Nature.com saytına daxil olduğunuz üçün təşəkkür edirik. İstifadə etdiyiniz brauzer versiyasında CSS üçün məhdud dəstək var. Ən yaxşı təcrübə üçün sizə yenilənmiş brauzerdən istifadə etməyi (və ya Internet Explorer-də uyğunluq rejimini söndürməyi) tövsiyə edirik. Bu arada, davamlı dəstəyi təmin etmək üçün saytı üslub və JavaScript olmadan göstərəcəyik.
Tədqiqat obyekti kimi Sui-Chongqing dəmir yolu yamacının götürülməsi, torpağın müqaviməti, torpağın elektrokimyası (korroziya potensialı, redoks potensialı, potensial gradient və pH), torpaq anionları (ümumi həll olunan duzlar, Cl-, SO42- və) və torpağın qidalanması. fosfor, mövcud kalium) Müxtəlif yamaclarda korroziya dərəcəsi süni qruntun fərdi göstəricilərinə və kompleks göstəricilərinə görə qiymətləndirilir. Digər amillərlə müqayisədə yamac qoruyucu şəbəkənin korroziyasına ən çox su, daha sonra isə anion tərkibinə təsir edir. yamacın qoruyucu şəbəkəsinin korroziyası. Torpaq nümunələrinin korroziya dərəcəsi hərtərəfli qiymətləndirilmiş və yuxarı yamacda korroziya orta, orta və aşağı yamaclarda korroziya güclü olmuşdur. Torpaqdakı üzvi maddələr potensial gradient ilə əhəmiyyətli dərəcədə korrelyasiya edilmişdir. torpağın qida maddələrinin paylanması dolayı yolla yamac növü ilə bağlıdır.
Dəmir yolları, magistral yollar və su mühafizəsi obyektləri tikilərkən, dağ açılışları tez-tez qaçılmaz olur. Cənub-qərbdəki dağlar səbəbindən Çinin dəmir yolu tikintisi dağın çoxlu qazıntısını tələb edir. Bu, açıq qayalı yamaclar yaradaraq, orijinal torpaq və bitki örtüyünü məhv edir. xüsusilə 12 may 2008-ci il Wenchuan zəlzələsindən sonra yol hərəkəti üçün pisdir. Torpaq sürüşmələri geniş yayılmış və ciddi zəlzələ fəlakətinə çevrilmişdir1. 2008-ci ildə Sıçuan əyalətində 4243 kilometr əsas magistral yolun qiymətləndirilməsi zamanı yol yataqları və yamac istinad divarlarında 1736 şiddətli zəlzələ fəlakəti baş verib ki, bu da qiymətləndirmənin ümumi uzunluğunun 39,76%-ni təşkil edib. Zəlzələdən sonrakı geotəhlükələr ən azı 10 il (Tayvan zəlzələsi) və hətta 40-50 ilə qədər davam edə bilər (Yaponiyada Kanto zəlzələsi)4,5.Qradient zəlzələ təhlükəsinə təsir edən əsas amildir6,7. Buna görə də yolun yamacını saxlamaq və onun sabitliyini gücləndirmək lazımdır. bərpa 8. Adi torpaq yamacları ilə müqayisədə qaya yamaclarında üzvi maddələr, azot, fosfor və kalium kimi qida faktorları yığılmır və bitki örtüyünün inkişafı üçün lazım olan torpaq mühiti yoxdur. Böyük yamac və yağış eroziyası, yamac torpaqlar kimi faktorlara görə bitkilərin böyüməsi üçün lazım olan şəraiti asanlıqla itirir, bitkilərin böyüməsi üçün lazım olan şəraiti çətinləşdirir. yamac torpağında dəstəkləyici dayanıqlıq yoxdur9. Yamacı qorumaq üçün torpağı örtmək üçün əsas materialla yamacın çiləmə üsulu mənim ölkəmdə tez-tez istifadə olunan yamacın ekoloji bərpası texnologiyasıdır. Çiləmə üçün istifadə olunan süni torpaq çınqıldan, əkinçilik torpağından, samandan, mürəkkəb gübrədən, su saxlayan vasitədən və yapışdırıcıdan (yapışdırıcı, yapışqan və yapışqan) ibarətdir. asfalt emulqator) müəyyən nisbətdə.Texniki prosesdir: əvvəlcə qayanın üzərinə tikanlı məftil çəkmək, sonra tikanlı məftilləri pərçimlər və anker boltlar ilə bərkitmək və sonda xüsusi çiləyici ilə yamaca tərkibində toxum olan süni torpaq səpmək. diametri 2 mm. Metal mesh torpaq matrisinin qaya səthində dayanıqlı monolit plitə əmələ gətirməsinə imkan verir. Metal mesh torpaqda korroziyaya uğrayacaq, çünki torpağın özü elektrolitdir və korroziya dərəcəsi torpağın xüsusiyyətlərindən asılıdır. Torpağın korroziya faktorlarının qiymətləndirilməsi metalların evakuasiya edilməsi və aradan qaldırılması üçün böyük əhəmiyyət kəsb edir. sürüşmə təhlükələri.
