Faleminderit që vizituat Nature.com. Versioni i shfletuesit që po përdorni ka mbështetje të kufizuar për CSS. Për përvojën më të mirë, ju rekomandojmë të përdorni një shfletues të përditësuar (ose të çaktivizoni modalitetin e përputhshmërisë në Internet Explorer). Ndërkohë, për të siguruar mbështetje të vazhdueshme, ne do ta shfaqim sajtin pa stile dhe JavaScript.
Marrja e pjerrësisë së hekurudhës Sui-Chongqing si objekt kërkimi, rezistenca e tokës, elektrokimia e tokës (potenciali i korrozionit, potenciali redoks, gradienti i mundshëm dhe pH), anionet e tokës (kripërat e tretshme totale, Cl-, SO42- dhe) dhe ushqimi i tokës. (Përmbajtja e lagështisë, lëndë organike, nitrogjeni total i disponueshëm, nitrogjeni i ndryshëm i disponueshëm, yztaphos alka. shkalla e korrozionit vlerësohet sipas treguesve individualë dhe treguesve gjithëpërfshirës të tokës artificiale. Krahasuar me faktorët e tjerë, uji ka ndikimin më të madh në korrozionin e rrjetës mbrojtëse të pjerrësisë, i ndjekur nga përmbajtja e anionit. Kripa totale e tretshme ka një efekt të moderuar në korrozionin e rrjetës mbrojtëse të pjerrësisë, dhe efekti i rrymës së humbur nga korrozioni në shkallën më të ulët të gërryerjes së rrjetës së tokës. s u vlerësua në mënyrë gjithëpërfshirëse, dhe korrozioni në shpatin e sipërm ishte i moderuar, dhe korrozioni në shpatin e mesëm dhe të poshtëm ishte i fortë. Lënda organike në tokë ishte e lidhur ndjeshëm me gradientin e mundshëm. Azoti i disponueshëm, kaliumi i disponueshëm dhe fosfori i disponueshëm ishin të lidhura në mënyrë të konsiderueshme me anionet e tokës.
Gjatë ndërtimit të hekurudhave, autostradave dhe objekteve të ruajtjes së ujit, hapjet malore janë shpesh të pashmangshme. Për shkak të maleve në jugperëndim, ndërtimi i hekurudhave të Kinës kërkon shumë gërmime të malit. Ajo shkatërron tokën dhe vegjetacionin origjinal, duke krijuar shpate shkëmbore të ekspozuara. Kjo situatë çon në rrëshqitje të dheut dhe në këtë mënyrë rrezikon rrëshqitjen e tokës dhe erozionin e rrugëve. pas tërmetit të Wenchuan të 12 majit 2008. Rrëshqitjet e dheut janë shndërruar në një fatkeqësi tërmetesh të përhapura dhe serioze1.Në vlerësimin e vitit 2008 të 4,243 kilometrave të rrugëve kryesore në provincën Sichuan, pati 1,736 fatkeqësi të rënda nga tërmeti në shtretërit e rrugëve dhe muret mbajtëse të shpateve, që përbënin 39,76% të gjatësisë totale të vlerësimit. Humbjet ekonomike të drejtpërdrejta nga dëmtimi i rrugëve tejkaluan 52,3 miliardë juanë. zgjasin të paktën 10 vjet (tërmeti i Tajvanit) dhe madje edhe 40-50 vjet (tërmeti Kanto në Japoni)4,5. Gradienti është faktori kryesor që ndikon në rrezikun e tërmetit6,7. Prandaj, është e nevojshme të ruhet pjerrësia e rrugës dhe të forcohet qëndrueshmëria e saj. Bimët luajnë një rol të pazëvendësueshëm të peizazhit të pazëvendësueshëm dhe të pazëvendësueshëm të peizazhit, peizazhit të zakonshëm dhe tokësor8. shpatet nuk kanë akumulimin e faktorëve ushqyes si lënda organike, azoti, fosfori dhe kaliumi dhe nuk kanë mjedisin tokësor të nevojshëm për rritjen e vegjetacionit. Për shkak të faktorëve të tillë si pjerrësia e madhe dhe erozioni i shiut, toka e shpatit humbet lehtësisht. Mjedisi i pjerrësisë është i ashpër, i mungon aftësia e tokës dhe nuk ka kushtet e nevojshme për rritjen e bimëve. për të mbuluar tokën për të mbrojtur shpatin është një teknologji e zakonshme e restaurimit ekologjik të pjerrësisë në vendin tim. Toka artificiale e përdorur për spërkatje përbëhet nga gurë të grimcuar, tokë bujqësore, kashtë, pleh të përbër, agjent që mban ujin dhe ngjitës (ngjitësit e përdorur zakonisht përfshijnë çimento Portland, ngjitësin organik të përpunimit të parë emuler dhe si proporcion teknik. në shkëmb, më pas fiksoni telin me gjemba me thumba dhe bulonat e ankorimit dhe në fund spërkatni dheun artificial që përmban fara në shpat me një spërkatës të veçantë. Rrjeta metalike 14# në formë diamanti që është plotësisht e galvanizuar përdoret më së shumti, me një standard rrjetë 5cm×5cm dhe një diametër prej metali prej 2mm në sipërfaqen e një shkëmbi të fortë. Rrjeta metalike do të gërryhet në tokë, sepse dheu në vetvete është një elektrolit, dhe shkalla e korrozionit varet nga karakteristikat e tokës. Vlerësimi i faktorëve të korrozionit të tokës është i një rëndësie të madhe për vlerësimin e erozionit të rrjetës metalike të shkaktuar nga toka dhe eliminimin e rreziqeve nga rrëshqitja e dheut.
