Nature.com saytiga tashrif buyurganingiz uchun tashakkur. Siz foydalanayotgan brauzer versiyasi CSS-ni cheklangan darajada qo‘llab-quvvatlaydi. Eng yaxshi tajriba uchun yangilangan brauzerdan foydalanishni tavsiya qilamiz (yoki Internet Explorer-da moslik rejimini o‘chirib qo‘ying). Ayni paytda qo‘llab-quvvatlashning davom etishini ta’minlash uchun biz saytni uslublar va JavaScript-larsiz ko‘rsatamiz.
Tadqiqot ob'ekti sifatida Suy-Chongqing temir yo'li nishabini olish, tuproq qarshiligi, tuproq elektrokimyosi (korroziya potentsiali, oksidlanish-qaytarilish potentsiali, potensial gradient va pH), tuproq anionlari (umumiy eruvchan tuzlar, Cl-, SO42- va) va tuproqning oziqlanishi. kaliy) Turli yonbag'irlarda korroziya darajasi sun'iy tuproqning individual ko'rsatkichlari va kompleks ko'rsatkichlari bo'yicha baholanadi. Boshqa omillar bilan solishtirganda, suv nishab himoya tarmog'ining korroziyasiga eng katta ta'sir ko'rsatadi, undan keyin anion tarkibi. Tuproq namunalarining korozyon darajasi har tomonlama baholandi va yuqori qiyaliklarda korroziya o'rtacha, o'rta va pastki yon bag'irlarida korroziya kuchli edi. Tuproqdagi organik moddalar potentsial gradient bilan sezilarli darajada bog'liq edi. Mavjud azot, mavjud kaliy va mavjud fosfor nutriiltritsiyalarning bilvosita tarqalishi bilan sezilarli darajada bog'liq edi. .
Temir yo'llar, avtomagistrallar va suvni muhofaza qilish inshootlarini qurishda ko'pincha tog'larning ochilishidan qochib bo'lmaydi. Janubi-g'arbiy tog'lar tufayli Xitoyning temir yo'l qurilishi tog'ni ko'p qazishni talab qiladi. Bu asl tuproq va o'simliklarni yo'q qiladi, ochiq qoyali yonbag'irlarni yaratadi. Bu holat ko'chkilarga olib keladi va temir yo'l harakati xavfsizligini yomonlashtiradi. , ayniqsa, 2008-yil 12-maydagi Venchuan zilzilasidan keyin. Koʻchkilar keng tarqalgan va jiddiy zilzila falokatiga aylandi1.2008-yilda Sichuan provinsiyasida 4243 kilometrlik asosiy magistral yo‘llarni baholashda yo‘l to‘shaklari va nishab devorlarida 1736 ta kuchli zilzila falokati sodir bo‘lgan, bu umumiy baholash uzunligining 39,76% ni tashkil qilgan. xavf-xatarlar kamida 10 yil (Tayvan zilzilasi) va hatto 40-50 yilgacha davom etishi mumkin (Yaponiyadagi Kanto zilzilasi)4,5.Gradient zilzila xavfiga ta'sir qiluvchi asosiy omildir6,7.Shuning uchun yo'l nishabini saqlab turish va uning barqarorligini mustahkamlash zarur. Togʻ yonbagʻirlarida organik moddalar, azot, fosfor va kaliy kabi ozuqaviy omillar toʻplanmagan va oʻsimliklarning oʻsishi uchun zarur boʻlgan tuproq muhiti mavjud emas. Nishabning kattaligi va yomgʻir eroziyasi kabi omillar taʼsirida qiyalik tuproq osonlik bilan yoʻqoladi. Nishab muhiti qattiq, qiyaliklarning oʻsishi uchun asosning barqarorligi va zarur shart-sharoit yetishmaydi. Nishabni himoya qilish uchun tuproq - bu mening mamlakatimda keng qo'llaniladigan qiyalik ekologik tiklash texnologiyasi. Püskürtme uchun ishlatiladigan sun'iy tuproq ezilgan tosh, qishloq xo'jaligi tuproqlari, somon, aralash o'g'it, suv saqlovchi vosita va yopishtiruvchi moddalardan iborat (keng tarqalgan bo'lib ishlatiladigan yopishtiruvchi moddalar orasida portlend tsement, organik elim va asfaltga birinchi texnik ishlov berish simlari kiradi). tosh, keyin tikanli simni perchin va ankraj murvatlari bilan mahkamlang va nihoyat maxsus purkagich bilan yonbag'irga urug'i bo'lgan sun'iy tuproqni seping.To'liq galvanizlangan 14 # olmos shaklidagi metall to'r asosan ishlatiladi, to'r standarti 5 sm × 5 sm va diametri 2 mm bo'lgan tog 'tosh yuzasida monoxroketli metall qattiq mesh hosil qilish imkonini beradi. .Metal to'r tuproqda korroziyaga uchraydi, chunki tuproqning o'zi elektrolit bo'lib, korroziya darajasi tuproqning xususiyatlariga bog'liq. Tuproqning korroziya omillarini baholash tuproqdan kelib chiqadigan metall to'r eroziyasini baholash va ko'chki xavfini bartaraf etish uchun katta ahamiyatga ega.
