemôžu rásť kríky alebo stromy. Nečistoty z povrchu kovového pletiva boli na niektorých miestach zmyté. V dôsledku korózie niektoré kovové pletivá popraskali a stratili všetku koróziu železnice nad a pod nimi. mriežka, korózia bludných prúdov spôsobená ľahkými koľajnicami a korózia železničných mostov34,35, koľají a iných zariadení vozidiel36.Neexistujú žiadne správy o korózii kovovej siete na ochranu svahov železníc. Tento článok študuje fyzikálne, chemické a elektrochemické vlastnosti umelých zemín na juhozápadnom skalnom svahu železnice Suiyu, s cieľom predpovedať koróziu kovu posúdením vlastností pôdy a poskytnúť umelú obnovu pôdy a poskytnúť teoretický a praktický základ.
Skúšobné miesto sa nachádza v kopcovitej oblasti S'-čchuan (30°32′ s. š., 105°32′ v. d.) v blízkosti železničnej stanice Suining. Oblasť sa nachádza v strede Sichuanskej panvy, s nízkymi horami a kopcami, s jednoduchou geologickou stavbou a rovinatým terénom. Erózia, rezanie a akumulácia vody vytvára erodované podložie a fialovú kopcovitú celistvosť prevažne piesočnatej krajiny a bahnitej krajiny. a skala je bloková štruktúra.Študovaná oblasť má subtropické vlhké monzúnové podnebie so sezónnymi charakteristikami skorá jar, horúce leto, krátka jeseň a neskorá zima. Zrážky sú bohaté, zdroje svetla a tepla bohaté, bezmrazové obdobie je dlhé (priemerne 285 dní), podnebie je mierne, priemerná ročná teplota je 17,4°C, priemerná teplota je 17,4°C a najvyššia teplota je 27°C, priemerná maximálna teplota je 27°C. 39,3°C. Najchladnejším mesiacom je január (priemerná teplota je 6,5°C), extrémna minimálna teplota je -3,8°C a priemerný ročný úhrn zrážok je 920 mm, najmä v júli a auguste. Zrážky na jar, v lete, na jeseň a v zime sa značne líšia.Podiel zrážok v každom ročnom období je 19 – 21 %, 51 – 54 %, 22 – 24 % a 4 – 5 %.
Výskumná lokalita má sklon asi 45° na svahu železnice Yu-Sui postavenej v roku 2003. V apríli 2012 bola orientovaná na juh do 1 km od železničnej stanice Suining.Ako kontrola bol použitý prirodzený svah. Ekologická obnova svahu využíva technológiu postreku cudzej povrchovej úpravy pôdy pre ekologickú obnovu. Podľa výšky svahu vedľa železnice je možné svah rozdeliť na stúpanie, stredný svah a klesanie (obr. 2). Keďže hrúbka zrezaného svahu je umelá zemina cca 10 cm, aby sa predišlo znečisteniu povrchu kovmi a koróziou, používame pôdu iba z nehrdzavejúcej ocele. Pre každú polohu sklonu boli nastavené štyri replikáty, s 15-20 náhodnými vzorkovacími bodmi na replikát. Každý replikát je zmesou 15-20 náhodne určených z čiar vzorkovacích bodov v tvare S. Jeho čerstvá hmotnosť je asi 500 gramov. Vzorky prineste späť do laboratória v polyetylénových vreciach na zips na spracovanie. Pôda sa prirodzene vysuší na vzduchu, vyberú sa štrk a zvyšky zvierat a rastlín. sh, 100-mesh nylonové sito okrem hrubých častíc.
Odpor pôdy bol meraný testerom uzemňovacieho odporu VICTOR4106 vyrobeným spoločnosťou Shengli Instrument Company;odpor pôdy sa meral v teréne;vlhkosť pôdy bola meraná metódou sušenia. Prenosný digitálny prístroj mv/pH DMP-2 sa vyznačuje vysokou vstupnou impedanciou na meranie korózneho potenciálu pôdy. Potenciálny gradient a redox potenciál boli stanovené prenosným digitálnym mv/pH DMP-2, celková rozpustná soľ v pôde bola stanovená metódou sušenia zvyškov, obsah chloridových iónov v pôde bol stanovený titračnou metódou AgNO3, titračnou metódou v pôde (metóda Mohr TA, indikátor Titračná metóda pôdy s metódou dvojitej uhlíkovej infiltrácie), ate a bikarbonát, metóda oxidácie dvojchrómanu draselného na stanovenie organickej hmoty v pôde, metóda difúzie alkalického roztoku na stanovenie dusíka alkalickej hydrolýzy v pôde, digescia H2SO4-HClO4 Mo-Sb kolorimetrická metóda Celkový fosfor v pôde a obsah dostupného fosforu v pôde boli stanovené metódou Olsen (0,05 mol/L obsah NaHCO3 v pôde bol stanovený ako extrakčná látka hydroxid sodný), a celkový obsah hydroxidu sodného draslíka v pôde ako extrakčné činidlo.