Rrënjët e bimëve besohet se luajnë një rol vendimtar në stabilizimin e pjerrësisë dhe kontrollin e erozionit10,11,12,13,14. Për të stabilizuar shpatet kundër rrëshqitjeve të cekëta të dheut, mund të përdoret bimësia sepse rrënjët e bimëve mund të rregullojnë tokën për të parandaluar rrëshqitjet15,16,17. Bimësia drunore, veçanërisht strukturat e dendura nga toka të mbrojtura. Sistemet rrënore anësore të bimëve që veprojnë si grumbuj përforcues në tokë. Zhvillimi i modeleve të arkitekturës së rrënjëve nxitet nga gjenet dhe mjedisi i tokës luan një rol vendimtar në këto procese. Korrozioni ndaj metaleve ndryshon me mjedisin e tokës20. Shkalla e korrozionit të metaleve në tokë mund të variojë nga shpërbërja mjaft e shpejtë deri tek "rezultati i papërfillshëm natyror i tokës është shumë i ndryshëm nga ndikimi i papërfillshëm i tokës". s ndërmjet mjedisit të jashtëm dhe organizmave të ndryshëm për dhjetëra miliona vjet22,23,24. Përpara se bimësia drunore të formojë një sistem rrënjor dhe ekosistem të qëndrueshëm, nëse rrjeta metalike e kombinuar me pjerrësinë e shkëmbit dhe tokën artificiale mund të funksionojë në mënyrë të sigurt, lidhet drejtpërdrejt me zhvillimin e ekonomisë natyrore, sigurinë e jetës dhe përmirësimin e mjedisit ekologjik.
Megjithatë, korrozioni i metaleve mund të çojë në humbje të mëdha.Sipas një sondazhi të kryer në Kinë në fillim të viteve 1980 mbi makineritë kimike dhe industritë e tjera, humbjet e shkaktuara nga korrozioni i metaleve përbënin 4% të vlerës totale të prodhimit. Prandaj, është e një rëndësie të madhe të studiohet mekanizmi i korrozionit dhe të merren masa mbrojtëse për ndërtimin e sistemeve të ngurta të gazit dhe mineraleve ekonomike. mund të gërryejnë materialet dhe rrymat endacake mund të shkaktojnë gjithashtu korrozion. Prandaj, është e rëndësishme të parandalohet korrozioni i metaleve të groposura në tokë. Aktualisht, kërkimi mbi korrozionin e metaleve të groposura fokusohet kryesisht në (1) faktorët që ndikojnë në korrozionin e metaleve të groposura25;(2) metodat e mbrojtjes së metaleve26,27;(3) metodat e gjykimit për shkallën e korrozionit të metaleve28;Korrozioni në mjedise të ndryshme. Megjithatë, të gjitha dherat në studim ishin natyrale dhe kishin pësuar procese të mjaftueshme formimi të dheut. Megjithatë, nuk ka asnjë raport për erozion artificial të tokës në shpatet e shkëmbinjve hekurudhor.
Krahasuar me mjetet e tjera gërryese, toka artificiale ka karakteristikat e mungesës së likuiditetit, heterogjenitetit, sezonalitetit dhe rajonalitetit. Korrozioni i metaleve në tokat artificiale shkaktohet nga ndërveprimet elektrokimike midis metaleve dhe dherave artificiale. Përveç faktorëve të lindur, shkalla e korrozionit metalik varet edhe nga mjedisi rrethues. Një sërë faktorësh të tillë ndikojnë në korrozionin e metalit, përmbajtja totale e metaleve, individualisht ose në kombinim. përmbajtja e joneve, pH, mikrobet e tokës30,31,32.
Në 30 vjet praktikë, çështja se si të ruhen përgjithmonë tokat artificiale në shpatet shkëmbore ka qenë një problem33. Shkurret ose pemët nuk mund të rriten në disa shpate pas 10 vjetësh kujdes manual për shkak të erozionit të dheut. Papastërtia në sipërfaqen e rrjetës metalike u la në disa vende. Për shkak të korrozionit, disa rrjeta metalike u plasën dhe u hodhën poshtë. E korrozioni fokusohet kryesisht në gërryerjen e rrjetës së tokëzimit të nënstacionit hekurudhor, korrozionin e rrymës së humbur të krijuar nga hekurudha e lehtë dhe korrozioni i urave hekurudhore34,35, binarëve dhe pajisjeve të tjera të automjeteve36. Nuk ka pasur raportime për korrozionin e rrjetës metalike të mbrojtjes së pjerrësisë hekurudhore. Ky punim studion vetitë fizike, kimike të tokës artificiale të tokës në jug dhe kimike. , duke synuar të parashikojë korrozionin e metaleve duke vlerësuar vetitë e tokës dhe të sigurojë bazën teorike dhe praktike për restaurimin e ekosistemit të tokës dhe restaurimin artificial. Pjerrësia artificiale.