O'simlik ildizlari qiyaliklarni barqarorlashtirish va eroziyaga qarshi kurashda hal qiluvchi rol o'ynaydi, deb ishoniladi10,11,12,13,14. Nishablarni sayoz ko'chkilarga qarshi barqarorlashtirish uchun o'simliklardan foydalanish mumkin, chunki o'simlik ildizlari ko'chkilarning oldini olish uchun tuproqni mahkamlashi mumkin15,16,17. Yog'ochli o'simliklar, ayniqsa, daraxtlar, lateral burilishlar va lateral tuzilmalar tomonidan himoyalangan. Tuproqda mustahkamlovchi qoziqlar vazifasini bajaradigan oʻsimliklar tizimlari.Ildiz arxitekturasining rivojlanishi genlar tomonidan boshqariladi va bu jarayonlarda tuproq muhiti hal qiluvchi rol oʻynaydi.Metallarning korroziyasi tuproq muhitiga qarab oʻzgaradi20.Tuproqdagi metallarning korroziya darajasi juda tez erishdan tortib, ahamiyatsiz taʼsirga qadar oʻzgarishi mumkin. oʻn millionlab yillar davomida tashqi muhit va turli organizmlar oʻrtasida22,23,24.Yogʻochli oʻsimliklar barqaror ildiz tizimi va ekotizim hosil qilgunga qadar, togʻ jinslari yonbagʻirlari va sunʼiy tuproq bilan qoʻshilgan metall toʻrning xavfsiz faoliyat koʻrsatishi tabiiy iqtisodiyotning rivojlanishi, hayot xavfsizligi va ekologiya muhitining yaxshilanishi bilan bevosita bogʻliq.
Biroq, metallarning korroziyasi katta yo'qotishlarga olib kelishi mumkin. 1980-yillarning boshida Xitoyda kimyo mashinasozligi va boshqa sanoat tarmoqlarida o'tkazilgan so'rov natijalariga ko'ra, metall korroziyasidan kelib chiqqan yo'qotishlar umumiy ishlab chiqarish qiymatining 4% ni tashkil etdi.Shuning uchun korroziya mexanizmini o'rganish va himoya qilish choralarini ko'rish katta ahamiyatga ega. metabolitlar materiallarni korroziyaga olib kelishi mumkin va adashgan oqimlar ham korroziyaga olib kelishi mumkin.Shuning uchun tuproqqa ko'milgan metallarning korroziyasini oldini olish muhim ahamiyatga ega.Hozirgi vaqtda ko'milgan metall korroziyasi bo'yicha tadqiqotlar asosan (1) ko'milgan metall korroziyasiga ta'sir qiluvchi omillarga qaratilgan25;(2) metallni himoya qilish usullari26,27;(3) metall korroziya darajasini baholash usullari28;Turli muhitlarda korroziya. Biroq, tadqiqotda barcha tuproqlar tabiiy bo'lib, etarli darajada tuproq hosil bo'lish jarayonlaridan o'tgan. Biroq, temir yo'l tog' yonbag'irlarining sun'iy tuproq eroziyasi haqida hech qanday ma'lumot yo'q.
Boshqa korroziy muhitlar bilan solishtirganda, sun'iy tuproq likvidlik, turg'unlik, mavsumiylik va mintaqaviylik xususiyatlariga ega. Sun'iy tuproqlarda metall korroziyasi metallar va sun'iy tuproqlar o'rtasidagi elektrokimyoviy o'zaro ta'sirlar natijasida yuzaga keladi. Tug'ma omillardan tashqari, metall korroziyasining tezligi atrof-muhitning xilma-xilligi, korroziyaning individual ta'siriga bog'liq. ygen miqdori, umumiy eruvchan tuz miqdori, anion va metall ionlari miqdori, pH, tuproq mikroblari30,31,32.
30 yillik amaliyotda toshli yonbag'irlarda sun'iy tuproqlarni qanday qilib doimiy ravishda saqlab qolish masalasi muammo bo'lib kelmoqda33.Tuproq eroziyasi tufayli 10 yil qo'lda parvarish qilinganidan keyin ba'zi yon bag'irlarda butalar yoki daraxtlar o'sib chiqa olmaydi.Metal to'r yuzasidagi axloqsizlik ba'zi joylarda yuvilib ketgan.Korozyon tufayli ba'zilari metall to'rlarni yo'qotib qo'ygan va yuqorida hamma narsa yo'qolgan. Temir yo‘l qiyaligi korroziyasi asosan temir yo‘l podstansiyasining yerga ulash tarmog‘ining korroziyasiga, yengil relsli yo‘l tomonidan hosil bo‘ladigan adashgan tok korroziyasiga, temir yo‘l ko‘priklari korroziyasiga34,35, yo‘llar va boshqa avtomobil jihozlarining korroziyasiga qaratilgan. Suiyu temir yo'lining qiyaligi, tuproq xususiyatlarini baholash orqali metall korroziyasini bashorat qilish va tuproq ekotizimini tiklash va sun'iy tiklash uchun nazariy va amaliy asoslarni ta'minlash. Nishab sun'iy.
Sinov maydoni Sichuanning tepalikli hududida (30°32'sh., 105°32'E) Suining temir yo'l stansiyasi yaqinida joylashgan. Hudud Sichuan havzasining o'rtasida, past tog'lar va adirlar, oddiy geologik tuzilish va tekis erlar bilan joylashgan. binafsha qum va loytosh.Yaxlitligi yomon, qoyasi blokli strukturadir.Oʻrganilayotgan hududda subtropik nam musson iqlimi, mavsumiy xarakterga ega boʻlib, erta bahor, issiq yoz, qisqa kuz va kech qish. Yogʻingarchilik koʻp, yorugʻlik va issiqlik resurslari koʻp, sovuqsiz davr uzoq (oʻrtacha yillik oʻrtacha harorat 285 °C, eng issiq harorat 14). oy (avgust) 27,2°C, ekstremal maksimal harorat 39,3°C.Eng sovuq oy yanvar (oʻrtacha harorat 6,5°C), ekstremal minimal harorat -3,8°C, yillik oʻrtacha yogʻingarchilik 920 mm, asosan iyul va avgust oylarida toʻplangan.Yogʻir bahor, yoz, a’lo darajada.Yilning har bir faslidagi yogʻingarchilik ulushi mos ravishda 19-21%, 51-54%, 22-24% va 4-5% ni tashkil qiladi.