Experimentálne dáta boli spočiatku systematizované. SPSS Statistics 20 sa použila na uskutočnenie priemernej hodnoty, štandardnej odchýlky, jednosmernej ANOVA a ľudskej korelačnej analýzy.
Tabuľka 1 uvádza elektromechanické vlastnosti, anióny a živiny pôd s rôznym sklonom. Korózny potenciál, odpor pôdy a východo-západný potenciálový gradient rôznych sklonov boli všetky významné (P < 0,05). Redoxné potenciály zjazdu, stredného svahu a prirodzeného sklonu boli významné (P < 0,05). Potenciálny gradient kolmý na koľajnicu, sklon svahu, hodnota pH nahor, hodnota pH na sever. bol v poradí zostup>do kopca>stredný svah>prirodzený svah. Celková rozpustná soľ, prirodzený sklon bol výrazne vyšší ako svah železnice (P < 0,05). Celkový obsah rozpustných solí v pôde svahu železníc tretieho stupňa je nad 500 mg/kg a celková rozpustná soľ má mierny vplyv na koróziu kovov. Obsah organickej hmoty v pôde bol najvyšší v prirodzenom svahu a najvyšší obsah dusíka P bol v strednom svahu najnižší. najnižšie v stúpaní;obsah dostupného dusíka bol najvyšší v klesajúcom a strednom svahu a najnižší v prirodzenom svahu;celkový obsah dusíka v stúpaní a klesaní železnice bol nižší, ale disponibilný obsah dusíka bol vyšší. To naznačuje, že rýchlosť mineralizácie organického dusíka smerom do kopca a z kopca je rýchla. Dostupný obsah draslíka je rovnaký ako dostupný fosfor.
Pôdny odpor je index označujúci elektrickú vodivosť a základný parameter na posúdenie korózie pôdy. Faktory ovplyvňujúce odpor pôdy zahŕňajú obsah vlhkosti, celkový obsah rozpustných solí, pH, textúru pôdy, teplotu, obsah organickej hmoty, teplotu pôdy a nepriepustnosť. Všeobecne povedané, pôdy s nízkym odporom sú korozívnejšie a naopak. Použitie odporu na posúdenie korozívnosti pôdy bežne používanej v jednotlivých krajinách je 1 stupeň hodnotenia. 7,38.
Podľa výsledkov testov a noriem v mojej krajine (tabuľka 1), ak sa korozívnosť pôdy hodnotí len podľa odporu pôdy, pôda na svahu je vysoko korozívna;pôda na svahu je stredne korozívna;korozívnosť pôdy na strednom svahu a prirodzenom svahu je relatívne nízka slabá.
Odolnosť pôdy na svahu svahu je výrazne nižšia ako v iných častiach svahu, čo môže byť spôsobené eróziou dažďa. Ornica na svahu steká s vodou do stredného svahu, takže ochranná sieť kovovej vrstvy svahu je blízko vrchnej vrstvy pôdy. Niektoré kovové siete boli odkryté a dokonca zavesené vo vzduchu (obrázok 1). Odolnosť pôdy bola meraná na mieste.rozstup pilót bol 3 m;hĺbka zatĺkania pilóty bola pod 15 cm.Holé kovové pletivo a odlupujúca sa hrdza môžu rušiť výsledky merania. Preto je nespoľahlivé hodnotiť korozívnosť pôdy iba indexom odporu pôdy. Pri komplexnom hodnotení korózie sa neuvažuje odpor pôdy na svahu.