Zona e provës ndodhet në zonën kodrinore të Sichuan (30°32′N, 105°32′L) pranë stacionit hekurudhor Suining. Zona ndodhet në mes të pellgut të Sichuan, me male dhe kodra të ulëta, me strukturë të thjeshtë gjeologjike dhe terren të rrafshët. Erozioni, prerja dhe akumulimi i peizazhit mbi kodrina është kryesisht më i madh. rërë e purpurt dhe gur balte. Integriteti është i dobët dhe shkëmbi është një strukturë me blloqe. Zona e studimit ka një klimë subtropikale të lagësht musonore me karakteristika sezonale të pranverës së hershme, verës së nxehtë, vjeshtës së shkurtër dhe dimrit të vonë. Reshjet janë të bollshme, burimet e dritës dhe nxehtësisë janë të bollshme, periudha pa ngrica është e gjatë, klima mesatare vjetore është 285 ditë. Muaji më i nxehtë (gushti) është 27,2°C, dhe temperatura maksimale ekstreme është 39,3°C. Muaji më i ftohtë është janari (temperatura mesatare është 6,5°C), temperatura minimale ekstreme është -3,8°C dhe reshjet mesatare vjetore janë 920 mm, kryesisht të përqendruara në korrik dhe gusht. Reshjet variojnë shumë në pranverë, dimër dhe në verë.Përqindja e reshjeve në çdo stinë të vitit është përkatësisht 19-21%, 51-54%, 22-24% dhe 4-5%.
Vendi i kërkimit është një pjerrësi prej rreth 45° në shpatin e hekurudhës Yu-Sui, e ndërtuar në vitin 2003. Në prill 2012, ajo u drejtua nga jugu brenda 1 km nga stacioni hekurudhor Suining.Pjerrësia natyrore u përdor si kontroll. Restaurimi ekologjik i shpatit miraton teknologjinë e jashtme të spërkatjes së tokës për restaurimin ekologjik. Sipas lartësisë së pjerrësisë anësore të hekurudhës, pjerrësia mund të ndahet në pjerrësi, pjerrësi mesatare dhe pjerrësi (Fig. 2, trashësia e prerjes artificiale është afërsisht 1 cm, trashësia e prerjes është 0 cm). ndotja e produkteve të korrozionit të rrjetës metalike të tokës, ne përdorim vetëm një lopatë prej çeliku inoks për të marrë sipërfaqen e tokës 0-8 cm. U vendosën katër përsëritje për çdo pozicion të pjerrësisë, me 15-20 pikë kampionimi të rastësishëm për çdo kopje. Çdo kopje është një përzierje prej 15-20 gramësh. Kthehet në laborator në thasë me zinxhir polietileni për përpunim. Toka thahet natyrshëm në ajër, dhe zhavorri dhe mbetjet e kafshëve dhe bimëve zgjidhen, grimcohen me një shkop agati dhe siten me një sitë najloni 20 rrjeta, 100 rrjeta, përveç grimcave të trashë.
Rezistenca e tokës është matur me testuesin e rezistencës së tokëzimit VICTOR4106 i prodhuar nga Shengli Instrument Company;rezistenca e tokës është matur në terren;lagështia e tokës u mat me metodën e tharjes. Instrumenti portativ dixhital mv/pH DMP-2 përmban impedancë të lartë hyrëse për matjen e potencialit të korrozionit të tokës. Gradienti i mundshëm dhe potenciali redoks u përcaktuan nga DMP-2 portative dixhitale mv/pH, kripa totale e tretshme në tokë u përcaktua me metodën e tharjes së mbetjeve, përmbajtja e klorurit u përcaktua me metodën e tharjes së mbetjeve në mohr. me metodën indirekte të titrimit EDTA, metodë e titrimit me tregues të dyfishtë për përcaktimin e karbonatit dhe bikarbonatit të tokës, metoda e ngrohjes me oksidimin e dikromatit të kaliumit për përcaktimin e lëndës organike të tokës, metoda e difuzionit të tretësirës alkaline për përcaktimin e hidrolizës alkaline të tokës, azotit, tretja H2SO4-HClO4. /L tretësirë ​​NaHCO3 si ekstraktues), dhe përmbajtja totale e kaliumit në tokë u përcaktua me fotometri të shkrirjes me flakë të hidroksidit të natriumit.
Të dhënat eksperimentale fillimisht u sistemuan. SPSS Statistics 20 u përdor për të kryer analizën mesatare, devijimin standard, ANOVA në një drejtim dhe analizën e korrelacionit njerëzor.
Tabela 1 paraqet vetitë elektromekanike, anionet dhe lëndët ushqyese të tokave me pjerrësi të ndryshme. Potenciali i korrozionit, rezistenca e tokës dhe gradienti i potencialit lindje-perëndim të shpateve të ndryshme ishin të gjitha domethënëse (P <0,05). h gradienti i mundshëm, është pjerrësi e sipërme>pjerrësi>pjerrësi e mesme. Vlera e pH-së së tokës ishte në rendin e pjerrësisë>përpjetë>pjerrësia e mesme>pjerrësia natyrore. Kripa totale e tretshme, pjerrësia natyrore ishte dukshëm më e lartë se pjerrësia e hekurudhës (P <0.05). dhe kripa totale e tretshme ka një efekt mesatar në korrozionin e metaleve. Përmbajtja e lëndës organike të tokës ishte më e larta në pjerrësinë natyrore dhe më e ulëta në pjerrësinë e tatëpjetë (P <0.05). Përmbajtja totale e azotit ishte më e larta në pjerrësinë e mesme dhe më e ulëta në pjerrësinë e përpjetë;përmbajtja e disponueshme e azotit ishte më e larta në pjerrësinë e poshtme dhe të mesme, dhe më e ulëta në pjerrësinë natyrore;përmbajtja totale e azotit në pjerrësinë dhe zbritjen e hekurudhës ishte më e ulët, por përmbajtja e azotit në dispozicion ishte më e lartë. Kjo tregon se shkalla e mineralizimit të azotit organik në përpjetë dhe në zbritje është e shpejtë. Përmbajtja e kaliumit në dispozicion është e njëjtë me fosforin e disponueshëm.