Tadqiqot maydoni 2003-yilda qurilgan Yu-Sui temir yoʻlining yon bagʻiridagi taxminan 45° nishabdir. 2012-yil aprel oyida u Suining temir yoʻl vokzalidan 1 km masofada janubga qaragan.Nazorat sifatida tabiiy qiyalikdan foydalanilgan. Nishabning ekologik qayta tiklanishida ekologik tiklash uchun tuproqni purkash texnologiyasidan foydalanilgan. Temir yo‘l yonbag‘irining balandligiga ko‘ra, qiyalik yuqoriga, o‘rta qiyalik va pastlikka bo‘linishi mumkin (2-rasm). Tuproqdagi metall to'rning korroziya mahsulotlaridan foydalanish uchun biz faqat zanglamas po'latdan yasalgan belkurakdan foydalanib, tuproq yuzasini 0-8 sm gacha olamiz. Har bir nishab holati uchun to'rtta takrorlash o'rnatildi, har bir replikatsiyada 15-20 ta tasodifiy namuna olish punkti. Har bir replikatsiya S-shaklidagi chiziqdan tasodifiy aniqlangan 15-20 ta aralashmasidan iborat. qayta ishlash uchun polietilen fermuarli qoplar.Tuproq tabiiy ravishda havoda quritiladi, shag'al va hayvon va o'simlik qoldiqlari tanlanadi, agat tayoq bilan maydalanadi va qo'pol zarrachalardan tashqari 20 mesh, 100 ko'zli neylon elak bilan elakdan o'tkaziladi.
Tuproqning qarshiligi Shengli Instrument Company tomonidan ishlab chiqarilgan VICTOR4106 topraklama qarshiligini tekshirgich bilan o'lchandi;tuproqning qarshiligi dalada o'lchandi;tuproq namligi quritish usuli bilan o'lchandi. DMP-2 portativ raqamli mv/pH asbobi tuproq korroziya potentsialini o'lchash uchun yuqori kirish empedansiga ega. Potensial gradient va redoks potentsiali DMP-2 portativ raqamli mv/pH bilan aniqlandi, tuproqdagi umumiy eruvchan tuz qoldiq quritish usuli bilan aniqlandi, shuning uchun NO3 miqdori titrlash usuli bilan aniqlandi), sulfat miqdori bilvosita EDTA Titrlash usuli bilan aniqlandi, tuproq karbonat va bikarbonatni aniqlash uchun ikki marta indikator titrlash usuli, tuproq organik moddalarini aniqlash uchun kaliy dixromat oksidlanishini isitish usuli, ishqoriy eritmaning diffuziya usuli tuproqning gidrolizlanishini aniqlash uchun azot, H2SO4-HClO4 hazm qilishning umumiy miqdori va so-phosphorosphor. tuproqdagi Olsen usuli (ekstragent sifatida 0,05 mol/L NaHCO3 eritmasi) bilan, tuproqdagi umumiy kaliy miqdori esa natriy gidroksid termoyadroviy-olovli fotometriya yordamida aniqlangan.
Eksperimental ma'lumotlar dastlab tizimlashtirildi.SPSS Statistics 20 o'rtacha, standart og'ish, bir tomonlama ANOVA va inson korrelyatsiyasini tahlil qilish uchun ishlatilgan.
1-jadvalda turli qiyaliklarga ega boʻlgan tuproqlarning elektromexanik xossalari, anionlari va ozuqa moddalari keltirilgan. Turli qiyaliklarning korroziya potentsiali, tuproq qarshiligi va sharq-gʻarbiy potentsial gradienti hammasi muhim edi (P<0.05). Pastga, oʻrta qiyalik va tabiiy qiyalikning oksidlanish-qaytarilish potentsiallari sezilarli edi (P<0.05, shimolga gradient potentsial, shimoliy gradient potentsiali). ient, tepaga>pastga>o'rta qiyalikdir.Tuproqning pH qiymati pastga moyillik>tepalik>o'rta qiyalik>tabiiy qiyalik tartibida edi. Jami eruvchan tuz, tabiiy nishab temir yo'l qiyalikdan sezilarli darajada yuqori edi (P < 0,05). Uchinchi darajali eruvchan tuzning umumiy miqdori va temir yo'lning umumiy eruvchan tuzi 0,0 kg dan yuqori bo'ladi. metall korroziyasi.Tuproqdagi organik moddalar miqdori tabiiy qiyalikda eng yuqori, eng pasti esa pastga tushuvchi qiyalikda (P<0,05) bo'lgan.mavjud azot miqdori past va o'rta qiyalikda eng yuqori, tabiiy qiyalikda esa eng past bo'lgan;temir yoʻlning yuqori va past qiyaligidagi umumiy azot miqdori pastroq boʻlgan, ammo mavjud azot miqdori yuqoriroq boʻlgan.Bu koʻtarilish va pastda organik azot minerallashuvi tezligi tez ekanligini koʻrsatadi.Mavjud kaliy miqdori mavjud fosfor bilan bir xil.
