Tack för att du besöker Nature.com. Webbläsarversionen du använder har begränsat stöd för CSS. För bästa upplevelse rekommenderar vi att du använder en uppdaterad webbläsare (eller stänger av kompatibilitetsläget i Internet Explorer). Under tiden, för att säkerställa fortsatt support, kommer vi att visa webbplatsen utan stilar och JavaScript.
Med Sui-Chongqings järnvägssluttning som forskningsobjekt, markresistivitet, markelektrokemi (korrosionspotential, redoxpotential, potentialgradient och pH), jordanjoner (totalt lösliga salter, Cl-, SO42- och) och mark Näring.(Fukthalt, organiskt material, totalt kväve, olika typer av kväve, slänter, alkaliskt vatten, tillgängligt under olika typer av kväve, saltvatten rosionsgraden utvärderas enligt de individuella indikatorerna och övergripande indikatorer för konstgjord jord. Jämfört med andra faktorer har vatten störst inverkan på korrosionen av sluttningsskyddsnätet, följt av anjonhalten. Det totala lösliga saltet har en måttlig effekt på korrosionen av sluttningsskyddsnätet, och ströströmmen har en korrosion måttlig effekt på sluttningsskyddsnätet, så provet har en måttlig effekt på korrosionen av korrosionsskyddsgraden av korrosionsnätet. utvärderades effektivt, och korrosionen på den övre sluttningen var måttlig, och korrosionen på den mellersta och nedre sluttningen var stark. Det organiska materialet i marken var signifikant korrelerad med den potentiella gradienten. Tillgängligt kväve, tillgängligt kalium och tillgänglig fosfor var signifikant korrelerad med anjoner. Fördelningen av markens näringsämnen är indirekt relaterad till markens näringsämnen.
När man bygger järnvägar, motorvägar och vattenskyddsanläggningar är bergsöppningar ofta oundvikliga.På grund av bergen i sydväst kräver Kinas järnvägsbyggande mycket utgrävning av berget. Det förstör den ursprungliga jorden och växtligheten och skapar exponerade steniga sluttningar.Denna situation leder till jordskred och jorderosion, vilket är farligt för järnvägstrafiken, vilket är farligt för järnvägstrafiken1, vilket är farligt för järnvägstrafiken. 2, 2008 i Wenchuan jordbävning. Jordskred har blivit en allmänt spridd och allvarlig jordbävningskatastrof1.I 2008 års utvärdering av 4 243 kilometer viktiga stamvägar i Sichuan-provinsen inträffade 1 736 allvarliga jordbävningskatastrofer i vägbäddar och stödmurar för sluttningar, vilket motsvarar 39,76 % av utvärderingens totala längd. Direkta ekonomiska förluster från vägskador översteg 5-28 miljarder yulobal, 3 miljarder yulobal-28 miljarder. Zards kan pågå i minst 10 år (Taiwan-jordbävningen) och till och med så länge som 40-50 år (Kanto-jordbävningen i Japan)4,5.Lutning är den huvudsakliga faktorn som påverkar jordbävningsrisken6,7.Därför är det nödvändigt att bibehålla vägens lutning och stärka dess stabilitet.Växter spelar en oersättlig roll för landskapsskydd och 8 ekologiska sluttningar som är oersättliga för att skydda och 8 ekologiska sluttningar. bergsluttningar har inte ansamling av näringsfaktorer som organiskt material, kväve, fosfor och kalium, och har inte den markmiljö som krävs för vegetationstillväxt.På grund av faktorer som stor sluttning och regnerosion förloras sluttningsjord lätt. Lutningsmiljön är hård, saknar de nödvändiga förutsättningarna för att stödja växternas tillväxt, så att det saknar underlag för att stödja växternas växtlighet, så att det saknar underlag för att stödja växterna. il för att skydda sluttningen är en vanlig teknik för ekologisk restaurering av sluttningar i mitt land. Den konstgjorda jorden som används för sprutning består av krossad sten, jordbruksjord, halm, sammansatt gödningsmedel, vattenkvarhållande medel och lim (vanligt använda lim inkluderar Portlandcement, organiskt lim och asfalt i en viss proportion är staven en emulgeringsmedel: lägg först en stav i sten: sängtråd med nitar och ankarbultar, och slutligen spraya konstgjord jord som innehåller frön på sluttningen med en speciell spruta. Det 14# diamantformade metallnätet som är helgalvaniserat används mestadels, med en nätstandard på 5cm×5cm och en diameter på 2mm.Metalnätet gör det möjligt för jordmatrisen på den monolitiska metallen att bilda en klippig metallisk yta i monolith. , eftersom jorden i sig är en elektrolyt, och graden av korrosion beror på markens egenskaper. Utvärderingen av markens korrosionsfaktorer är av stor betydelse för att utvärdera jordinducerad metallnäterosion och eliminera skredrisker.