Bitki köklərinin yamacın sabitləşdirilməsində və eroziyaya qarşı mübarizədə həlledici rol oynadığına inanılır10,11,12,13,14. Dayaz sürüşmələrə qarşı yamacları sabitləşdirmək üçün bitki örtüyündən istifadə edilə bilər, çünki bitki kökləri sürüşmənin qarşısını almaq üçün torpağı sabitləyə bilər15,16,17. Meşəli bitki örtüyü, xüsusilə ağaclar dayaz torpaqların18 quruluşunun qorunmasına kömək edir. Torpaqda möhkəmləndirici xovlar kimi çıxış edən bitkilərin şaquli və yanal kök sistemləri. Kök arxitektura nümunələrinin inkişafı genlər tərəfindən idarə olunur və bu proseslərdə torpaq mühiti həlledici rol oynayır. Metalların korroziyası torpaq mühitindən asılı olaraq dəyişir20. Torpaqda metalların korroziya dərəcəsi kifayət qədər sürətli ərimədən tutmuş, çox cüzi formada ola bilər.” təbii torpaqların on milyonlarla il ərzində xarici mühitlə müxtəlif orqanizmlər arasında qarşılıqlı təsirinin nəticəsidir22,23,24. Meşəli bitki örtüyünün sabit kök sistemi və ekosistemi əmələ gətirməmişdən əvvəl, metal torun qaya yamacı və süni torpaqla birləşərək təhlükəsiz fəaliyyət göstərib-keçməməsi təbii iqtisadiyyatın inkişafı və ekoloji mühitin təhlükəsizliyi ilə birbaşa bağlıdır.
Bununla belə, metalların korroziyası böyük itkilərə səbəb ola bilər. 1980-ci illərin əvvəllərində Çində kimya maşınları və digər sənaye sahələrində aparılan araşdırmaya görə, metal korroziyasından yaranan itkilər ümumi istehsal dəyərinin 4% -ni təşkil edir. Buna görə də, korroziya mexanizminin öyrənilməsi və qoruyucu tədbirlərin görülməsi böyük əhəmiyyət kəsb edir. mikroorqanizmlər.Mikrob metabolitləri materialları korroziyaya uğrada bilər və başıboş cərəyanlar da korroziyaya səbəb ola bilər.Buna görə də torpağa basdırılmış metalların korroziyasının qarşısının alınması vacibdir.Hazırda basdırılmış metalların korroziyasına dair tədqiqatlar əsasən (1) basdırılmış metal korroziyasına təsir edən amillər25; (2) metalın mühafizəsi üsulları26,27; (3) metalın korroziya dərəcəsini qiymətləndirmək üsulları28; Müxtəlif mühitlərdə korroziya. Bununla belə, tədqiqatda olan bütün qruntlar təbii idi və kifayət qədər torpaq əmələ gəlmə proseslərindən keçib. Bununla belə, dəmiryol süxurlarının yamaclarının süni torpaq eroziyasına dair məlumat yoxdur.
Digər korroziyalı mühitlərlə müqayisədə süni qrunt qeyri-maliklik, heterojenlik, mövsümilik və regionallıq xüsusiyyətlərinə malikdir. Süni qruntlarda metal korroziyası metallar və süni qruntlar arasında elektrokimyəvi qarşılıqlı təsir nəticəsində yaranır. Təbii amillərlə yanaşı, metalın korroziyasının sürəti həm də ətraf mühitin müxtəlifliyi və ya korroziya kimi fərdi təsir edən amillərdən asılıdır. rütubət, oksigen miqdarı, ümumi həll olunan duz miqdarı, anion və metal ionlarının tərkibi, pH, torpaq mikrobları30,31,32.