Tuproqning qarshiligi elektr o'tkazuvchanligini ko'rsatadigan ko'rsatkich va tuproq korroziyasini baholash uchun asosiy parametrdir. Tuproq qarshiligiga ta'sir qiluvchi omillarga namlik, umumiy eruvchan tuz miqdori, pH, tuproq teksturasi, harorat, organik moddalar miqdori, tuproq harorati va sızdırmazlık kiradi. rosivlik turli mamlakatlarda keng qo'llaniladigan usuldir. 1-jadvalda har bir indeks uchun korrozivlik darajasini baholash mezonlari ko'rsatilgan37,38.
Mening mamlakatimdagi sinov natijalari va standartlarga ko'ra (1-jadval), agar tuproqning korroziyaliligi faqat tuproq qarshiligi bilan baholansa, tepalik yonbag'iridagi tuproq juda korrozivdir;qiyalikdagi tuproq o'rtacha darajada korroziv;o'rta qiyalik va tabiiy qiyalikdagi tuproqning korrozivligi nisbatan past darajada zaifdir.
Tepalik yonbag'irining tuproq qarshiligi qiyalikning boshqa qismlariga qaraganda sezilarli darajada past bo'lib, bu yomg'ir eroziyasi natijasida yuzaga kelishi mumkin. Nishabdagi tuproqning yuqori qatlami suv bilan o'rta nishabga oqib o'tadi, shuning uchun tepalikdagi metall qiyalik himoya tarmog'i tuproqning yuqori qatlamiga yaqin bo'ladi. Metall to'rlarning ba'zilari ochiq va hatto havoda o'lchangan edi1;qoziqlar orasidagi masofa 3 m;qoziq qoziq chuqurligi 15 sm dan past bo'lgan. Yalang'och metall to'r va po'stloq zang o'lchov natijalariga xalaqit berishi mumkin.Shuning uchun tuproq korroziyasini faqat tuproq qarshiligi ko'rsatkichi bo'yicha baholash ishonchsizdir.Korozyonni kompleks baholashda tepalikning tuproq qarshiligi hisobga olinmaydi.
Yuqori nisbiy namlik tufayli, Sichuan hududidagi ko'p yillik nam havo havoga ta'sir qilgan metall to'r tuproqqa ko'milgan metall to'rdan ko'ra jiddiyroq korroziyaga olib keladi39. Havoga sim to'rning ta'siri xizmat muddatini qisqartirishi mumkin, bu esa tepalikdagi tuproqlarni beqarorlashtirishi mumkin. Tuproqning yo'qolishi o'simliklarning o'sishini qiyinlashtirishi mumkin, ayniqsa, o'simliklarning o'sishini qiyinlashtirishi mumkin, o'simlikning ildizi. Shu bilan birga, o'simliklarning o'sishi tuproq sifatini yaxshilashi va tuproqdagi chirindi miqdorini oshirishi mumkin, bu nafaqat suvni ushlab turishi, balki hayvonlar va o'simliklarning o'sishi va ko'payishi uchun yaxshi muhitni ta'minlaydi, shu bilan tuproq yo'qotilishini kamaytiradi. tepalikdagi tuproqning yomg'ir suvi bilan eroziyasi.
Korroziya potentsiali uch darajali nishabda qiyalik himoya tarmog'ining korroziyasiga ta'sir qiluvchi muhim omil bo'lib, tepalikka eng ko'p ta'sir qiladi (2-jadval). Oddiy sharoitlarda ma'lum bir muhitda korroziya potentsiali unchalik o'zgarmaydi. Adashgan oqimlar sezilarli o'zgarishga olib kelishi mumkin. jamoat transporti tizimi.Transport tizimining rivojlanishi bilan mening mamlakatim temir yo'l transporti tizimi keng ko'lamli elektrlashtirishga erishildi va elektrlashtirilgan temir yo'llardan to'g'ridan-to'g'ri oqimning oqib chiqishi natijasida ko'milgan metallarning korroziyasini e'tiborsiz qoldirib bo'lmaydi. Hozirgi vaqtda tuproqning potentsial gradienti tuproqning adashgan oqimini o'z ichiga oladi yoki yo'qligini aniqlash uchun ishlatilishi mumkin. adashgan oqim past;potentsial gradient 0,5 mv / m dan 5,0 mv / m oralig'ida bo'lsa, adashgan oqim o'rtacha;potentsial gradient 5,0 mv/m dan katta bo'lsa, adashgan oqim darajasi yuqori bo'ladi. O'rta qiyalik, yuqoriga va pastga nishabning potentsial gradientining (EW) suzuvchi diapazoni 3-rasmda ko'rsatilgan. Suzuvchi diapazon nuqtai nazaridan, sharqiy-g'arbiy va shimoliy-janubiy oqimning o'rta ta'sirida mo''tadil adashgan oqimlar mavjud. o'rta qiyalikda va pastda, ayniqsa o'rta qiyalikda metall to'rlarning korroziyasi.
Umuman olganda, tuproqning oksidlanish-qaytarilish potentsiali (Eh) 400 mV dan yuqori bo'lganida oksidlanish qobiliyati, 0-200 mV dan yuqori bo'lsa, o'rtacha qaytaruvchi, 0 mV dan past bo'lsa, katta qaytaruvchi qobiliyat bor. Tuproqning oksidlanish-qaytarilish potentsiali qanchalik past bo'lsa, tuproq mikroorganizmlarining metallarga korroziyaga chidamliligi shunchalik yuqori bo'ladi44. uch qiyalikning tuproq oksidlanish-qaytarilish potentsiali 500 mv dan ortiq, korroziya darajasi esa juda kichik edi. Bu qiyalik erlarining tuproq ventilyatsiya holati yaxshi ekanligini ko'rsatadi, bu esa tuproqdagi anaerob mikroorganizmlarning korroziyasiga yordam bermaydi.