V dôsledku vysokej relatívnej vlhkosti spôsobuje celoročne vlhký vzduch v oblasti S'-čchuanu, že kovové pletivo vystavené vzduchu koroduje vážnejšie ako kovové pletivo zakopané v pôde39. Vystavenie drôteného pletiva vzduchu môže mať za následok zníženú životnosť, čo môže destabilizovať kopcovité pôdy. Strata pôdy môže sťažiť rastlinám, najmä drevinám, pestovanie v pôde, nedostatok drevnej hmoty sa tvorí v pôde. rast rastlín môže zároveň zlepšiť kvalitu pôdy a zvýšiť obsah humusu v pôde, ktorý dokáže nielen zadržiavať vodu, ale poskytuje aj dobré prostredie pre rast a rozmnožovanie živočíchov a rastlín, čím znižuje stratu pôdy. Preto treba v ranom štádiu výstavby vysiať viac drevitých semien na svah a priebežne dopĺňať vodozádržný prostriedok a zakryť ho fóliou na ochranu pôdy, aby sa obmedzila erózia pôdy.
Korózny potenciál je dôležitým faktorom ovplyvňujúcim koróziu ochrannej siete svahu na trojúrovňovom svahu a má najväčší vplyv na svahu stúpania (tabuľka 2). Za normálnych podmienok sa korózny potenciál v danom prostredí príliš nemení. Značnú zmenu môžu spôsobiť bludné prúdy. Bludné prúdy sa vzťahujú na prúdy 40, 41, 42, ktoré vniknú do zemného média dopravný systém cestnej dopravy a vozového systému cestnej dopravy. dosiahla rozsiahlu elektrifikáciu a nemožno ignorovať koróziu podzemných kovov spôsobenú únikom jednosmerného prúdu z elektrifikovaných železníc.V súčasnosti možno pomocou gradientu pôdneho potenciálu určiť, či pôda obsahuje poruchy bludného prúdu.Keď je potenciálny gradient povrchovej pôdy nižší ako 0,5 mv/m, bludný prúd je nízky;keď je gradient potenciálu v rozsahu 0,5 mv/m až 5,0 mv/m, bludný prúd je mierny;keď je potenciálový gradient väčší ako 5,0 mv/m , úroveň bludného prúdu je vysoká. Plávajúci rozsah potenciálneho gradientu (EW) stredného svahu, stúpania a klesania je znázornený na obrázku 3. Pokiaľ ide o pohyblivý rozsah, existujú mierne bludné prúdy v smere východ-západ a sever-juh. Na strednom svahu je dôležitý korózny faktor stredného svahu. -sklon a zostup, najmä na strednom svahu.
Vo všeobecnosti platí, že pôdny redoxný potenciál (Eh) nad 400 mV indikuje oxidačnú schopnosť, nad 0-200 mV je stredná redukčná schopnosť a pod 0 mV je veľká redukčná schopnosť. Čím nižší je pôdny redoxný potenciál, tým väčšia je korózna schopnosť pôdnych mikroorganizmov na kovy44. Je možné predpovedať trend pôdnej mikrobiálnej korózie z troch redoxných a redoxných potenciálov pôdy. úroveň korózie bola veľmi nízka. Ukazuje, že stav pôdnej ventilácie svahových pozemkov je dobrý, čo neprispieva ku korózii anaeróbnych mikroorganizmov v pôde.
Predchádzajúce štúdie zistili, že vplyv pH pôdy na eróziu pôdy je zrejmý. S kolísaním hodnoty pH je výrazne ovplyvnená rýchlosť korózie kovových materiálov. pH pôdy úzko súvisí s oblasťou a mikroorganizmami v pôde45,46,47. Všeobecne povedané, vplyv pH pôdy na koróziu kovových materiálov v mierne alkalickej pôde nie je zrejmý. Korózia pôdy je u všetkých troch železníc slabá.
Ako je vidieť z tabuľky 3, korelačná analýza ukazuje, že redoxný potenciál a poloha sklonu sú významne pozitívne korelované (R2 = 0,858), korózny potenciál a potenciálový gradient (SN) významne pozitívne korelujú (R2 = 0,755) a redoxný potenciál a potenciálny gradient (SN) významne pozitívne korelujú (R2 = 0).Medzi potenciálom a pH bola signifikantne negatívna korelácia (R2 = -0,724). Pozícia sklonu významne pozitívne korelovala s redoxným potenciálom. To ukazuje, že existujú rozdiely v mikroprostredí rôznych pozícií sklonu a pôdne mikroorganizmy úzko súvisia s oxidačno-redukčným potenciálom48, 49, 50. Redoxný potenciál nebol vždy významne negatívne korelovaný s hodnotami pH pôdy a Eh synchrónne koreloval počas zmeny pH pôdy.5 ox proces, ale mal negatívny lineárny vzťah. Potenciál korózie kovu môže predstavovať relatívnu schopnosť získavať a strácať elektróny. Hoci korózny potenciál významne pozitívne koreloval s gradientom potenciálu (SN), potenciálny gradient môže byť spôsobený ľahkou stratou elektrónov kovom.