30 illik təcrübədə qayalı yamaclarda süni torpaqların daimi olaraq necə qorunub saxlanması məsələsi problem olmuşdur33. Torpaq eroziyasına görə 10 il əl ilə qulluq edildikdən sonra bəzi yamaclarda kol və ya ağaclar böyüyə bilmir. Metal torların səthindəki kirlər bəzi yerlərdə yuyulub. hal-hazırda dəmir yolu yamacının korroziyasına dair tədqiqatlar əsasən dəmir yolu yarımstansiyalarının torpaqlama şəbəkəsinin korroziyasına, yüngül relsli yolların yaratdığı boş cərəyan korroziyasına, dəmir yolu körpülərinin34,35, relslərin və digər avtomobil avadanlığının36 korroziyasına yönəlmişdir. Suiyu Dəmiryolunun cənub-qərb qaya yamacındakı torpaqlar, torpağın xüsusiyyətlərini qiymətləndirərək metal korroziyasını proqnozlaşdırmaq və torpaq ekosisteminin bərpası və süni bərpası üçün nəzəri və praktiki əsas təmin etmək məqsədi daşıyır. Yamac süni.
Sınaq sahəsi Sıçuanın dağlıq ərazisində (30°32′Ş.Ş., 105°32′E) Suining Dəmiryol Stansiyasının yaxınlığında yerləşir. Ərazi Sıçuan hövzəsinin ortasında, alçaq dağlar və təpələrlə, sadə geoloji quruluşu və düz relyefi ilə yerləşir. Eroziya, kəsilmə və suyun yığılması əsasən daş və dağlıq ərazilərdə eroziya yaradır. üstü əsasən bənövşəyi qum və palçıqdan ibarətdir. Bütövlük zəif, qaya bloklu strukturdur. Tədqiqat sahəsi erkən yaz, isti yay, qısa payız və gec qış kimi mövsümi xüsusiyyətlərə malik subtropik rütubətli musson iqliminə malikdir. Yağışlar bol, işıq və istilik resursları bol, şaxtasız dövr orta illik 5 gün, orta temperatur (28 mil), 17,4°C, ən isti ayın orta temperaturu (avqust) 27,2°C, ekstremal maksimal temperatur isə 39,3°C-dir. Ən soyuq ay yanvar (orta temperatur 6,5°C), ekstremal minimum temperatur -3,8°C, illik orta yağıntı isə 920 mm, əsasən iyul və qışda, yaz və qışda yağıntının konsentrasiyasıdır. çox dəyişir. İlin hər mövsümündə yağıntıların nisbəti müvafiq olaraq 19-21%, 51-54%, 22-24% və 4-5% təşkil edir.
Tədqiqat sahəsi 2003-cü ildə tikilmiş Yu-Sui Dəmiryolunun yamacında təxminən 45° yamacdır. 2012-ci ilin aprelində o, Suining Dəmiryol Stansiyasından 1 km məsafədə cənuba baxırdı. Nəzarət kimi təbii yamacdan istifadə edilmişdir. Yamacın ekoloji bərpası ekoloji bərpa üçün xarici üst sarğı torpağın çiləmə texnologiyasını qəbul edir. Dəmir yolu tərəfindəki yamacın hündürlüyünə görə, yamac yuxarı yamac, orta yamac və aşağı yamaclara bölünə bilər (şəkil 2). Torpağın metal hörgüsünün korroziya məhsullarının çirklənməsinin qarşısını almaq üçün torpağın səthini 0-8cm götürmək üçün yalnız paslanmayan polad kürəkdən istifadə edirik. Hər bir yamac mövqeyi üçün dörd replika təyin edilmişdir, hər replikatda 15-20 təsadüfi nümunə götürmə nöqtəsi. Hər bir təkrar 15-20 təsadüfi bir qarışıqdır. qram. Nümunələri emal üçün polietilen kilidli torbalarda yenidən laboratoriyaya gətirin. Torpaq təbii şəkildə havada qurudulur, çınqıl, heyvan və bitki qalıqları götürülür, əqiq çubuqla əzilir və 20 mesh, 100 mesh neylon zərrəciklər istisna olmaqla, ələkdən keçirilir.