Oldingi tadqiqotlarda tuproq pH ning tuproq eroziyasiga ta'siri aniq ekanligi aniqlangan. PH qiymatining o'zgarishi bilan metall materiallarning korroziya tezligi sezilarli darajada ta'sir qiladi. Tuproqning pH darajasi hudud va tuproqdagi mikroorganizmlar bilan chambarchas bog'liqdir45,46,47.Umuman olganda, tuproqdagi metallarning pH darajasining past darajasiga ta'siri unchalik katta emas. uchta temir yo'l yonbag'irlarining barchasi ishqoriydir, shuning uchun pH ning metall to'rning korroziyasiga ta'siri zaif.
3-jadvaldan ko'rinib turibdiki, korrelyatsiya tahlili shuni ko'rsatadiki, oksidlanish-qaytarilish potentsiali va qiyalik holati sezilarli darajada ijobiy bog'liqdir (R2 = 0,858), korroziya potentsiali va potentsial gradient (SN) sezilarli darajada ijobiy korrelyatsiya (R2 = 0,755) va oksidlanish-qaytarilish potentsiali va potentsial gradient (SN) sezilarli darajada ijobiy korrelyatsiya (R25).Potensial va pH (R2 = -0,724) o'rtasida sezilarli salbiy korrelyatsiya mavjud edi. Nishab holati oksidlanish-qaytarilish potentsiali bilan sezilarli darajada ijobiy bog'liq edi. Bu turli xil nishab pozitsiyalarining mikro muhitida farqlar mavjudligini va tuproq mikroorganizmlari redoks potentsiali48, 49, 50 bilan chambarchas bog'liqligini ko'rsatadi. va Eh qiymatlari tuproqning oksidlanish-qaytarilish jarayonida har doim ham sinxron ravishda o'zgarmagan, lekin manfiy chiziqli munosabatlarga ega edi. Metall korroziya potentsiali elektronlarni olish va yo'qotishning nisbiy qobiliyatini ifodalashi mumkin. Garchi korroziya potentsiali potentsial gradient (SN) bilan sezilarli darajada ijobiy korrelyatsiya qilingan bo'lsa-da, potentsial gradient metall tomonidan elektronlarning oson yo'qolishi tufayli yuzaga kelishi mumkin.
Tuproqning umumiy eriydigan tuz miqdori tuproqning korrozivligi bilan chambarchas bog'liq. Umuman olganda, tuproq sho'rligi qanchalik yuqori bo'lsa, tuproq qarshiligi shunchalik past bo'ladi, shuning uchun tuproqning chidamliligi oshadi.Tuproq elektrolitlarida nafaqat anionlar va turli diapazonlar, balki korroziya ta'siri ham asosan karbonatlar, xloridlar va sulfatlar, shuningdek, tuzning umumiy tarkibiga bilvosita ta'sir qiladi. metallardagi elektrod potensialining ta'siri va tuproq kislorodida eruvchanligi53 kabi.
Tuproqdagi eruvchan tuz bilan dissotsilangan ionlarning aksariyati elektrokimyoviy reaksiyalarda bevosita ishtirok etmaydi, balki tuproq qarshiligi orqali metall korroziyasiga taʼsir qiladi.Tuproq shoʻrlanganligi qanchalik yuqori boʻlsa, tuproq oʻtkazuvchanligi shunchalik kuchli boʻladi va tuproq eroziyasi shunchalik kuchli boʻladi.Tabiiy yonbagʻirlardagi tuproq shoʻrlanish miqdori temir yoʻl yonbagʻirlariga qaraganda ancha yuqori boʻladi, buning sababi tabiiy nishablar boʻlishi mumkin. tuproq va suvni saqlash. Yana bir sabab, tabiiy qiyalikda etuk tuproq shakllanishi (toshlarning parchalanishi natijasida hosil bo'lgan tuproqning asosiy materiali) bo'lishi mumkin, ammo temir yo'l qiyalik tuprog'i "sun'iy tuproq" matritsasi sifatida maydalangan tosh bo'laklaridan iborat va etarli darajada tuproq hosil bo'lish jarayonidan o'tmagan.Minerallar ajralmagan.Bundan tashqari, tabiiy yonbag'irlarning chuqur tuprog'idagi tuz ionlari sirt bug'lanishi jarayonida kapillyar ta'sir orqali ko'tarilib, yer usti tuproqlarida to'planib qoladi, natijada er usti tuproqlarida tuz ionlari miqdori ko'payadi.Temir yo'l yonbag'irining tuproq qalinligi 20 sm dan kam bo'lib, tuproqning ustki qatlamidan sho'r singib keta olmaydi.
Ijobiy ionlar (K+, Na+, Ca2+, Mg2+, Al3+ va boshqalar) tuproq korroziyasiga kam ta'sir qiladi, anionlar korroziyaning elektrokimyoviy jarayonida muhim rol o'ynaydi va metall korroziyaga sezilarli ta'sir ko'rsatadi.Cl- anodning korroziyasini tezlashtirishi mumkin va eng korroziv anion hisoblanadi;Cl− miqdori qancha yuqori bo‘lsa, tuproq korroziyasi shunchalik kuchli bo‘ladi. SO42− po‘latning korroziyasini qo‘llabgina qolmay, balki ba’zi beton materiallarning korroziyasini ham keltirib chiqaradi54. Shuningdek, temirni korroziyaga olib keladi. Bir qator kislotali tuproq tajribalarida korroziya tezligi tuproqning kislotaliligiga mutanosib ekanligi aniqlandi55. ishqoriy tuproqlarda uglerod po'latining korroziya vazn yo'qotishi xlorid va sulfat ionlari qo'shilishi bilan deyarli proportsional ekanligini ko'rsatdi56,57.Lee va boshqalar.SO42- korroziyaga to'sqinlik qilishi mumkin, ammo allaqachon hosil bo'lgan korroziya chuqurlarining rivojlanishiga yordam beradi58.