Rezistenca e tokës është një indeks që tregon përçueshmërinë elektrike dhe një parametër bazë për gjykimin e korrozionit të tokës. Faktorët që ndikojnë në rezistencën e tokës përfshijnë përmbajtjen e lagështisë, përmbajtjen totale të kripës së tretshme, pH, teksturën e tokës, temperaturën, përmbajtjen e lëndës organike, temperaturën e tokës dhe ngushtësinë. Në përgjithësi, tokat me rezistencë të ulët janë më të zakonshme gërryese ndaj dheut. vende të ndryshme. Tabela 1 tregon kriteret e vlerësimit të shkallës së korrozitetit për çdo indeks të vetëm37,38.
Sipas rezultateve të provës dhe standardeve në vendin tim (Tabela 1), nëse gërryerja e tokës vlerësohet vetëm nga rezistenca e tokës, dheu në shpatin e përpjetë është shumë gërryes;toka në shpatin tatëpjetë është mesatarisht korrozive;gërryerja e tokës në shpatin e mesëm dhe pjerrësinë natyrore është relativisht e ulët e dobët.
Rezistenca e tokës së shpatit përpjetë është dukshëm më e ulët se ajo e pjesëve të tjera të shpatit, e cila mund të shkaktohet nga erozioni i shiut. Shtresa e sipërme në shpatin e sipërm derdhet në shpatin e mesit me ujin, kështu që rrjeta mbrojtëse e pjerrësisë metalike të shpatit është afër shtresës së sipërme të tokës. d në vend;distanca e shtyllave ishte 3 m;Thellësia e lëvizjes së grumbullit ishte nën 15 cm. Rrjeta metalike e zhveshur dhe ndryshku i zhveshur mund të ndërhyjnë në rezultatet e matjes. Prandaj, nuk është e besueshme të vlerësohet gërryerja e tokës vetëm me indeksin e rezistencës së tokës. Në vlerësimin gjithëpërfshirës të korrozionit, rezistenca e tokës së pjerrësisë nuk merret parasysh.
Për shkak të lagështisë së lartë relative, ajri shumëvjeçar i lagësht në zonën e Sichuan bën që rrjeta metalike e ekspozuar ndaj ajrit të gërryhet më seriozisht se rrjeta metalike e groposur në tokë39. Ekspozimi i rrjetës së telit në ajër mund të rezultojë në uljen e jetëgjatësisë, gjë që mund të destabilizojë tokat përpjetë. Humbja e tokës mund të vështirësojë rritjen e bimëve, veçanërisht rritjen e bimëve me drurë. është e vështirë të formohet një sistem rrënjor përpjetë për të ngurtësuar tokën. Në të njëjtën kohë, rritja e bimëve mund të përmirësojë cilësinë e tokës dhe të rrisë përmbajtjen e humusit në tokë, i cili jo vetëm mund të mbajë ujin, por gjithashtu të sigurojë një mjedis të mirë për rritjen dhe riprodhimin e kafshëve dhe bimëve, duke reduktuar kështu humbjen e tokës. Prandaj, në fazën e hershme të ndërtimit, duhet të mbillen më shumë fara të drunjta për t'u mbjellë dhe të mbulohen vazhdimisht mbi ujë dhe të mbulohen. , në mënyrë që të zvogëlohet erozioni i tokës së pjerrët nga uji i shiut.
Potenciali i korrozionit është një faktor i rëndësishëm që ndikon në korrozionin e rrjetës mbrojtëse të pjerrësisë në shpatin me tre nivele dhe ka ndikimin më të madh në pjerrësinë e përpjetë (Tabela 2). Në kushte normale, potenciali i korrozionit nuk ndryshon shumë në një mjedis të caktuar. Një ndryshim i dukshëm mund të shkaktohet nga rrymat e humbura. përdorni sistemin e transportit publik. Me zhvillimin e sistemit të transportit, sistemi i transportit hekurudhor të vendit tim ka arritur elektrifikim në shkallë të gjerë dhe nuk mund të injorohet gërryerja e metaleve të groposura të shkaktuara nga rrjedhja e rrymës së drejtpërdrejtë nga hekurudhat e elektrizuara. Aktualisht, gradienti i potencialit të tokës mund të përdoret për të përcaktuar nëse toka përmban rrymë të humbur gradat m/5 më të ulët se rryma e humbur e tokës. rryma e humbur është e ulët;kur gradienti i mundshëm është në intervalin nga 0,5 mv/m deri në 5,0 mv/m, rryma e humbur është e moderuar;kur gradienti i mundshëm është më i madh se 5.0 mv/m, niveli i rrymës së humbur është i lartë. Gama lundruese e gradientit potencial (EW) të pjerrësisë së mesme, pjerrësisë lart dhe poshtë është paraqitur në figurën 3. Përsa i përket diapazonit lundrues, ka rryma endacake të moderuara në drejtimin veriperëndimor, nga lindja, nga lindja. rryma është një faktor i rëndësishëm që ndikon në korrozionin e rrjetave metalike në pjerrësi mesatare dhe në pjerrësi, veçanërisht në pjerrësi mesatare.
Në përgjithësi, potenciali redoks i tokës (Eh) mbi 400 mV tregon aftësinë oksiduese, mbi 0-200 mV është aftësi reduktuese mesatare dhe nën 0 mV është aftësi e madhe reduktuese. Sa më i ulët të jetë potenciali redoks i tokës, aq më i madh është aftësia korrozioni e mikroorganizmave të tokës ndaj metaleve44. Është e mundur të parashikohet tendenca e mikrorooksit të tokës nga studimi i potencialit redoks të tokës. Të tre pjerrësit ishin më të mëdha se 500 mv dhe niveli i korrozionit ishte shumë i vogël. Kjo tregon se gjendja e ajrosjes së tokës në shpatin e tokës është e mirë, gjë që nuk është e favorshme për korrozionin e mikroorganizmave anaerobe në tokë.