Celkový obsah rozpustných solí v pôde úzko súvisí s žieravosťou pôdy. Vo všeobecnosti platí, že čím vyššia je salinita pôdy, tým nižší je odpor pôdy, čím sa zvyšuje odolnosť pôdy. V pôdnych elektrolytoch sú nielen anióny a rôzne rozsahy, ale aj korózne vplyvy hlavne uhličitany, chloridy a sírany. Okrem toho celkový obsah rozpustných solí v pôde nepriamo ovplyvňuje a koróziu pôdy, ako vplyv elektródy na rozpustnosť iných potenciálov5.
Väčšina rozpustných iónov disociovaných soľou v pôde sa priamo nezúčastňuje elektrochemických reakcií, ale ovplyvňuje koróziu kovov prostredníctvom odporu pôdy. Čím vyššia je salinita pôdy, tým silnejšia je vodivosť pôdy a tým silnejšia je erózia pôdy. Obsah slanosti pôdy na prirodzených svahoch je výrazne vyšší ako na svahoch železníc, čo môže byť spôsobené tým, že prírodné svahy sú bohaté na rastlinstvo, ktoré môže viesť k pôde, čo môže viesť k prirodzenému sklonu pôdy. materský materiál vytvorený zvetrávaním hornín), ale pôda železničného svahu je zložená z úlomkov drveného kameňa ako matrice „umelej pôdy“ a neprešla dostatočným procesom tvorby pôdy.Minerály sa neuvoľňujú.Okrem toho ióny solí v hlbokej pôde prirodzených svahov vzlínali kapilárnym pôsobením počas povrchového odparovania a akumulovali sa v povrchovej pôde, čo viedlo k zvýšeniu obsahu iónov solí v povrchovej pôde. Hrúbka pôdy na železničnom svahu je menšia ako 20 cm, čo má za následok neschopnosť ornice doplniť soľ z hlbokej pôdy.
Pozitívne ióny (ako K+, Na+, Ca2+, Mg2+, Al3+ atď.) majú malý vplyv na koróziu pôdy, zatiaľ čo anióny hrajú významnú úlohu v elektrochemickom procese korózie a majú významný vplyv na koróziu kovov.Cl− môže urýchliť koróziu anódy a je najkorozívnejším aniónom;čím vyšší je obsah Cl−, tým silnejšia je korózia pôdy.SO42− nielenže podporuje koróziu ocele, ale spôsobuje aj koróziu v niektorých betónových materiáloch54.Koroduje aj železo.V sérii experimentov s kyslou pôdou sa zistilo, že rýchlosť korózie je úmerná kyslosti pôdy55.Hlavnými zložkami rozpustných solí sú chloridy a sírany. pridanie chloridových a síranových iónov56,57.Lee a kol.zistili, že SO42- môže brániť korózii, ale podporuje rozvoj koróznych jamiek, ktoré sa už vytvorili58.
Podľa štandardu hodnotenia korozívnosti pôdy a výsledkov testov bol obsah chloridových iónov v každej vzorke svahovej pôdy nad 100 mg/kg, čo naznačuje silnú korozívnosť pôdy. Obsah síranových iónov na svahoch smerom nahor aj nadol bol nad 200 mg/kg a pod 500 mg/kg a pôda bola mierne korodovaná. Keď je stredný sklon a síranový ión v strednom svahu nižší ako 20 kg, síranový ión je v strednom svahu/kg nižší. obsahuje vysokú koncentráciu, zúčastňuje sa reakcie a vytvára korózne usadeniny na povrchu kovovej elektródy, čím spomalí koróznu reakciu. So zvyšujúcou sa koncentráciou sa vodný kameň môže náhle zlomiť, čím sa rýchlosť korózie výrazne zrýchli;ako sa koncentrácia stále zvyšuje, korózna stupnica pokrýva povrch kovovej elektródy a rýchlosť korózie opäť vykazuje klesajúci trend59. Štúdia zistila, že množstvo v pôde bolo nižšie, a preto malo malý vplyv na koróziu.