Torpağın müqaviməti Shengli Instrument Company tərəfindən istehsal olunan VICTOR4106 torpaqlama müqaviməti test cihazı ilə ölçüldü; tarlada torpağın müqaviməti ölçüldü; torpağın rütubəti qurutma üsulu ilə ölçüldü. DMP-2 portativ rəqəmsal mv/pH cihazı torpağın korroziya potensialının ölçülməsi üçün yüksək giriş empedansına malikdir. Potensial qradiyent və redoks potensialı DMP-2 portativ rəqəmsal mv/pH ilə, torpaqda ümumi həll olunan duz qalıq qurutma üsulu ilə təyin edilib, ANO3-də titrləmə üsulu ilə təyin edilib. (Mohr metodu), torpağın sulfat tərkibi dolayı EDTA Titrləmə üsulu ilə, torpağın karbonat və bikarbonatını təyin etmək üçün ikiqat indikator titrləmə üsulu, torpağın üzvi maddələrini təyin etmək üçün kalium bixromat oksidləşmə ilə qızdırma üsulu, torpağın qələvi hidrolizi azotunu təyin etmək üçün qələvi məhlulun diffuziya üsulu, H2SO4-HC-HCl-in ümumi rəngləmə üsulu ilə müəyyən edilmişdir. torpaqda və torpaqda mövcud olan fosforun miqdarı Olsen üsulu ilə (ekstragent kimi 0,05 mol/L NaHCO3 məhlulu), torpaqda ümumi kalium miqdarı isə natrium hidroksid birləşmə-alov fotometriyası ilə müəyyən edilmişdir.
Eksperimental məlumatlar ilkin olaraq sistemləşdirildi. SPSS Statistics 20 orta, standart kənarlaşma, birtərəfli ANOVA və insan korrelyasiya analizini yerinə yetirmək üçün istifadə edilmişdir.
Cədvəl 1-də müxtəlif yamaclarda olan torpaqların elektromexaniki xassələri, anionları və qida maddələri təqdim olunur. Müxtəlif yamacların korroziya potensialı, qruntun müqaviməti və şərq-qərb potensial qradiyenti əhəmiyyətli idi (P < 0.05). Aşağı, orta yamac və təbii yamacın redoks potensialı əhəmiyyətli idi (P < 0.05, relsdən olan qrunt potensialı, perpendi). şimal-cənub potensial qradiyenti, yuxarı yamac>aşağı yamac>orta yamacdır. Torpağın pH dəyəri aşağı yamac>yuxarı>orta yamac>təbii yamac qaydasında idi. Ümumi həll olunan duz, təbii yamac dəmir yolu yamacından əhəmiyyətli dərəcədə yüksək idi (P < 0.05). Ümumi həll olunan duz miqdarı relsdən yuxarıdır05 mg/kq. və ümumi həll olunan duz metalın korroziyasına mülayim təsir göstərir. Torpağın üzvi maddələrinin tərkibi təbii yamacda ən yüksək, aşağı enişdə isə ən aşağı olmuşdur (P <0.05). Azotun ümumi miqdarı orta yamacda ən yüksək, yoxuş enişdə isə ən aşağı olmuşdur; mövcud azotun tərkibi aşağı enişdə və orta yamacda ən yüksək, təbii yamacda isə ən aşağı idi; dəmir yolunun enişində və enişində ümumi azot miqdarı daha az idi, lakin mövcud azot miqdarı daha yüksək idi. Bu, yoxuşda və enişdə üzvi azotun minerallaşma sürətinin sürətli olduğunu göstərir. Mövcud kalium miqdarı mövcud fosforla eynidir.
Torpağın müqaviməti elektrik keçiriciliyini göstərən göstəricidir və torpağın korroziyasını qiymətləndirmək üçün əsas parametrdir. Torpağın müqavimətinə təsir edən amillərə rütubət, ümumi həll olunan duz miqdarı, pH, torpağın teksturası, temperaturu, üzvi maddələrin miqdarı, torpağın temperaturu və sızdırmazlığı daxildir. hakim torpağın korroziyası müxtəlif ölkələrdə geniş istifadə olunan üsuldur. Cədvəl 1-də hər bir indeks üçün korroziya dərəcəsinin qiymətləndirilməsi meyarları göstərilir37,38.