Växtrötter tros spela en avgörande roll för sluttningsstabilisering och erosionskontroll10,11,12,13,14.För att stabilisera sluttningar mot grunda jordskred kan vegetation användas eftersom växtrötter kan fixera jorden för att förhindra jordskred15,16,17.Trärik vegetation, speciellt träd, hjälper till att skydda grunda jordskred18 system för grunda jordskred och rotsystem. fungera som förstärkningspålar i marken. Utvecklingen av rotarkitekturmönster drivs av gener, och markmiljön spelar en avgörande roll i dessa processer.Korrosion till metaller varierar med markmiljön20. Graden av korrosion av metaller i marken kan variera från ganska snabb upplösning till försumbar påverkan21.Konstgjorda jordar är mycket olika resultatet av naturliga miljöer. och olika organismer under tiotals miljoner år22,23,24.Innan den vedartade växtligheten bildar ett stabilt rotsystem och ekosystem, om metallnätet i kombination med bergsluttningen och den konstgjorda jorden kan fungera säkert är direkt relaterat till utvecklingen av den naturliga ekonomin, livets säkerhet och förbättringen av den ekologiska miljön.
Korrosion av metaller kan dock leda till enorma förluster. Enligt en undersökning som genomfördes i Kina i början av 1980-talet på kemiska maskiner och andra industrier, stod förluster orsakade av metallkorrosion för 4% av det totala utgående värdet.Därför är det av stor betydelse att studera korrosionsmekanismen och vidta skyddsåtgärder för ekonomisk konstruktion av gaser och korroorganismer. rostade material, och herrelösa strömmar kan också orsaka korrosion. Därför är det viktigt att förhindra korrosion av metaller nedgrävda i jord. För närvarande fokuserar forskningen på nedgrävd metallkorrosion främst på (1) faktorer som påverkar nedgrävd metallkorrosion25;(2) metallskyddsmetoder26,27;(3) bedömningsmetoder för graden av metallkorrosion28;Korrosion i olika medier. Alla jordarter i studien var dock naturliga och hade genomgått tillräckliga jordbildningsprocesser. Det finns dock ingen rapport om konstgjord jorderosion av bergsluttningar.
Jämfört med andra korrosiva medier har konstgjord jord egenskaperna illikviditet, heterogenitet, säsongsvariation och regionalitet. Metallkorrosion i konstgjorda jordar orsakas av elektrokemiska interaktioner mellan metaller och konstgjorda jordar. Förutom medfödda faktorer beror graden av metallkorrosion också på den omgivande halten, syrehalten, kombinationen av syre eller metallen i den omgivande miljön. blesalthalt, anjon- och metalljonhalt, pH, jordmikrober30,31,32.
Under 30 års praxis har frågan om hur man permanent bevarar konstgjorda jordar på steniga sluttningar varit ett problem33. Buskar eller träd kan inte växa på vissa sluttningar efter 10 års manuell skötsel på grund av jorderosion. Smutsen på ytan av metallnätet tvättades bort på vissa ställen.På grund av korrosion spricker en del metallnät som finns ovan och under dem alla (A). korrosion av järnvägssluttningar fokuserar huvudsakligen på korrosion av jordningsnät för järnvägsstationer, korrosion av ströström som genereras av spårväg och korrosion av järnvägsbroar34,35, spår och annan fordonsutrustning36. Det har inte förekommit några rapporter om korrosion av metallnät för skydd av järnvägssluttningen. Detta papper studerar de fysikaliska, kemiska och elektrokemiska egenskaperna hos berget i sydlig natur. , som syftar till att förutsäga metallkorrosion genom att bedöma markegenskaper och tillhandahålla teoretisk och praktisk grund för restaurering av markekosystem och artificiell restaurering.Lutning artificiell.