Tuproqning korrozivligini baholash standarti va sinov natijalariga ko'ra, har bir qiyalikdagi tuproq namunasidagi xlorid ioni miqdori 100 mg/kg dan yuqori bo'lgan, bu tuproqning kuchli korrozivligini ko'rsatmoqda. Tepalikka va pastga yon bag'irlarida sulfat ionlari miqdori 200 mg/kg dan yuqori va 500 mg/kg dan past bo'lgan va tuproqning korrolik darajasi o'rta rejimdagidan pastroq bo'lgan. 00mg/kg va tuproq korroziyasi zaifdir.Tuproq muhiti yuqori konsentratsiyani o'z ichiga olgan bo'lsa, u reaktsiyada ishtirok etadi va metall elektrod yuzasida korroziya shkalasini hosil qiladi, shu bilan korroziya reaktsiyasini sekinlashtiradi.Konsentratsiyaning oshishi bilan shkala to'satdan sinishi mumkin, shu bilan korroziya tezligini sezilarli darajada tezlashtiradi;konsentratsiyani oshirishda davom etar ekan, korroziya shkalasi metall elektrodning sirtini qoplaydi va korroziya tezligi yana sekinlashuv tendentsiyasini ko'rsatadi59. Tadqiqot shuni ko'rsatdiki, tuproqdagi miqdor pastroq bo'lgan va shuning uchun korroziyaga juda oz ta'sir qilgan.
4-jadvalga ko'ra, qiyalik va tuproq anionlari o'rtasidagi bog'liqlik qiyalik va xlorid ionlari o'rtasida sezilarli ijobiy bog'liqlik (R2=0,836), qiyalik va umumiy eruvchan tuzlar (R2=0,742) o'rtasida sezilarli ijobiy korrelyatsiya mavjudligini ko'rsatdi.
Bu shuni ko'rsatadiki, tuproqdagi jami eriydigan tuzlarning o'zgarishiga sirt oqimi va tuproq eroziyasi sabab bo'lishi mumkin. Umumiy eruvchan tuzlar va xlorid ionlari o'rtasida sezilarli ijobiy bog'liqlik mavjud edi, bu umumiy eruvchan tuzlar xlorid ionlari hovuzi bo'lganligi va umumiy eriydigan tuzlarning tarkibi xlorid eritmalari tarkibini aniqlaydi, shuning uchun biz bilamizki, xlorid eritmalaridagi jiddiy farqlarga olib kelishi mumkin. metall to'r qismining roziyasi.
Organik moddalar, umumiy azot, mavjud azot, mavjud fosfor va mavjud kaliy tuproqning asosiy oziq moddalari bo'lib, ular tuproq sifatiga va ozuqa moddalarining ildiz tizimi tomonidan so'rilishiga ta'sir qiladi. 2003 yil, ya'ni sun'iy tuproq faqat 9 yil davomida organik moddalar to'planishini boshdan kechirgan. Sun'iy tuproqning o'ziga xosligi tufayli sun'iy tuproqdagi ozuqa moddalarini yaxshi tushunish kerak.
Tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, organik moddalar miqdori butun tuproq hosil bo'lish jarayonidan keyin tabiiy qiyalikli tuproqda eng yuqori bo'ladi. Nishab past bo'lgan tuproqdagi organik moddalar miqdori eng past bo'lgan. Ob-havoning ta'siri va er usti oqimi ta'siridan tuproq ozuqa moddalari qiyalik o'rtalarida va pastda to'planib, qalin chirindi qatlamini hosil qiladi. Biroq, past nishabli tuproqdagi organik moddalarning barqarorligi juda past bo'ladi. mikroorganizmlar tomonidan.Soʻrov natijasida qiyalikning oʻrta va past qismidagi oʻsimliklar qoplami va xilma-xilligi yuqori, lekin bir jinsliligi past boʻlib, bu yer usti ozuqa moddalarining notekis taqsimlanishiga olib kelishi mumkinligi aniqlandi.Gumusning qalin qatlami suvni ushlab turadi va tuproq organizmlari faoldir.Bularning barchasi tuproqdagi organik moddalarning parchalanishini tezlashtiradi.
Yuqori, oʻrta qiyalik va past qiyalik temir yoʻllarida gidroksidi gidrolizlangan azot miqdori tabiiy qiyaliknikiga qaraganda yuqori boʻlgan, bu esa temir yoʻl yonbagʻiridagi organik azot minerallashuvi darajasi tabiiy qiyalikdagiga qaraganda ancha yuqori ekanligini koʻrsatadi. es, va minerallashgan organik azot havzasi qanchalik ko'p bo'lsa60,61. 62 tadqiqot natijalariga ko'ra, temir yo'l yonbag'irlari tuproqlaridagi mayda zarrachali agregatlarning miqdori tabiiy qiyaliklarga qaraganda ancha yuqori bo'lgan.Shuning uchun temir yo'llardagi o'g'itlar, organik moddalar va azot miqdorini ko'paytirish, shu bilan birga relsdagi tuproq qatlamini yaxshilash uchun tegishli choralar ko'rish kerak. mavjud fosfor va mavjud kaliyning er usti oqimlari natijasida hosil bo'lgan chiqindilari temir yo'l yonbag'irining umumiy yo'qotilishining 77,27% dan 99,79% gacha bo'lgan. Er usti oqimi qiyalik tuproqlarda mavjud ozuqa moddalarining yo'qolishining asosiy omili bo'lishi mumkin63,64,65.