Mənim ölkəmdəki sınaq nəticələrinə və standartlara əsasən (Cədvəl 1), torpağın korroziyalılığı yalnız qruntun müqaviməti ilə qiymətləndirilirsə, yoxuş yamacda olan torpaq yüksək korrozivdir; eniş yamacındakı torpaq orta dərəcədə aşındırıcıdır; orta yamacda və təbii yamacda qruntun korrozivliyi nisbətən zəifdir.
Yuxarı yamacın qruntun müqaviməti yamacın digər hissələrinə nisbətən əhəmiyyətli dərəcədə aşağıdır ki, bu da yağış eroziyası nəticəsində yarana bilər. Yuxarı yamacın üst qatı su ilə orta yamaca axır, beləliklə, yuxarı yamacın metal yamac mühafizəsi toru torpağın üst qatına yaxındır. Metal hörgülərin bəziləri açıq qalmış və hətta havada asılmışdır1). saytda; xovlar arasındakı məsafə 3 m idi; svayların vurulma dərinliyi 15 sm-dən aşağı idi. Çılpaq metal hörgü və qabıqlanan pas ölçmə nəticələrinə mane ola bilər. Buna görə də qruntların korroziyasını yalnız qruntun müqavimət göstəricisi ilə qiymətləndirmək etibarsızdır. Korroziyanın kompleks qiymətləndirilməsində enişin qruntun müqaviməti nəzərə alınmır.
Yüksək nisbi rütubətə görə, Sıçuan bölgəsindəki çoxillik rütubətli hava, havaya məruz qalmış metal torun torpağa basdırılmış metal hörgüdən daha ciddi korroziyaya uğramasına səbəb olur39. Məftil hörmənin havaya məruz qalması xidmət müddətinin azalması ilə nəticələnə bilər ki, bu da dağlıq torpaqlarda sabitliyi poza bilər. Torpaq itkisi bitkilərin, bitkilərin, xüsusən də ağacların yetişməməsini çətinləşdirə bilər. torpağı bərkitmək üçün yoxuşda kök sistemi yaratmaq çətindir. Eyni zamanda, bitkilərin böyüməsi həm də torpağın keyfiyyətini yaxşılaşdıra və torpaqda humusun tərkibini artıra bilər ki, bu da nəinki suyu saxlaya bilər, həm də heyvanların və bitkilərin böyüməsi və çoxalması üçün yaxşı bir mühit təmin edə bilər, bununla da torpaq itkisini azaldır.Ona görə də, tikintinin ilkin mərhələsində daha çox ağaclı toxumların üstünə su əlavə edilməli və davamlı olaraq su ilə örtülməlidir. yağış suları ilə yamacdakı torpağın eroziyasını azaltmaq üçün qorunmaq üçün filmlə.
Korroziya potensialı üç səviyyəli yamacda yamacın qoruyucu şəbəkəsinin korroziyasına təsir edən mühüm amildir və yoxuş enişdə ən böyük təsirə malikdir (Cədvəl 2). Normal şəraitdə, korroziya potensialı verilmiş mühitdə çox dəyişmir. Gözə çarpan dəyişikliyə sahibsiz cərəyanlar səbəb ola bilər. Küçə cərəyanlar 441, 442 və orta yollara daxil olan cərəyanlara aiddir. nəqliyyat vasitələri ictimai nəqliyyat sistemindən istifadə etdikdə. Nəqliyyat sisteminin inkişafı ilə mənim ölkəmin dəmir yolu nəqliyyatı sistemi genişmiqyaslı elektrikləşdirməyə nail olub və elektrikləşdirilmiş dəmir yollarından birbaşa cərəyan sızması nəticəsində basdırılmış metalların korroziyasını nəzərə almamaq olmaz. Hazırda torpağın potensial qradiyenti torpağın potensial qradiyentini müəyyən etmək üçün istifadə edilə bilər. 0,5 mv/m, başıboş cərəyan azdır; potensial qradiyent 0,5 mv/m-dən 5,0 mv/m diapazonunda olduqda, qaçan cərəyan orta səviyyədədir; potensial qradiyenti 5,0 mv/m-dən çox olduqda, başıboş cərəyan səviyyəsi yüksək olur. Orta yamacın, yuxarı yamacın və aşağı yamacın potensial qradiyentinin (EW) üzən diapazonu Şəkil 3-də göstərilmişdir. Üzən diapazon baxımından, sahil axınının şərq-qərb və şimal-cənub istiqamətlərində orta səviyyəli azmış cərəyanlar mövcuddur. orta yamacda və aşağı enişdə, xüsusən də orta yamacda metal meshlərin korroziyasına təsir edən mühüm amildir.