Testplatsen är belägen i det kuperade området Sichuan (30°32′N, 105°32′E) nära Suining Railway Station. Området ligger mitt i Sichuanbassängen, med låga berg och kullar, med enkel geologisk struktur och platt terräng. Erosion, skärning och ackumulering av berghällar är huvudsakligen landskapet och ackumuleringen av urberget, som huvudsakligen utgörs av eroderad berghäll. ple sand och lersten. Integriteten är dålig, och klippan är en blockig struktur. Studieområdet har ett subtropiskt fuktigt monsunklimat med säsongsbetonade egenskaper som tidig vår, varm sommar, kort höst och sen vinter. Nederbörden är riklig, ljus- och värmeresurserna är rikliga, den frostfria perioden är lång (285 dagar i genomsnitt), klimatet är milt, den årliga medeltemperaturen i månaden, 4 medeltemperaturen i månaden (den årliga genomsnittstemperaturen) ugu. 27,2°C, och den extrema maxtemperaturen är 39,3°C. Den kallaste månaden är januari (medeltemperaturen är 6,5°C), den extrema lägsta temperaturen är -3,8°C, och den årliga genomsnittliga nederbörden är 920 mm, huvudsakligen koncentrerad till juli och augusti. Nederbörden på våren, sommaren, hösten och vintern varierar mycket.Andelen nederbörd under varje årstid är 19-21%, 51-54%, 22-24% respektive 4-5%.
Forskningsplatsen har en sluttning på cirka 45° på sluttningen av Yu-Sui Railway byggd 2003. I april 2012 var den vänd mot söder inom 1 km från Suining Railway Station.Den naturliga lutningen användes som en kontroll. Den ekologiska restaureringen av sluttningen använder den främmande topdressing-jordbesprutningstekniken för ekologisk restaurering. Enligt höjden på järnvägssidosluttningen kan lutningen delas in i upp-, mellan- och nedförsbacke (Fig. 2). Eftersom tjockleken på snittet är ca 1 0,000,000,000. sionsprodukter av jordmetallnätet, använder vi bara en spade av rostfritt stål för att ta markytan 0-8 cm. Fyra replikat sattes för varje sluttningsposition, med 15-20 slumpmässiga provtagningspunkter per replikat. Varje replikat är en blandning av 15-20 slumpmässigt bestämda från S-formade linjeprovtagningspunkter. Det är 50 slumpmässiga prover från polyetylen till 0,000 stycken. för bearbetning. Jorden lufttorkas naturligt och gruset samt djur- och växtrester plockas ur, krossas med en agatstav och siktas med en 20-mesh, 100-mesh nylonsil förutom de grova partiklarna.
Jordresistiviteten mättes med VICTOR4106 jordningsresistanstestare tillverkad av Shengli Instrument Company;jordens resistivitet mättes i fält;jordfuktigheten mättes med torkningsmetoden. DMP-2 bärbara digitala mv/pH-instrument har hög ingångsimpedans för att mäta jordkorrosionspotential. Potentiell gradient och redoxpotential bestämdes med DMP-2 bärbar digital mv/pH, totalt lösligt salt i jorden bestämdes genom resttorkningsmetod i sosulfat-metod, kloridhalt fastställdes med soil-titrationsmetod, agNO3-metod bestämdes med indirekt EDTA-titreringsmetod, dubbelindikatortitreringsmetod för att bestämma jordkarbonat och bikarbonat, kaliumdikromatoxidationsuppvärmningsmetod för att bestämma organiskt material i marken, alkalisk lösningsdiffusionsmetod för att bestämma jordalkalisk hydrolyskväve, H2SO4-HClO4-rötning Mo-Sb kolorimetrisk metod i sophosphorus-metod var tillgänglig i sophosphorus-metod och sophosphorus-metod var tillgänglig i sophosphorus. 05 mol/L NaHCO3-lösning som extraktionsmedel), och den totala kaliumhalten i jorden bestämdes med natriumhydroxidfusionsflammafotometri.
De experimentella data systematiserades initialt. SPSS Statistics 20 användes för att utföra medelvärde, standardavvikelse, enkelriktad ANOVA och mänsklig korrelationsanalys.
Tabell 1 presenterar de elektromekaniska egenskaperna, anjonerna och näringsämnena för jordar med olika sluttningar. Korrosionspotentialen, markresistiviteten och öst-väst potentialgradienten för olika sluttningar var alla signifikanta (P < 0,05). Redoxpotentialen för nedförsbacke, mellansluttningar och naturliga sluttningar var signifikanta (P < 0,05). >nedförsbacke>mittslutt. Markens pH-värde var i storleksordningen nedförsbacke>uppför>mittsluttning>naturlig lutning.Totalt lösligt salt, naturlig lutning var signifikant högre än järnvägssluttningen (P < 0,05). Den totala halten lösligt salt i tredjegrads järnvägssluttningsjorden är över 500 mg/kg löslig metall, och den totala halten av löslig metall har en måttlig halt av lösligt material på organiskt salt. var högst i den naturliga sluttningen och lägst i nedförsbacken (P < 0,05). Den totala kvävehalten var högst i mittbacken och lägst i uppförsbacken;den tillgängliga kvävehalten var högst i ned- och mittsluttningen och lägst i den naturliga sluttningen;den totala kvävehalten i järnvägens upp- och nedförsbacke var lägre, men den tillgängliga kvävehalten var högre. Detta tyder på att mineraliseringshastigheten för organiskt kväve i upp- och nedförsbackar är snabb. Tillgänglig kaliumhalt är densamma som tillgänglig fosfor.