4-jadvalda ko'rsatilganidek, qiyalik holati va mavjud fosfor (R2 = 0,948) o'rtasida sezilarli ijobiy korrelyatsiya mavjud edi va qiyalik holati va mavjud kaliy o'rtasidagi bog'liqlik bir xil edi (R2 = 0,898). Bu qiyalik holati soildagi mavjud fosfor va mavjud kaliy tarkibiga ta'sir qilishini ko'rsatadi.
Gradient tuproqning organik moddalari tarkibiga va azot bilan boyitishga ta'sir qiluvchi muhim omil66 bo'lib, gradient qanchalik kichik bo'lsa, boyitish tezligi shunchalik yuqori bo'ladi. Tuproqning ozuqaviy moddalarini boyitish uchun ozuqa moddalarining yo'qolishi zaiflashgan va qiyalik holatining tuproqdagi organik moddalar miqdori va umumiy azot boyitishiga ta'siri aniq emas edi. organik kislotalar tuproqdagi mavjud fosfor va mavjud kaliyni fiksatsiya qilish uchun foydalidir.Shuning uchun qiyalik holati va mavjud fosfor, qiyalik holati va mavjud kaliy o'rtasida sezilarli bog'liqlik mavjud edi.
Tuproqning ozuqaviy moddalari va tuproq korroziyasi o'rtasidagi bog'liqlikni aniqlashtirish uchun korrelyatsiyani tahlil qilish kerak. 5-jadvalda ko'rsatilganidek, oksidlanish-qaytarilish potentsiali mavjud azot bilan sezilarli darajada salbiy korrelyatsiya (R2 = -0,845) va mavjud fosfor bilan sezilarli darajada ijobiy korrelyatsiya (R2 = 0,842) va qizil rangli potentsial 2.2. odatda tuproqning ayrim fizik-kimyoviy xossalari ta'sir ko'rsatadigan, keyin esa tuproqning bir qator xossalariga ta'sir ko'rsatadigan redoks.Shuning uchun u tuproqning ozuqa moddalarining transformatsiyasi yo'nalishini belgilashda muhim omil hisoblanadi67.Har xil oksidlanish-qaytarilish sifatlari turli holatlarga va ozuqaviy omillar mavjudligiga olib kelishi mumkin.Shuning uchun mavjud bo'lgan redokslanish potentsiali, mavjud bo'lgan muhim korregen potentsial va mavjud korregenusp.
Metall xususiyatlariga qo'shimcha ravishda, korroziya potentsiali tuproq xususiyatlariga ham bog'liq. Korroziya potentsiali organik moddalar bilan sezilarli darajada salbiy bog'liq bo'lib, bu organik moddalarning korroziya potentsialiga sezilarli ta'sir ko'rsatganligini ko'rsatdi. Bundan tashqari, organik moddalar potentsial gradient (SN) (R2 = -0,713) va sulfat ioni (R2 = gradient potentsiali) bilan ham sezilarli darajada salbiy korrelyatsiya qilingan. va sulfat ioni..Tuproq pH va mavjud kaliy (R2 = -0,728) o'rtasida sezilarli salbiy korrelyatsiya mavjud edi.
Mavjud azot umumiy eruvchan tuzlar va xlorid ionlari bilan sezilarli darajada salbiy bog'liq edi va mavjud fosfor va mavjud kaliy umumiy eruvchan tuzlar va xlorid ionlari bilan sezilarli darajada ijobiy bog'liq edi. Bu shuni ko'rsatdiki, mavjud ozuqaviy moddalar umumiy eruvchan tuzlar va xlorid ionlari va eritmalari miqdoriga sezilarli darajada ta'sir qiladi. Jami azot sulfat ioni bilan sezilarli darajada salbiy korrelyatsiya va bikarbonat bilan sezilarli darajada ijobiy bog'liq bo'lib, bu umumiy azot sulfat va bikarbonat tarkibiga ta'sir qilganligini ko'rsatadi. O'simliklar sulfat ionlari va bikarbonat ionlariga juda kam talabga ega, shuning uchun ularning ko'pchiligi soilB ionlari tomonidan erkin so'riladi. tuproqdagi azot va sulfat ionlari tuproqdagi azotning mavjudligini kamaytiradi.Shuning uchun tuproqdagi mavjud azot va gumus miqdorini mos ravishda oshirish tuproq korroziyasini kamaytirish uchun foydalidir.
Tuproq murakkab tarkib va ​​xususiyatlarga ega tizimdir.Tuproqning korroziyasi ko'plab omillarning sinergik ta'sirining natijasidir.Shuning uchun tuproq korroziyasini baholash uchun keng qamrovli baholash usuli odatda qo'llaniladi. "Geotexnik muhandislik tekshiruvi kodeksi" (GB50021-94) va Xitoyning tuproq korroziyasini sinovdan o'tkazish tarmog'ining sinov usullariga asoslanib, tuproq korroziya darajasini har tomonlama baholash mumkin, agar korroziya zaif bo'lsa, quyidagi standartlarga muvofiq: o'rtacha korroziya yoki kuchli korroziya yo'q;(2) agar kuchli korroziya bo'lmasa, u o'rtacha korroziya sifatida baholanadi;(3) agar kuchli korroziyaning bir yoki ikkita joyi bo'lsa, u kuchli korroziya sifatida baholanadi;(4) agar 3 yoki undan ortiq kuchli korroziya joyi bo'lsa, u kuchli korroziya uchun kuchli korroziya sifatida baholanadi.