Ümumiyyətlə, 400 mV-dən yuxarı torpağın redoks potensialı (Eh) oksidləşmə qabiliyyətini, 0-200 mV-dan yuxarı olanlar orta reduksiya qabiliyyətini, 0 mV-dan aşağısı isə böyük reduksiya qabiliyyətini göstərir. Torpağın redoks potensialı nə qədər aşağı olarsa, torpaq mikroorqanizmlərinin metallara korroziya qabiliyyəti bir o qədər çox olar44. potensial.Tədqiqat nəticəsində məlum olub ki, üç yamacın torpağın redoks potensialı 500 mv-dən çox, korroziya səviyyəsi isə çox kiçik olub. Bu, yamac torpaqlarının torpağın ventilyasiya vəziyyətinin yaxşı olduğunu göstərir ki, bu da torpaqda anaerob mikroorqanizmlərin korroziyasına şərait yaratmır.
Əvvəlki tədqiqatlar torpağın pH-sının torpağın eroziyasına təsirinin açıq-aşkar olduğunu müəyyən etmişdir. PH dəyərinin dəyişməsi ilə metal materialların korroziya sürəti əhəmiyyətli dərəcədə təsirlənir. Torpağın pH-sı ərazi və torpaqdakı mikroorqanizmlərlə sıx bağlıdır45,46,47.Ümumiyyətlə desək, torpağın pH-nın metalın korroziyasına təsiri o qədər də az deyil. aydındır. Üç dəmir yolu yamacının qruntları hamısı qələvidir, ona görə də pH-nin metal torun korroziyasına təsiri zəifdir.
Cədvəl 3-dən göründüyü kimi, korrelyasiya təhlili göstərir ki, redoks potensialı və yamac mövqeyi əhəmiyyətli dərəcədə müsbət korrelyasiya (R2 = 0,858), korroziya potensialı və potensial qradient (SN) əhəmiyyətli dərəcədə müsbət korrelyasiya (R2 = 0,755), redoks potensialı və potensial qradient (SN) əhəmiyyətli dərəcədə müsbət korrelyasiya (R2 = R5). Potensial və pH (R2 = -0.724) arasında əhəmiyyətli mənfi korrelyasiya var idi. Yamac mövqeyi redoks potensialı ilə əhəmiyyətli dərəcədə müsbət korrelyasiya edildi. Bu, müxtəlif yamac mövqelərinin mikromühitində fərqlərin olduğunu və torpaq mikroorqanizmlərinin redoks potensialı ilə sıx əlaqəli olduğunu göstərir48, 49, 50. Redoks potensialı ilə əhəmiyyətli dərəcədə mənfi əlaqə var idi. pH və Eh qiymətlərinin torpağın redoks prosesi zamanı həmişə sinxron dəyişmədiyini, əksinə mənfi xətti əlaqəyə malik olduğunu göstərdi. Metal korroziya potensialı elektronların əldə edilməsi və itirilməsinin nisbi qabiliyyətini təmsil edə bilər. Korroziya potensialı potensial qradiyenti (SN) ilə əhəmiyyətli dərəcədə müsbət korrelyasiya olsa da, potensial qradiyentin metal tərəfindən elektronların asanlıqla itirilməsi səbəb ola bilər.
Torpağın ümumi həll olunan duz tərkibi torpağın korrozivliyi ilə sıx bağlıdır.Ümumiyyətlə, torpağın şoranlığı nə qədər yüksək olarsa, torpağın müqaviməti də bir o qədər aşağı olur, beləliklə də torpağın müqaviməti artır. Torpaq elektrolitlərində təkcə anionlar və müxtəlif diapazonlar deyil, həm də korroziya təsirləri əsasən karbonatlar, xloridlər və sulfatlar vasitəsilə də korroziyaya təsir göstərir. metallarda elektrod potensialının təsiri və torpaq oksigeninin həlli53 kimi digər amillərin təsiri.