Jordresistivitet är ett index som indikerar elektrisk ledningsförmåga och en grundläggande parameter för att bedöma markens korrosion. Faktorer som påverkar markens resistivitet inkluderar fukthalt, totalt lösligt saltinnehåll, pH, marktextur, temperatur, innehåll av organiskt material, marktemperatur och täthet. Allmänt sett är jordar med låg korrosivitet och viU mer motståndskraftig mot korrosivitet. ity är en metod som ofta används i olika länder. Tabell 1 visar utvärderingskriterierna för korrosivitetsgraden för varje enskilt index37,38.
Enligt testresultaten och standarderna i mitt land (tabell 1), om markens korrosivitet endast utvärderas utifrån jordens resistivitet, är jorden i uppförsbacken mycket korrosiv;jorden i nedförsbacken är måttligt frätande;markens korrosivitet på mellansluttningen och naturlig lutning är relativt låg svag.
Jordresistiviteten i uppförsbacken är betydligt lägre än för andra delar av sluttningen, vilket kan orsakas av regnerosion. Matjorden i uppförsbacken flyter till mittsluttningen med vattnet, så att skyddsnätet för uppförslutningens metallsluttning ligger nära matjorden. Några av metallmaskorna var exponerade och till och med suspenderades i luften 1).pålavståndet var 3m;pålnedläggningsdjupet var under 15 cm. Bart metallnät och avskalningsrost kan störa mätresultaten.Därför är det opålitligt att utvärdera markens korrosivitet endast genom jordresistivitetsindex.I den omfattande utvärderingen av korrosion beaktas inte markresistiviteten hos uppförsbacke.
På grund av den höga relativa luftfuktigheten gör den fleråriga fuktiga luften i Sichuan-området att metallnätet som exponeras för luften korroderar allvarligare än metallnätet som är nedgrävt i jorden39. Exponering av trådnät för luft kan resultera i minskad livslängd, vilket kan destabilisera marken i uppförsbackar. Jordförlust kan göra det svårt för träiga växter, särskilt för träiga växter, till växter, särskilt för träiga växter. svårt att bilda ett rotsystem i uppförsbacke för att stelna jorden. Samtidigt kan växttillväxten också förbättra markkvaliteten och öka innehållet av humus i jorden, vilket inte bara kan hålla kvar vatten, utan också ge en god miljö för tillväxt och fortplantning av djur och växter och därigenom minska jordförlusten. Därför bör man i ett tidigt skede av konstruktionen tillsätta mer vedartade fröer och kontinuerligt fylla på med mer vedartade utsäde och såna. med film som skydd, för att minska erosionen av den uppförda marken av regnvatten.
The corrosion potential is an important factor affecting the corrosion of the slope protection net on the three-level slope, and has the greatest impact on the uphill slope (Table 2).Under normal conditions, the corrosion potential does not change much in a given environment.A noticeable change can be caused by stray currents.Stray currents refer to currents 40, 41, 42 that leak into the roadbed and soil medium when vehicles use the public transport system.With the development of transportation system, my country's railway transportation system has achieved large-scale electrification, and the corrosion of buried metals caused by direct current leakage from electrified railways cannot be ignored.Currently, the soil potential gradient can be used to determine whether the soil contains stray current disturbances.When the potential gradient of the surface soil is lower than 0.5 mv/m, the stray current is low;när potentialgradienten är i intervallet 0,5 mv/m till 5,0 mv/m, är ströströmmen måttlig;när potentialgradienten är större än 5,0 mv/m , är ströströmsnivån hög. Flytområdet för potentialgradienten (EW) för mellansluttningen, upp- och nedlutningen visas i figur 3. När det gäller det flytande området finns det måttliga strövströmmar i öst-västlig och nord-sydlig riktning som påverkar riktningen mellan ström och kors- och strömriktningen av strö. av metallnät på mellansluttningen och nedförslutet, speciellt på mittsluttningen.