Podľa tabuľky 4 korelácia medzi svahovými a pôdnymi aniónmi ukázala, že existuje významná pozitívna korelácia medzi svahovými a chloridovými iónmi (R2=0,836) a významná pozitívna korelácia medzi sklonom a celkovými rozpustnými soľami (R2=0,742).
To naznačuje, že za zmeny celkových rozpustných solí v pôde môže byť zodpovedný povrchový odtok a pôdna erózia. Medzi celkovými rozpustnými soľami a chloridovými iónmi bola signifikantne pozitívna korelácia, čo môže byť spôsobené tým, že celkové rozpustné soli sú zásobárňou chloridových iónov a obsah celkových rozpustných solí určuje obsah chloridových iónov v pôdnych roztokoch. Preto môžeme vedieť, že rozdiel vo sklone ôk kovu.
Organická hmota, celkový dusík, dostupný dusík, dostupný fosfor a dostupný draslík sú základné živiny pôdy, ktoré ovplyvňujú kvalitu pôdy a absorpciu živín koreňovým systémom. Pôdne živiny sú dôležitým faktorom ovplyvňujúcim mikroorganizmy v pôde, preto stojí za to preštudovať si, či existuje korelácia medzi pôdnymi živinami a koróziou kovov. Železnica Suiyu bola dokončená v roku 2003, čo znamená, že umelá akumulácia pôdy, teda umelej organickej hmoty, je len 9 rokov. je potrebné dobre rozumieť živinám v umelej pôde.
Výskum ukazuje, že obsah organickej hmoty je najvyšší v prírodnej svahovej pôde po celom procese tvorby pôdy. Obsah organickej hmoty v pôde v nízkom svahu bol najnižší. Vplyvom zvetrávania a povrchového odtoku sa pôdne živiny hromadia na strednom svahu a na svahu a vytvoria hrubú vrstvu humusu. Avšak kvôli malým časticiam a zlej stabilite pôdy v nízkych svahoch, ktoré mikroorganizmy nachádzajú a rozkladá sa, sa organická hmota v strednom svahu ľahko rozkladá. Pokrytie a diverzita boli vysoké, ale homogenita bola nízka, čo môže viesť k nerovnomernému rozdeleniu povrchových živín. Hrubá vrstva humusu zadržiava vodu a pôdne organizmy sú aktívne. To všetko urýchľuje rozklad organickej hmoty v pôde.
Obsah alkalicky hydrolyzovaného dusíka na železničných tratiach so stúpajúcim, stredným a zostupným svahom bol vyšší ako v prirodzenom svahu, čo naznačuje, že miera mineralizácie organického dusíka na železničnom svahu bola výrazne vyššia ako na prirodzenom svahu. Čím menšie sú častice, tým nestabilnejšia je pôdna štruktúra, tým ľahšie je pre mikroorganizmy rozložiť organickú hmotu v agregátoch a tým je obsah organického dusíka v súlade s výsledkami štúdie620, čím väčší je obsah dusíka. obsah malých častíc agregátov v pôde železničných svahov bol výrazne vyšší ako v prirodzených svahoch. Preto je potrebné prijať vhodné opatrenia na zvýšenie obsahu hnojív, organických látok a dusíka v pôde železničného svahu a na zlepšenie trvalo udržateľného využitia pôdy. Odpad dostupného fosforu a dostupného draslíka spôsobený povrchovým odtokom predstavoval 77,27 % až 99,27 % celkového odtoku železničného svahu. pôdy63,64,65.
Ako ukazuje tabuľka 4, medzi polohou svahu a dostupným fosforom (R2=0,948) bola signifikantne pozitívna korelácia a korelácia medzi polohou svahu a dostupným draslíkom bola rovnaká (R2=0,898). Z toho vyplýva, že poloha svahu ovplyvňuje obsah dostupného fosforu a dostupného draslíka v pôde.