Tuproqning chidamliligi, oksidlanish-qaytarilish potentsiali, suv miqdori, tuz miqdori, pH qiymati va Cl- va SO42- tarkibiga ko'ra, turli yon bag'irlardagi tuproq namunalarining korroziya darajalari har tomonlama baholandi.Tadqiqot natijalari shuni ko'rsatadiki, barcha yon bag'irlardagi tuproqlar yuqori darajada korrozivdir.
Korroziya potentsiali nishab himoya tarmog'ining korroziyasiga ta'sir qiluvchi muhim omil hisoblanadi. Uchta qiyalikning korroziya potentsiallari hammasi -200 mv dan past bo'lib, bu yuqoriga ko'tarilgan metall to'rning korroziyasiga eng katta ta'sir ko'rsatadi. Potensial gradient tuproqdagi adashgan oqimning kattaligini baholash uchun ishlatilishi mumkin. Yuqori, o'rta va pastki yon bag'irlaridagi tuproqlarda jami eriydigan tuz miqdori 500 mg/kg dan yuqori bo'lib, qiyalik himoya tarmog'iga korroziya ta'siri o'rtacha edi. Tuproqdagi suv miqdori qiyalikning o'rta va pastdagi metall to'rlarining korroziyasiga ta'sir qiluvchi muhim omil bo'lib, eng ko'p qiyaliklarning korroziyasiga ko'proq ta'sir qiladi. tez-tez mikroblarning faolligi va o'simliklarning tez o'sishi.
Tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, korroziya potentsiali, potentsial gradient, umumiy eruvchan tuz miqdori va suv miqdori uchta qiyalikda tuproq korroziyasiga ta'sir qiluvchi asosiy omillardir va tuproqning korroziyaliligi kuchli deb baholanadi. Nishabni himoya qilish tarmog'ining korroziyasi o'rta qiyalikda eng jiddiy hisoblanadi, bu esa temir yo'l tarmog'ining korroziyaga qarshi dizayni uchun ma'lumot beradi va temir yo'lning korroziyaga qarshi qo'shimcha qurilmalari mavjud. tuproq korroziyasini kamaytirish, o'simliklarning o'sishini osonlashtirish va nihoyat nishabni barqarorlashtirish uchun.
Ushbu maqolani qanday keltirish mumkin: Chen, J. va boshqalar. Tuproq tarkibi va elektrokimyosining Xitoy temir yo'li bo'ylab tosh yonbag'irlari tarmog'ining korroziyasiga ta'siri.science.Rep.5, 14939;doi: 10.1038/srep14939 (2015).
Lin, YL & Yang, GL Zilzila qo'zg'alishi ostida temir yo'l er osti yonbag'irlarining dinamik xususiyatlari.tabiiy ofat.69, 219–235 (2013).
Sui Vang, J. va boshqalar. Sichuan provinsiyasining Venchuan zilzilasidan aziyat chekkan hududidagi avtomobil yo'llarining tipik zilzila zararini tahlil qilish[J].Xitoyning tosh mexanikasi va muhandislik jurnali.28, 1250–1260 (2009).
Weilin, Z., Zhenyu, L. & Jinsong, J. Wenchuan zilzilasida avtomobil yo'li ko'priklarining seysmik zarar tahlili va qarshi choralari. Xitoyning tosh mexanikasi va muhandislik jurnali.28, 1377-1387 (2009).
Lin, CW, Liu, SH, Li, SY & Liu, CC. Chichi zilzilasining Tayvanning markaziy qismida keyingi yog'ingarchilik natijasida yuzaga kelgan ko'chkilarga ta'siri. Muhandislik geologiyasi.86, 87–101 (2006).
Koi, T. va boshqalar. Zilzila natijasida yuzaga kelgan ko'chkilarning tog'li suv havzasida cho'kindi hosil bo'lishiga uzoq muddatli ta'siri: Tanzava viloyati, Yaponiya.geomorfologiya.101, 692-702 (2008).
Hongshuai, L., Jingshan, B. & Dedong, L. Geoteknik yonbag'irlarning seysmik barqarorligini tahlil qilish bo'yicha tadqiqotlarni ko'rib chiqish. Zilzila muhandisligi va muhandislik tebranishlari.25, 164-171 (2005).
Yue Ping, Sichuandagi Venchuan zilzilasidan kelib chiqqan geologik xavflarni o'rganish.Muhandislik geologiyasi jurnali 4, 7–12 (2008).
Ali, F. Nishabni o'simliklar bilan himoya qilish: ba'zi tropik o'simliklarning ildiz mexanikasi. International Journal of Physics Sciences.5, 496–506 (2010).
Takyu, M., Aiba, SI & Kitayama, K. Kinabalu tog'idagi turli geologik sharoitlarda tropik past tog'li o'rmonlarga topografik ta'sir, Borneo. O'simlik ekologiyasi.159, 35-49 (2002).
Stokes, A. va boshqalar. Tabiiy va muhandislik nishablarini ko'chkilardan himoya qilish uchun ideal o'simlik ildiz xususiyatlari. O'simliklar va tuproqlar, 324, 1-30 (2009).
De Baets, S., Poesen, J., Gyssels, G. & Knapen, A. Konsentrlangan oqim paytida o't ildizlarining ustki qatlamning eroziyalanishiga ta'siri. Geomorfologiya 76, 54-67 (2006).