Generellt indikerar jordredoxpotential (Eh) över 400 mV oxidationsförmågan, över 0-200 mV är medel reducerande förmåga, och under 0 mV är stor reducerande förmåga. Ju lägre jordredoxpotential, desto större korrosionsförmåga hos jordmikroorganismer till metaller44.Det är möjligt att förutsäga redoxpotentialen från så att redoxpotentialen finns. av de tre sluttningarna var större än 500 mv, och korrosionsnivån var mycket liten. Det visar att markventilationstillståndet i sluttningsmark är bra, vilket inte bidrar till korrosion av anaeroba mikroorganismer i marken.
Tidigare studier har funnit att inverkan av markens pH på markerosion är uppenbar. Med fluktuationer av pH-värdet påverkas korrosionshastigheten för metallmaterial avsevärt. Markens pH är nära relaterat till området och mikroorganismerna i marken45,46,47.Allmänt sett är effekten av markens pH på korrosionen av alkaliska metallvägsmaterial inte uppenbara i alla tre alkaliska metallvägssluttningar. så effekten av pH på korrosionen av metallnätet är svag.
Som framgår av tabell 3 visar korrelationsanalysen att redoxpotentialen och lutningspositionen är signifikant positivt korrelerade (R2 = 0,858), korrosionspotentialen och potentialgradienten (SN) är signifikant positivt korrelerade (R2 = 0,755), och redoxpotentialen och potentialgradienten (SN) är signifikant positivt korrelerade (R52 = 0.755).Det fanns en signifikant negativ korrelation mellan potential och pH (R2 = -0,724). Lutningspositionen var signifikant positivt korrelerad med redoxpotentialen. Detta visar att det finns skillnader i mikromiljön för olika sluttningspositioner, och markmikroorganismer är nära besläktade med redoxpotential48, 49, 50. Redoxpotentialen var signifikant negativt korrelerad med pH5, 2 och pH5 1 korrelerade inte signifikant med pH5, 2. förändras alltid synkront under jordredoxprocessen, men hade ett negativt linjärt samband. Metallkorrosionspotential kan representera den relativa förmågan att vinna och förlora elektroner. Även om korrosionspotentialen var signifikant positivt korrelerad med potentialgradienten (SN), kan potentialgradienten orsakas av metallens lätta förlust av elektroner.
Jordens totala lösliga salthalt är nära relaterad till markens korrosivitet. Generellt sett gäller att ju högre jordens salthalt, desto lägre är jordens resistivitet, vilket ökar jordens motståndskraft. I jordelektrolyter är inte bara anjonerna och varierande intervall, utan även korrosionsinfluenserna huvudsakligen karbonater, klorider och sulfater, som påverkar indirekt innehållet i andra korrosionsulor. såsom effekten av elektrodpotential i metaller och markens syrelöslighet53.
De flesta av de lösliga saltdissocierade jonerna i mark deltar inte direkt i elektrokemiska reaktioner, utan påverkar metallkorrosion genom markresistivitet. Ju högre marksalthalt, desto starkare är markens konduktivitet och desto starkare är jorderosionen. Jordens salthalt i naturliga sluttningar är betydligt högre än i järnvägssluttningar, vilket kan bero på naturliga sluttningar, vilket kan bero på naturliga sluttningar i växtligheten. och vattenvård.En annan orsak kan vara att den naturliga sluttningen har upplevt mogen jordbildning (jordens modermaterial bildat av bergvittring), men järnvägssluttningens jord är sammansatt av krossade stenfragment som matrisen för "konstgjord jord", och har inte genomgått en tillräcklig jordbildningsprocess.Mineraler som inte frigörs.Dessutom steg saltjonerna i den djupa jorden av naturliga sluttningar genom kapillärverkan under ytavdunstning och ackumulerades i ytjorden, vilket resulterade i en ökning av halten av saltjoner i ytjorden. Järnvägssluttningens jordtjocklek är mindre än 20 cm, vilket resulterar i oförmågan hos saltet från deepjorden att komplettera saltytan.