Gradient je dôležitým faktorom ovplyvňujúcim obsah organickej hmoty v pôde a obohatenie dusíkom66 a čím menší je gradient, tým väčšia je rýchlosť obohatenia. Pri obohacovaní pôdy živinami bola strata živín oslabená a vplyv polohy svahu na obsah organickej hmoty v pôde a celkové obohatenie dusíkom nebol zrejmý. Rôzne typy a počet rastlín na rôznych svahoch majú k dispozícii rôzne organické kyseliny vylučované koreňmi rastlín, v pôde sú k dispozícii organické kyseliny, ktoré sú prospešné pre fixáciu draslíka a fosforu. významná korelácia medzi polohou svahu a dostupným fosforom a polohou svahu a dostupným draslíkom.
Aby sme objasnili vzťah medzi pôdnymi živinami a pôdnou koróziou, je potrebné analyzovať koreláciu. Ako ukazuje tabuľka 5, redoxný potenciál významne negatívne koreloval s dostupným dusíkom (R2 = -0,845) a významne pozitívne koreloval s dostupným fosforom (R2 = 0,842) a dostupným draslíkom (R2 = 0,980, čo je zvyčajne redoxná kvalita pôdy a fyzikálne vlastnosti pôdy a chemické vlastnosti). ovplyvňuje rad vlastností pôdy. Preto je dôležitým faktorom pri určovaní smeru premeny pôdnych živín67. Rozdielne redoxné vlastnosti môžu viesť k rôznym stavom a dostupnosti nutričných faktorov. Redoxný potenciál má preto významnú koreláciu s dostupným dusíkom, dostupným fosforom a dostupným draslíkom.
Okrem vlastností kovu súvisí korózny potenciál aj s vlastnosťami pôdy. Korózny potenciál významne negatívne koreloval s organickou hmotou, čo naznačuje, že organická hmota mala významný vplyv na korózny potenciál. Okrem toho organická hmota tiež významne negatívne korelovala s potenciálnym gradientom (SN) (R2=-0,713) a iónom síranov (R2=-0,671), čo naznačuje, že obsah organickej hmoty a síranový ión má tiež negatívny vplyv na dostupný iónový gradient v pôde. R2 = -0,728).
Dostupný dusík významne negatívne koreloval s celkovými rozpustnými soľami a chloridovými iónmi a dostupný fosfor a dostupný draslík významne pozitívne korelovali s celkovými rozpustnými soľami a chloridovými iónmi. To naznačovalo, že obsah dostupných živín významne ovplyvňoval množstvo celkových rozpustných solí a chloridových iónov v pôde a aniónov v pôde neprispievali k akumulácii a dodávke dostupných živín, ktoré významne súviseli s celkovým bikarbonovým sulfátovým korelovým dusíkom, ktorý významne súvisel s celkovým bikarbonakor sulfátom. dusík mal vplyv na obsah síranov a hydrogénuhličitanov. Rastliny majú malé nároky na síranové a hydrogénuhličitanové ióny, takže väčšina z nich je v pôde voľná alebo absorbovaná pôdnymi koloidmi. Hydrogenuhličitanové ióny podporujú akumuláciu dusíka v pôde a síranové ióny znižujú dostupnosť dusíka v pôde. Preto primeraným zvýšením obsahu dostupného dusíka a humusu v pôde sa znižuje korózia pôdy.
Pôda je systém s komplexným zložením a vlastnosťami.Korozívnosť pôdy je výsledkom synergického pôsobenia mnohých faktorov.Preto sa na hodnotenie korozívnosti pôdy vo všeobecnosti používa komplexná metóda hodnotenia. S odkazom na „Kódex pre skúmanie geotechnického inžinierstva“ (GB50021-94) a testovacie metódy siete China Soil Corrosion Test Network možno stupeň korózie pôdy komplexne vyhodnotiť podľa nasledujúcich noriem: (1) Hodnotenie je slabá korózia, ak je len slabá korózia, nedochádza k miernej korózii alebo silnej korózii.(2) ak nedochádza k silnej korózii, hodnotí sa ako mierna korózia;(3) ak je jedno alebo dve miesta silnej korózie, hodnotí sa to ako silná korózia;(4) ak sú 3 alebo viac miest silnej korózie, hodnotí sa ako silná korózia pre silnú koróziu.
Podľa rezistivity pôdy, oxidačno-redukčného potenciálu, obsahu vody, obsahu solí, hodnoty pH a obsahu Cl- a SO42- boli komplexne hodnotené stupne korózie vzoriek pôd na rôznych sklonoch. Výsledky výskumu ukazujú, že pôdy na všetkých svahoch sú vysoko korozívne.