Torpaqda həll olunan duzla dissosiasiya olunmuş ionların əksəriyyəti elektrokimyəvi reaksiyalarda bilavasitə iştirak etmir, lakin torpağın müqaviməti vasitəsilə metal korroziyasına təsir göstərir. Torpağın şoranlığı nə qədər yüksəkdirsə, torpağın keçiriciliyi də bir o qədər güclü olur və torpaq eroziyasının güclü olması. torpaq və suyun qorunması üçün əlverişlidir. Başqa bir səbəb ola bilər ki, təbii yamacda yetkin torpaq əmələ gəlməsi (torpağın əsas materialı qayaların aşınması nəticəsində əmələ gəlir), lakin dəmir yolu yamacının qruntu “süni torpaq” matrisi kimi çınqıl daş fraqmentlərindən ibarətdir və kifayət qədər torpaq əmələ gəlmə prosesindən keçməmişdir. Minerallar buraxılmayıb.Bundan əlavə, təbii yamacların dərin torpağındakı duz ionları səthi buxarlanma zamanı kapilyar təsir vasitəsilə yüksələrək yerüstü torpaqda toplanır, nəticədə yerüstü torpaqda duz ionlarının miqdarı artır.
Müsbət ionlar (K+, Na+, Ca2+, Mg2+, Al3+ və s. kimi) torpağın korroziyasına az təsir edir, anionlar isə korroziyanın elektrokimyəvi prosesində mühüm rol oynayır və metalın korroziyasına əhəmiyyətli təsir göstərir.Cl− anodun korroziyasını sürətləndirə bilir və ən korroziv aniondur; Cl- tərkibi nə qədər yüksək olarsa, torpağın korroziyası da bir o qədər güclü olar. SO42- poladın korroziyasına təkan vermir, həm də bəzi beton materiallarında korroziyaya səbəb olur54. Həmçinin dəmiri korroziyaya uğradır. Bir sıra turşu torpaq təcrübələrində korroziya sürətinin torpağın turşuluğuna mütənasib olduğu aşkar edilmişdir55. Xlorid və sulfat duzlaşmanı sürətləndirən əsas komponentlərdir. metallar.Tədqiqatlar göstərmişdir ki, qələvi torpaqlarda karbon poladının korroziya çəkisi itkisi xlorid və sulfat ionlarının əlavə edilməsi ilə demək olar ki, mütənasibdir56,57.Lee et al. aşkar etdi ki, SO42- korroziyaya mane ola bilər, lakin artıq əmələ gəlmiş korroziya çuxurlarının inkişafına kömək edə bilər58.
Torpağın korroziyalılığının qiymətləndirilməsi standartına və sınaq nəticələrinə əsasən, hər bir yamac torpaq nümunəsində xlorid ionunun miqdarı 100 mq/kq-dan yuxarı olub, bu da torpağın güclü korroziyaya malik olduğunu göstərir. Həm yoxuş, həm də eniş yamaclarında sulfat ionunun miqdarı 200 mq/kq-dan yuxarı və 500 mq/kq-dan aşağı, qruntun korroziyalı tərkibi isə orta səviyyədə olub. 200mq/kq-dan aşağıdır və torpağın korroziyası zəifdir. Torpaq mühiti yüksək konsentrasiyaya malik olduqda, o, reaksiyada iştirak edəcək və metal elektrodun səthində korroziya miqyası yaradacaq, bununla da korroziya reaksiyasını ləngidir. Konsentrasiya artdıqca, şkala birdən-birə qırıla bilər, bununla da korroziya sürətini xeyli sürətləndirir; konsentrasiya artmaqda davam etdikcə, korroziya miqyası metal elektrodun səthini əhatə edir və korroziya sürəti yenidən yavaşlama tendensiyası göstərir59. Tədqiqat müəyyən etdi ki, torpaqdakı miqdar daha azdır və buna görə də korroziyaya az təsir göstərir.