Positiva joner (som K+, Na+, Ca2+, Mg2+, Al3+, etc.) har liten effekt på jordkorrosion, medan anjoner spelar en betydande roll i den elektrokemiska processen för korrosion och har en betydande inverkan på metallkorrosion. Cl− kan påskynda korrosionen av anoden och är den mest korrosiva anjonen;ju högre Cl−-halt, desto starkare är jordkorrosionen. SO42− främjar inte bara korrosion av stål, utan orsakar också korrosion i vissa betongmaterial54.Frätar även järn.I en serie surjordsexperiment visade sig korrosionshastigheten vara proportionell mot markens surhet55.Klorid och sulfat är de huvudsakliga komponenterna i lösligheten, som direkt har påvisat korrosionssaltet som kan accelerera metallen. rosion viktminskning av kolstål i alkaliska jordar är nästan proportionell mot tillsatsen av klorid- och sulfatjoner56,57.Lee et al.fann att SO42- kan hindra korrosion, men främja utvecklingen av korrosionsgropar som redan har bildats58.
Enligt standarden för utvärdering av markens korrosivitet och testresultaten var kloridjoninnehållet i varje sluttningsjordprov över 100 mg/kg, vilket tyder på stark markfrätning. Sulfatjonhalten i både uppförs- och nedförsbackarna var över 200 mg/kg och under 500 mg/kg, och halten av korrosivitet var måttlig än sulfathalten i mitten 0m. g/kg, och jordkorrosionen är svag.När jordmediet innehåller en hög koncentration kommer det att delta i reaktionen och producera korrosionsskala på metallelektrodens yta, och därigenom sakta ner korrosionsreaktionen. När koncentrationen ökar kan skalan plötsligt bryta sönder, vilket kraftigt accelererar korrosionshastigheten;när koncentrationen fortsätter att öka täcker korrosionsskalan metallelektrodens yta och korrosionshastigheten visar en avtagande trend igen59. Studien fann att mängden i jorden var lägre och därför hade liten effekt på korrosion.
Enligt tabell 4 visade korrelationen mellan lutning och jordanjoner att det fanns en signifikant positiv korrelation mellan lutning och kloridjoner (R2=0,836), och en signifikant positiv korrelation mellan lutning och totala lösliga salter (R2=0,742).
Detta tyder på att ytavrinning och jorderosion kan vara ansvariga för förändringarna i totala lösliga salter i marken. Det fanns en signifikant positiv korrelation mellan totala lösliga salter och kloridjoner, vilket kan bero på att totala lösliga salter är poolen av kloridjoner, och innehållet av totala lösliga salter bestämmer halten av kloridlösningar i så, att vi kan förorsaka skillnaden i kloridlösningar. av metallnätdelen.
Organiskt material, totalt kväve, tillgängligt kväve, tillgänglig fosfor och tillgängligt kalium är markens basnäring, vilket påverkar markkvaliteten och rotsystemets absorption av näringsämnen. Jordnäringsämnen är en viktig faktor som påverkar mikroorganismerna i marken, så det är värt att studera om det finns en fullständig korrelation mellan jordnäring och jordnäring2. 003, vilket innebär att den konstgjorda jorden endast har upplevt 9 års ackumulering av organiskt material. På grund av konstgjord marks särdrag är det nödvändigt att ha en god förståelse för näringsämnena i konstgjord mark.
Forskningen visar att innehållet av organiskt material är högst i den naturliga sluttningsjorden efter hela markbildningsprocessen. Innehållet av organiskt material i lågsluttningen var lägst. På grund av inverkan av väderpåverkan och ytavrinning kommer marknäring att ansamlas i mittsluttningen och nedför sluttningen, vilket bildar ett tjockt lager av humus till den lilla partikeln av humus, men så lätt är den låga partikeln och halten av ämnen så lätt. sönderdelas av mikroorganismer. Undersökningen visade att vegetationstäckningen och mångfalden i mellansluttningen och nedförslutet var hög, men homogeniteten var låg, vilket kan leda till ojämn fördelning av ytnäringsämnen. Ett tjockt lager av humus håller vatten och markorganismer är aktiva. Allt detta påskyndar nedbrytningen av organiskt material i marken.
Halten av alkalihydrolyserat kväve i järnvägarna i upp-, mellansluttningen och nedförsbackarna var högre än i den naturliga sluttningen, vilket tyder på att mineraliseringshastigheten för organiskt kväve i järnvägssluttningen var betydligt högre än i den naturliga sluttningen. Ju mindre partiklar desto mer instabila är markstrukturen, desto lättare är det att bryta ner markstrukturen, desto lättare är det att bryta ner mikroorganismerna i aggregaten, desto lättare är det att bryta ned för mikroorganismerna. av mineraliserat organiskt kväve60,61. I överensstämmelse med resultaten från 62 studien var halten av små partikelaggregat i marken i järnvägssluttningar betydligt högre än i naturliga sluttningar. Därför måste lämpliga åtgärder vidtas för att öka halten av gödningsmedel, organiskt material och kväve i jorden i järnvägssluttningen för att förbättra den tillgängliga och hållbara lutningen av järnvägssluttningen. um orsakat av ytavrinning stod för 77,27 % till 99,79 % av den totala förlusten av järnvägssluttningen. Ytavrinning kan vara den främsta drivkraften för tillgänglig näringsförlust i sluttningsjordar63,64,65.