Studimet e mëparshme kanë zbuluar se ndikimi i pH-së së tokës në erozionin e tokës është i dukshëm. Me luhatjen e vlerës së pH-së, shkalla e korrozionit të materialeve metalike ndikohet ndjeshëm. PH i tokës është i lidhur ngushtë me zonën dhe mikroorganizmat në tokë45,46,47. Në përgjithësi, efekti i pH-së së tokës së materialeve metalike nuk është paksa i dukshëm në korrozionin e tokës në tre. es janë të gjitha alkaline, kështu që efekti i pH në korrozionin e rrjetës metalike është i dobët.
Siç mund të shihet nga Tabela 3, analiza e korrelacionit tregon se potenciali redoks dhe pozicioni i pjerrësisë janë të lidhura pozitivisht në mënyrë të konsiderueshme (R2 = 0,858), potenciali i korrozionit dhe gradienti i mundshëm (SN) janë pozitivisht të lidhura (R2 = 0,755), dhe potenciali redoks dhe gradienti potencial (SN50) janë pozitivisht të lidhura.Kishte një korrelacion të rëndësishëm negativ midis potencialit dhe pH (R2 = -0,724). Pozicioni i pjerrësisë ishte pozitivisht i lidhur pozitivisht me potencialin redoks. Kjo tregon se ka dallime në mikromjedisin e pozicioneve të ndryshme të pjerrësisë, dhe mikroorganizmat e tokës janë të lidhura ngushtë me potencialin redoks48, 49, 50. Marrëdhënia p25, 50 ishte e lidhur me potencialin redoks. Vlerat e Eh nuk ndryshuan gjithmonë në mënyrë sinkrone gjatë procesit redoks të tokës, por kishin një lidhje lineare negative. Potenciali i korrozionit të metaleve mund të përfaqësojë aftësinë relative për të fituar dhe humbur elektrone. Edhe pse potenciali i korrozionit ishte pozitivisht i lidhur pozitivisht me gradientin potencial (SN), gradienti potencial mund të shkaktohet nga humbja e lehtë e elektroneve nga metali.
Përmbajtja totale e kripës së tretshme të tokës është e lidhur ngushtë me gërryerjen e tokës. Në përgjithësi, sa më e lartë të jetë kripësia e tokës, aq më e ulët është rezistenca e tokës, duke rritur kështu rezistencën e tokës. Në elektrolitet e tokës, jo vetëm anionet dhe diapazoni i ndryshëm, por edhe ndikimet e korrozionit janë kryesisht karbonatet, kloruret dhe sulfatet. Përveç kësaj, efekti i kripës në totalin e korozionit ndikon në ndikimin e faktorëve të tjerë të korozionit të tokës. Potenciali i elektrodës në metale dhe tretshmëria e tokës në oksigjen53.
Shumica e joneve të tretshme të kripura në tokë nuk marrin pjesë drejtpërdrejt në reaksionet elektrokimike, por ndikojnë në korrozionin e metaleve nëpërmjet rezistencës së tokës. Sa më e lartë të jetë kripësia e tokës, aq më e fortë është përçueshmëria e tokës dhe aq më i fortë është erozioni i tokës. Përmbajtja e kripësisë së tokës në shpatet natyrore është dukshëm më e lartë se ajo e shpateve hekurudhore, gjë që mund të jetë për shkak të pjerrësisë së tokës, e cila mund të jetë e natyrshme për shkak të rritjes së tokës. Një arsye tjetër mund të jetë se pjerrësia natyrore ka përjetuar formim të pjekur dheu (materiali mëmë i tokës i formuar nga gërryerja e shkëmbinjve), por dheu i shpatit hekurudhor është i përbërë nga fragmente guri të grimcuar si matricë e "tokës artificiale" dhe nuk i është nënshtruar një procesi të mjaftueshëm formimi dheu.Mineralet nuk çlirohen. Për më tepër, jonet e kripës në tokën e thellë të shpateve natyrore u ngritën përmes veprimit kapilar gjatë avullimit sipërfaqësor dhe u grumbulluan në tokën sipërfaqësore, duke rezultuar në një rritje të përmbajtjes së joneve të kripës në tokën sipërfaqësore. Trashësia e tokës së pjerrësisë së hekurudhës është më e vogël se 20 cm, duke rezultuar në pamundësinë e plotësimit të kripës nga sipërfaqja e tokës.
Jonet pozitivë (si K+, Na+, Ca2+, Mg2+, Al3+, etj.) kanë pak efekt në korrozionin e tokës, ndërsa anionet luajnë një rol të rëndësishëm në procesin elektrokimik të korrozionit dhe kanë një ndikim të rëndësishëm në korrozionin e metaleve.Cl− mund të përshpejtojë korrozionin e anodës dhe është anioni më gërryes;sa më e lartë të jetë përmbajtja e Cl−, aq më i fortë është gërryerja e tokës. SO42− jo vetëm që nxit korrozionin e çelikut, por gjithashtu shkakton korrozion në disa materiale betoni54. Gjithashtu gërryen hekurin. Në një seri eksperimentesh me tokën acide, shkalla e korrozionit u zbulua të jetë proporcionale me aciditetin e tokës55. Kloruri dhe sulfati janë përbërësit kryesorë që kanë përbërësit kryesorë të metaleve që mund të kalojnë kripërat e tretshme. humbja e peshës së rosionit të çelikut të karbonit në tokat alkaline është pothuajse proporcionale me shtimin e joneve klorur dhe sulfate56,57.Lee et al.zbuloi se SO42- mund të pengojë korrozionin, por të nxisë zhvillimin e gropave korrozioni që janë formuar tashmë58.