Korózny potenciál je dôležitým faktorom ovplyvňujúcim koróziu ochrannej siete svahov. Korózne potenciály všetkých troch svahov sú nižšie ako -200 mv, čo má najväčší vplyv na koróziu kovovej siete vo svahu. Gradient potenciálu možno použiť na posúdenie veľkosti bludného prúdu v pôde. Bludný prúd je dôležitým faktorom ovplyvňujúcim koróziu kovovej siete na stredných svahoch, najmä na stredných svahoch, celkový obsah solí na stredných svahoch. a nižšie svahy boli všetky nad 500 mg/kg a korózny účinok na sieť na ochranu svahov bol mierny. Obsah vody v pôde je dôležitým faktorom ovplyvňujúcim koróziu kovových sietí na strednom svahu a na svahu a má väčší vplyv na koróziu sietí na ochranu svahov. Živiny sú najviac zastúpené v pôde so stredným svahom, čo naznačuje, že tam sú rýchle mikrobiálne aktivity a rast rastlín.
Výskum ukazuje, že korózny potenciál, potenciálny gradient, celkový obsah rozpustných solí a obsah vody sú hlavnými faktormi ovplyvňujúcimi koróziu pôdy na troch svahoch a korozívnosť pôdy je hodnotená ako silná. Korózia siete ochrany svahov je najzávažnejšia na strednom svahu, čo poskytuje referenciu pre antikorózny návrh siete ochrany svahov železníc. Vhodné pridanie dostupného dusíka a organického hnojiva je v konečnom dôsledku prospešné na zníženie korózie a na uľahčenie rastu svahov.
Ako citovať tento článok: Chen, J. et al. Účinky zloženia pôdy a elektrochémie na koróziu siete skalných svahov pozdĺž čínskej železničnej trate.science.Rep.5, 14939;doi: 10.1038/srep14939 (2015).
Lin, YL & Yang, GL Dynamická charakteristika svahov železničných podloží pri excitácii zemetrasením.prírodná katastrofa.69, 219–235 (2013).
Sui Wang, J. et al. Analýza typických škôd spôsobených zemetrasením na diaľniciach v oblasti Wenchuan v provincii Sichuan postihnutej zemetrasením[J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering.28, 1250–1260 (2009).
Weilin, Z., Zhenyu, L. & Jinsong, J. Analýza seizmického poškodenia a protiopatrenia diaľničných mostov pri zemetrasení vo Wenchuan.Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering.28, 1377–1387 (2009).
Lin, CW, Liu, SH, Lee, SY & Liu, CC Vplyv zemetrasenia v Chichi na zosuvy pôdy vyvolané následnými zrážkami v centrálnom Taiwane.Engineering Geology.86, 87–101 (2006).
Koi, T. et al. Dlhodobé účinky zosuvov pôdy vyvolaných zemetrasením na produkciu sedimentov v horskom povodí: región Tanzawa, Japonsko. geomorfológia. 101, 692–702 (2008).
Hongshuai, L., Jingshan, B. & Dedong, L. Prehľad výskumu analýzy seizmickej stability geotechnických svahov. Earthquake Engineering and Engineering Vibration.25, 164–171 (2005).
Yue Ping, Výskum geologických rizík spôsobených zemetrasením Wenchuan v Sichuan.Journal of Engineering Geology 4, 7–12 (2008).
Ali, F. Ochrana svahov s vegetáciou: koreňová mechanika niektorých tropických rastlín.International Journal of Physical Sciences.5, 496–506 (2010).
Takyu, M., Aiba, SI & Kitayama, K. Topografické účinky na tropické nízkohorské lesy v rôznych geologických podmienkach v Mount Kinabalu, Borneo.Plant Ecology.159, 35–49 (2002).
Stokes, A. et al. Ideálne charakteristiky koreňov rastlín na ochranu prírodných a upravených svahov pred zosuvmi pôdy. Rastliny a pôdy, 324, 1-30 (2009).
De Baets, S., Poesen, J., Gyssels, G. & Knapen, A. Účinky trávových koreňov na erodovateľnosť ornice počas koncentrovaného prúdenia. Geomorfológia 76, 54–67 (2006).