Som framgår av tabell 4 fanns en signifikant positiv korrelation mellan sluttningsposition och tillgänglig fosfor (R2=0,948), och korrelationen mellan sluttningsposition och tillgängligt kalium var densamma (R2=0,898). Den visar att sluttningspositionen påverkar innehållet av tillgänglig fosfor och tillgängligt kalium i marken.
Gradient är en viktig faktor som påverkar halten av organiskt material i marken och anrikningen av kväve66, och ju mindre gradienten är, desto högre anrikningshastighet. För marknäringsberikning försvagades näringsförlusten, och effekten av sluttningens läge på halten av organiskt material i marken och total kväveanrikning var inte uppenbar. Olika växtorgansorter av syror och antal utsöndrade växter har olika syrliga växter. är fördelaktiga för fixering av tillgänglig fosfor och tillgängligt kalium i jorden. Därför fanns det en signifikant korrelation mellan sluttningsposition och tillgänglig fosfor, och sluttningsposition och tillgängligt kalium.
För att klargöra sambandet mellan marknäringsämnen och markkorrosion är det nödvändigt att analysera korrelationen.Som visas i tabell 5 var redoxpotentialen signifikant negativt korrelerad med tillgängligt kväve (R2 = -0,845) och signifikant positivt korrelerat med tillgänglig fosfor (R2 = 0,842) av redox-potentialen (R80-potentialen av redox-potentialen) och redox-kvaliteten (R80). som vanligtvis påverkas av vissa fysiska och kemiska egenskaper hos marken, och sedan påverkar en rad egenskaper hos marken.Därför är det en viktig faktor för att bestämma riktningen för markens näringsomvandling67. Olika redoxkvaliteter kan resultera i olika tillstånd och tillgänglighet av näringsfaktorer.Därför har redoxpotentialen tillgängligt en betydande tillgänglig växtnäringskorus, med tillgänglig potentialkväveskorus.
Utöver metallegenskaper är korrosionspotentialen också relaterad till markegenskaper.Korrosionspotentialen var signifikant negativt korrelerad med organiskt material, vilket indikerar att organiskt material hade en signifikant effekt på korrosionspotentialen. Dessutom var organiskt material också signifikant negativt korrelerat med potentialgradient (SN) (R2=-0,713) och sulfatjon som även påverkade den potentiella halten av organiskt material (R2=0, SN71-0). sulfatjon.. Det fanns en signifikant negativ korrelation mellan jordens pH och tillgängligt kalium (R2 = -0,728).
Tillgängligt kväve var signifikant negativt korrelerat med totala lösliga salter och kloridjoner, och tillgänglig fosfor och tillgängligt kalium var signifikant positivt korrelerad med totala lösliga salter och kloridjoner. Detta indikerade att tillgängligt näringsinnehåll signifikant påverkade mängden totala lösliga salter och kloridjoner i marken, och inte en ackumulering av nutrien till marken, och inte en ackumulering av nutrien. talkväve var signifikant negativt korrelerad med sulfatjon och signifikant positivt korrelerad med bikarbonat, vilket indikerar att totalt kväve hade en effekt på halten av sulfat och bikarbonat. Växter har liten efterfrågan på sulfatjoner och bikarbonatjoner, så de flesta av dem är fria i jorden eller absorberas av markens kolloider och gynnar ackumuleringen av sulfater och sulfater. av kväve i jorden. Därför är en lämplig ökning av innehållet av tillgängligt kväve och humus i jorden fördelaktigt för att minska markens korrosivitet.
Jord är ett system med komplex sammansättning och egenskaper.Markens korrosivitet är resultatet av den synergistiska verkan av många faktorer.Därför används i allmänhet en omfattande utvärderingsmetod för att utvärdera markens korrosivitet. Med hänvisning till "Code for Geotechnical Engineering Investigation" (GB50021-94) och testmetoderna för China Soil Corrosion Test Network, kan jordkorrosionsgraden utvärderas heltäckande om korrosionsgraden endast är utvärderad enligt följande standard: (1) vi korrosion , det finns ingen måttlig korrosion eller stark korrosion;(2) om det inte finns någon stark korrosion, bedöms det som måttlig korrosion;(3) om det finns en eller två platser med stark korrosion, bedöms det som stark korrosion;(4) om det finns 3 eller fler platser med stark korrosion, bedöms det som stark korrosion för allvarlig korrosion.