Sipas standardit të vlerësimit të gërryerjes së tokës dhe rezultateve të provës, përmbajtja e joneve të klorurit në çdo kampion dheu të pjerrësisë ishte mbi 100 mg/kg, gjë që tregon një gërryerje të fortë të tokës. Përmbajtja e joneve të sulfatit si në shpatet e përpjetë, ashtu edhe në atë të tatëpjetë ishte mbi 200 mg/kg dhe nën 500 mg/kg, dhe përmbajtja e gërryerjes së tokës ishte më e ulët se sa me pjerrësi mesatare. 200mg/kg, dhe korrozioni i tokës është i dobët.Kur mjedisi i tokës përmban një përqendrim të lartë, ai do të marrë pjesë në reaksion dhe do të prodhojë shkallë korrozioni në sipërfaqen e elektrodës metalike, duke ngadalësuar kështu reaksionin e korrozionit. Me rritjen e përqendrimit, shkalla mund të thyhet papritmas, duke përshpejtuar në masë të madhe shkallën e korrozionit;ndërsa përqendrimi vazhdon të rritet, shkalla e korrozionit mbulon sipërfaqen e elektrodës metalike dhe shkalla e korrozionit tregon sërish një tendencë ngadalësuese59. Studimi zbuloi se sasia në tokë ishte më e ulët dhe për këtë arsye kishte pak efekt në korrozion.
Sipas tabelës 4, korrelacioni midis pjerrësisë dhe anioneve të tokës tregoi se kishte një korrelacion të rëndësishëm pozitiv midis pjerrësisë dhe joneve të klorurit (R2=0.836), dhe një korrelacion pozitiv domethënës midis pjerrësisë dhe kripërave totale të tretshme (R2=0.742).
Kjo sugjeron që rrjedhja sipërfaqësore dhe erozioni i tokës mund të jenë përgjegjës për ndryshimet në kripërat totale të tretshme në tokë. Kishte një korrelacion të rëndë pozitiv midis kripërave totale të tretshme dhe joneve të klorurit, gjë që mund të jetë për shkak se kripërat totale të tretshme janë grupi i joneve të klorurit, dhe përmbajtja e kripërave totale të tretshme përcakton përmbajtjen e solucionit të klorit. të pjesës rrjetë metalike.
Lënda organike, azoti total, azoti i disponueshëm, fosfori i disponueshëm dhe kaliumi i disponueshëm janë lëndët ushqyese bazë të tokës, të cilat ndikojnë në cilësinë e tokës dhe në përthithjen e lëndëve ushqyese nga sistemi rrënjor. Ushqyesit e tokës janë një faktor i rëndësishëm që ndikon te mikroorganizmat në tokë, prandaj ia vlen të studiohet nëse ka një korrelacion në mes të metaleve20 dhe i kompletuar. , që do të thotë se toka artificiale ka përjetuar vetëm 9 vjet akumulim të lëndës organike. Për shkak të veçantisë së tokës artificiale, është e nevojshme që të kemi një kuptim të mirë të lëndëve ushqyese në tokën artificiale.
Hulumtimi tregon se përmbajtja e lëndës organike është më e larta në tokën me pjerrësi natyrore pas të gjithë procesit të formimit të tokës. Përmbajtja e lëndës organike në tokë me pjerrësi të ulët ishte më e ulëta. Për shkak të ndikimit të motit dhe rrjedhjes sipërfaqësore, lëndët ushqyese të tokës do të grumbullohen në shpatin e mesëm dhe në shpatin e poshtëm, duke formuar një shtresë të trashë humusi. Megjithatë, grimcat e vogla të tokës janë lehtësisht të vogla për shkak të materies organike. të paraqitura nga mikroorganizmat. Sondazhi zbuloi se mbulimi dhe diversiteti i bimësisë në mes të shpatit dhe poshtë shpatit ishin të larta, por homogjeniteti ishte i ulët, gjë që mund të çojë në shpërndarje të pabarabartë të lëndëve ushqyese sipërfaqësore. Një shtresë e trashë humusi mban ujin dhe organizmat e tokës janë aktivë. E gjithë kjo përshpejton dekompozimin e lëndës organike në tokë.
Përmbajtja e azotit të hidrolizuar nga alkali në hekurudhat me pjerrësi të lartë, me pjerrësi mesatare dhe me pjerrësi poshtë ishte më e lartë se ajo e pjerrësisë natyrore, gjë që tregon se shkalla e mineralizimit organik të azotit në pjerrësinë e hekurudhës ishte dukshëm më e lartë se ajo e pjerrësisë natyrore. Sa më të vogla të jenë grimcat, aq më e lehtë është struktura e tokës, aq më e paqëndrueshme është struktura e tokës. agregatet, dhe sa më i madh të jetë pellgu i azotit organik të mineralizuar60,61. Në përputhje me rezultatet e studimit 62, përmbajtja e agregateve të grimcave të vogla në tokën e shpateve hekurudhore ishte dukshëm më e lartë se ajo e shpateve natyrore. Prandaj, duhen marrë masat e duhura për të rritur përmbajtjen e plehrave, plehrave dhe lëndëve organike të qëndrueshme në tokë. Mbetjet e fosforit të disponueshëm dhe kaliumit të disponueshëm të shkaktuara nga rrjedhjet sipërfaqësore përbënin 77.27% deri në 99.79% të humbjes totale të pjerrësisë së hekurudhës. Rrjedhja sipërfaqësore mund të jetë nxitësi kryesor i humbjes së lëndëve ushqyese të disponueshme në tokat me pjerrësi63,64,65.
Siç tregohet në tabelën 4, ka pasur një korrelacion të rëndësishëm pozitiv midis pozicionit të pjerrësisë dhe fosforit të disponueshëm (R2=0.948), dhe korrelacioni midis pozicionit të pjerrësisë dhe kaliumit të disponueshëm ishte i njëjtë (R2=0.898). Kjo tregon se pozicioni i pjerrësisë ndikon në përmbajtjen e fosforit të disponueshëm dhe të kaliumit të disponueshëm.
Gradienti është një faktor i rëndësishëm që ndikon në përmbajtjen e lëndës organike të tokës dhe pasurimin e azotit66, dhe sa më i vogël të jetë gradienti, aq më i madh është shkalla e pasurimit. Për pasurimin e lëndëve ushqyese të tokës, humbja e lëndëve ushqyese u dobësua, dhe efekti i pozicionit të pjerrësisë në përmbajtjen e lëndës organike të tokës dhe pasurimin total të azotit nuk ishte i dukshëm. Llojet dhe numrat e ndryshëm të acideve të bimëve janë të ndryshme nga acidet e ndryshme të bimëve.rg. janë të dobishme për fiksimin e fosforit të disponueshëm dhe kaliumit të disponueshëm në tokë. Prandaj, ekzistonte një korrelacion i rëndësishëm midis pozicionit të pjerrësisë dhe fosforit të disponueshëm, dhe pozicionit të pjerrësisë dhe kaliumit të disponueshëm.
Për të sqaruar lidhjen ndërmjet lëndëve ushqyese të tokës dhe korrozionit të tokës, është e nevojshme të analizohet korrelacioni. Siç tregohet në Tabelën 5, potenciali redoks ishte i lidhur negativisht me azotin e disponueshëm (R2 = -0.845) dhe në mënyrë domethënëse pozitivisht me fosforin e disponueshëm (R2 = 0.842) dhe cilësinë e redoksit të disponueshëm (9 Redox, potenciali i redoksit = R20s). e cila zakonisht ndikohet nga disa veti fizike dhe kimike të tokës, dhe më pas ndikon në një sërë vetive të tokës. Prandaj, është një faktor i rëndësishëm në përcaktimin e drejtimit të transformimit të lëndëve ushqyese të tokës67. Cilësitë e ndryshme redoks mund të rezultojnë në gjendje të ndryshme dhe disponueshmëri të faktorëve ushqyes. Prandaj, potenciali redoks ka një korrelacion të rëndësishëm me azotin e disponueshëm dhe pofoforusin në dispozicion.
Përveç vetive metalike, potenciali i korrozionit lidhet edhe me vetitë e tokës. Potenciali i korrozionit ishte i lidhur negativisht me lëndën organike, gjë që tregon se lënda organike kishte një efekt të rëndësishëm në potencialin e korrozionit. Përveç kësaj, lënda organike ishte gjithashtu e lidhur negativisht me gradientin e mundshëm (SN) (R2=-0,713) dhe jonin sulfat (R71=-0). dhe joni sulfat..Ka pasur një korrelacion të rëndësishëm negativ midis pH të tokës dhe kaliumit të disponueshëm (R2 = -0.728).
Azoti i disponueshëm ishte i lidhur negativisht me kripërat totale të tretshme dhe jonet e klorurit, dhe fosfori i disponueshëm dhe kaliumi i disponueshëm ishin pozitivisht të lidhura pozitivisht me kripërat totale të tretshme dhe jonet e klorurit. Kjo tregoi se përmbajtja e lëndëve ushqyese të disponueshme ndikoi ndjeshëm në sasinë e kripërave totale të tretshme dhe jonet e klorurit të disponueshëm në tokë. Azoti total ishte i lidhur negativisht në mënyrë të konsiderueshme me jonin e sulfatit dhe i lidhur pozitivisht me bikarbonatin, gjë që tregon se azoti total kishte një efekt në përmbajtjen e sulfatit dhe bikarbonatit. Bimët kanë pak kërkesë për jone sulfate dhe jone bikarbonate, kështu që shumica e tyre janë të lira në tokë ose thithen nga akumulimi i koloideve të nitrokarbonateve të tokës. disponueshmëria e azotit në tokë. Prandaj, rritja e duhur e përmbajtjes së azotit dhe humusit të disponueshëm në tokë është e dobishme për të reduktuar gërryerjen e tokës.
Toka është një sistem me përbërje dhe veti komplekse.Koroziviteti i tokës është rezultat i veprimit sinergjik të shumë faktorëve.Prandaj, një metodë gjithëpërfshirëse e vlerësimit përdoret përgjithësisht për të vlerësuar korrozivitetin e tokës. Duke iu referuar "Kodit për Hetimet Inxhinierike Gjeoteknike" (GB50021-94) dhe metodave të provës të Rrjetit të Testit të Korrosionit të Tokës në Kinë, shkalla e korrozionit të tokës mund të vlerësohet në mënyrë gjithëpërfshirëse sipas standardeve të mëposhtme: (1) Vlerësimi është korrozioni i dobët ose korrozioni i fortë, nëse nuk ka korrozion të dobët ose korrozion të dobët(2) nëse nuk ka korrozion të fortë, ai vlerësohet si korrozion i moderuar;(3) nëse ka një ose dy vende të korrozionit të fortë, ai vlerësohet si korrozion i fortë;(4) nëse ka 3 ose më shumë vende korrozioni të fortë, ai vlerësohet si korrozioni i fortë për korrozion të rëndë.