Enligt markresistivitet, redoxpotential, vattenhalt, salthalt, pH-värde samt Cl- och SO42-halt utvärderades korrosionsgraderna i jordprover vid olika sluttningar. Forskningsresultaten visar att jorden på alla sluttningar är mycket korrosiva.
Korrosionspotentialen är en viktig faktor som påverkar korrosionen av sluttningsskyddsnätet. Korrosionspotentialen för de tre sluttningarna är alla lägre än -200 mv, vilket har störst inverkan på korrosionen av metallnätet i uppförsbacke. Potentialgradient kan användas för att bedöma storleken på ströström i marken. Straxström är en viktig faktor som påverkar metallsluttningen i mellansluttningar och uppförsbackar i uppförsbackar. salthalten i jordarna i de övre, mellersta och nedre sluttningarna var alla över 500 mg/kg, och korrosionseffekten på sluttningsskyddsnätet var måttlig. Markvatteninnehållet är en viktig faktor som påverkar korrosionen av metallnät i mellansluttningen och nedförslutet, och har en större inverkan på korrosionen av sluttningsskyddsnäten som det finns vanligast förekommande, förekommande mikrofiber. aktiviteter och snabb växttillväxt.
Forskningen visar att korrosionspotential, potentiell gradient, totalt lösligt saltinnehåll och vatteninnehåll är de huvudsakliga faktorerna som påverkar markkorrosionen på de tre sluttningarna, och markens korrosivitet bedöms som stark.Korrosionen av sluttningsskyddsnätverket är den allvarligaste vid mittsluttningen, vilket ger en referens för korrosionsskyddsdesignen av det tillgängliga järnvägssluttningsnätet och organiskt. rosion, underlätta växttillväxt, och slutligen stabilisera lutningen.
Hur man citerar den här artikeln: Chen, J. et al. Effekter av jordsammansättning och elektrokemi på korrosion av bergsluttningsnätverk längs en kinesisk järnvägslinje.vetenskap.Rep.5, 14939;doi: 10.1038/srep14939 (2015).
Lin, YL & Yang, GL Dynamiska egenskaper hos järnvägsundergrundssluttningar under jordbävningsexcitation.naturkatastrof.69, 219–235 (2013).
Sui Wang, J. et al. Analys av typiska jordbävningsskador på motorvägar i det jordbävningsdrabbade området Wenchuan i Sichuan-provinsen[J].Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering.28, 1250–1260 (2009).
Weilin, Z., Zhenyu, L. & Jinsong, J. Seismisk skadeanalys och motåtgärder av motorvägsbroar i Wenchuan jordbävning.Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering.28, 1377–1387 (2009).
Lin, CW, Liu, SH, Lee, SY & Liu, CC Effekten av jordbävningen i Chichi på jordskred som orsakas av efterföljande nederbörd i centrala Taiwan.Engineering Geology.86, 87–101 (2006).
Koi, T. et al. Långtidseffekter av jordbävningsinducerade jordskred på sedimentproduktion i en bergsvattendelare: Tanzawa-regionen, Japan.geomorphology.101, 692–702 (2008).
Hongshuai, L., Jingshan, B. & Dedong, L. En genomgång av forskning om seismisk stabilitetsanalys av geotekniska sluttningar.Earthquake Engineering and Engineering Vibration.25, 164–171 (2005).
Yue Ping, Forskning om geologiska faror orsakade av jordbävningen i Wenchuan i Sichuan.Journal of Engineering Geology 4, 7–12 (2008).
Ali, F. Sluttningsskydd med vegetation: rotmekanik hos vissa tropiska växter.International Journal of Physical Sciences.5, 496–506 (2010).
Takyu, M., Aiba, SI & Kitayama, K. Topografiska effekter på tropiska lågmontana skogar under olika geologiska förhållanden i Mount Kinabalu, Borneo. Plant Ecology.159, 35–49 (2002).
Stokes, A. et al. Idealiska växtrotegenskaper för att skydda naturliga och tekniska sluttningar från jordskred.Plants and Soils, 324, 1-30 (2009).
De Baets, S., Poesen, J., Gyssels, G. & Knapen, A. Effekter av gräsrötter på matjordens eroderbarhet vid koncentrerat flöde.Geomorphology 76, 54–67 (2006).