Sipas rezistencës së tokës, potencialit redoks, përmbajtjes së ujit, përmbajtjes së kripës, vlerës së pH dhe përmbajtjes së Cl- dhe SO42-, shkallët e korrozionit të mostrave të dheut në shpate të ndryshme u vlerësuan në mënyrë gjithëpërfshirëse. Rezultatet e hulumtimit tregojnë se dherat në të gjitha shpatet janë shumë korrozive.
Potenciali i korrozionit është një faktor i rëndësishëm që ndikon në korrozionin e rrjetës mbrojtëse të pjerrësisë. Potencialet e korrozionit të tre shpateve janë të gjitha më të ulëta se -200 mv, gjë që ka ndikimin më të madh në korrozionin e rrjetës metalike përpjetë. Gradienti i mundshëm mund të përdoret për të gjykuar përmasat e rrymës së humbur në tokë. Rryma e rrymës së mesme e korrozionit është një ndikim i rëndësishëm i faktorëve të korrozionit në shpatin e mesit dhe korrozionit. veçanërisht në shpatet e mesme. Përmbajtja totale e kripës së tretshme në tokat e shpateve të sipërme, të mesme dhe të poshtme ishte mbi 500 mg/kg dhe efekti i korrozionit në rrjetën mbrojtëse të pjerrësisë ishte i moderuar. Përmbajtja e ujit në tokë është një faktor i rëndësishëm që ndikon në korrozionin e rrjetave metalike në pjerrësinë e mesme dhe ka një ndikim të madh korrozioni në pjerrësi, dhe ndikimi poshtë në pjerrësi më të madhe. më e bollshme në tokën me pjerrësi mesatare, gjë që tregon se ka aktivitete të shpeshta mikrobike dhe rritje të shpejtë të bimëve.
Hulumtimi tregon se potenciali i korrozionit, gradienti i mundshëm, përmbajtja totale e kripës së tretshme dhe përmbajtja e ujit janë faktorët kryesorë që ndikojnë në korrozionin e tokës në të tre shpatet, dhe korroziviteti i tokës vlerësohet si i fortë. Korrozioni i rrjetit të mbrojtjes së pjerrësisë është më seriozi në pjerrësinë e mesme, gjë që ofron një referencë për dizajnin anti-korrozioni të mbrojtjes së rrjetit hekurudhor të disponueshëm dhe organeve anti-korrozioni. është e dobishme për të reduktuar korrozionin e tokës, për të lehtësuar rritjen e bimëve dhe në fund për të stabilizuar pjerrësinë.
Si të citojmë këtë artikull: Chen, J. et al.Efektet e përbërjes së tokës dhe elektrokimisë në korrozionin e rrjetit të shpateve shkëmbore përgjatë një linje hekurudhore kineze.shkencë.Rep.5, 14939;doi: 10.1038/srep14939 (2015).
Lin, YL & Yang, GL Karakteristikat dinamike të shpateve të nënshtresës hekurudhore nën ngacmimin e tërmetit.fatkeqësia natyrore.69, 219–235 (2013).
Sui Wang, J. et al.Analiza e dëmtimit tipik të tërmetit të autostradave në zonën e goditur nga tërmeti Wenchuan të Provincës Sichuan[J].Gazeta Kineze e Mekanikës dhe Inxhinierisë së Shkëmbit.28, 1250–1260 (2009).
Weilin, Z., Zhenyu, L. & Jinsong, J. Analiza e dëmtimit sizmik dhe kundërmasat e urave të autostradës në tërmetin Wenchuan. Gazeta Kineze e Mekanikës dhe Inxhinierisë së Shkëmbit.28, 1377-1387 (2009).
Lin, CW, Liu, SH, Lee, SY & Liu, CC Efekti i tërmetit Chichi në rrëshqitjet e dheut të shkaktuara nga reshjet e mëvonshme në Tajvanin qendror. Gjeologjia Inxhinierike.86, 87-101 (2006).
Koi, T. et al.Efektet afatgjata të rrëshqitjeve të tokës të shkaktuara nga tërmeti në prodhimin e sedimentit në një pellg ujëmbledhës malor: Rajoni Tanzawa, Japoni.gjeomorfologji.101, 692-702 (2008).
Hongshuai, L., Jingshan, B. & Dedong, L. Një përmbledhje e hulumtimit mbi analizën e stabilitetit sizmik të shpateve gjeoteknike. Inxhinieria e Tërmeteve dhe Vibrimi Inxhinierik.25, 164-171 (2005).
Yue Ping, Hulumtim mbi rreziqet gjeologjike të shkaktuara nga tërmeti Wenchuan në Sichuan.Journal of Engineering Geology 4, 7–12 (2008).
Ali, F. Mbrojtja e shpatit me vegjetacion: mekanika e rrënjëve të disa bimëve tropikale.International Journal of Physical Sciences.5, 496–506 (2010).
Takyu, M., Aiba, SI & Kitayama, K. Efektet topografike në pyjet tropikale të ulëta malore nën kushte të ndryshme gjeologjike në malin Kinabalu, Borneo. Ekologjia e bimëve.159, 35-49 (2002).
Stokes, A. et al. Karakteristika ideale të rrënjëve të bimëve për mbrojtjen e shpateve natyrore dhe të projektuara nga rrëshqitjet e dheut. Bimët dhe dherat, 324, 1-30 (2009).
De Baets, S., Poesen, J., Gyssels, G. & Knapen, A. Efektet e rrënjëve të barit në gërryerjen e sipërfaqes së tokës gjatë rrjedhës së përqendruar.Geomorphology 76, 54-67 (2006).