Cədvəl 4-ə əsasən, yamac və torpaq anionları arasında korrelyasiya göstərdi ki, yamac və xlorid ionları arasında əhəmiyyətli müsbət korrelyasiya (R2=0,836), yamac və ümumi həll olunan duzlar arasında əhəmiyyətli müsbət korrelyasiya (R2=0,742).
Bu onu göstərir ki, torpaqda ümumi həll olunan duzların dəyişməsindən səth axını və torpaq eroziyası cavabdeh ola bilər. Ümumi həll olunan duzlar və xlorid ionları arasında əhəmiyyətli müsbət korrelyasiya var idi, bunun səbəbi ola bilər ki, ümumi həll olunan duzlar xlorid ionlarının hovuzudur və ümumi həll olunan duzların məzmunu xlorid məhlullarının tərkibini müəyyən edir. yamac metal mesh hissəsinin ciddi korroziyasına səbəb ola bilər.
Üzvi maddələr, ümumi azot, mövcud azot, mövcud fosfor və mövcud kalium torpağın keyfiyyətinə və qida maddələrinin kök sistemi tərəfindən mənimsənilməsinə təsir edən əsas qida elementləridir. Torpağın qida maddələri torpaqdakı mikroorqanizmlərə təsir edən mühüm amildir, ona görə də su ilə korporativ korroziya arasında belə bir elementin olub-olmadığını öyrənməyə dəyər. Dəmir yolu 2003-cü ildə başa çatdırılıb, bu o deməkdir ki, süni torpaq cəmi 9 il üzvi maddə yığılıb.
Tədqiqatlar göstərir ki, bütün torpaq əmələ gəlmə prosesindən sonra təbii yamacda üzvi maddələrin miqdarı ən yüksəkdir. Aşağı yamaclı torpaqlarda üzvi maddələr ən aşağı səviyyədə olmuşdur. Hava şəraitinin təsiri və səth axınının təsiri ilə torpağın qida maddələri yamacın ortasında və aşağı yamacda toplanaraq qalın humus təbəqəsi əmələ gətirəcəkdir. Bununla belə, aşağı yamaclı torpaqlarda üzvi maddələrin az olması və sabitliyi zəifdir. mikroorqanizmlər tərəfindən asanlıqla parçalanır.Tədqiqat zamanı məlum olub ki, orta yamac və aşağı yamacda bitki örtüyü və müxtəlifliyi yüksək, lakin homojenlik azdır ki, bu da yerüstü qida maddələrinin qeyri-bərabər paylanmasına səbəb ola bilər.Qalın humus təbəqəsi suyu saxlayır və torpaq orqanizmləri aktivdir.Bütün bunlar belə üzvi maddələrin parçalanmasını sürətləndirir.
Yuxarı yamaclı, orta yamaclı və aşağı yamaclı dəmir yollarında qələvi-hidrolizləşdirilmiş azotun miqdarı təbii yamacdan daha yüksək idi ki, bu da onu göstərir ki, dəmir yolu yamacının üzvi azot minerallaşma dərəcəsi təbii yamacdan xeyli yüksəkdir. Hissəciklər nə qədər kiçik olarsa, torpağın mikroorqanizmi və ya quruluşu bir o qədər qeyri-sabitdir. aqreqatlarda, minerallaşmış üzvi azot hovuzu isə nə qədər böyükdür60,61.62 tədqiqatın nəticələrinə uyğun olaraq, dəmir yolu yamaclarının torpağında xırda hissəcikli aqreqatların miqdarı təbii yamaclara nisbətən xeyli yüksək olmuşdur.Ona görə də dəmiryolunda gübrənin, üzvi maddələrin və relslərin tərkibini yaxşılaşdırmaq üçün müvafiq tədbirlər görülməlidir. torpağın davamlı istifadəsi. Səth axını nəticəsində yaranan mövcud fosfor və mövcud kalium tullantıları dəmir yolu yamacının ümumi itkisinin 77,27%-dən 99,79%-ə qədərini təşkil etmişdir. Səth axını yamac torpaqlarda mövcud qida maddələrinin itkisinin əsas amili ola bilər63,64,65.
Cədvəl 4-də göstərildiyi kimi, yamac mövqeyi ilə mövcud fosfor arasında əhəmiyyətli müsbət korrelyasiya (R2=0,948) və yamac mövqeyi ilə mövcud kalium arasında korrelyasiya eyni olmuşdur (R2=0,898). Bu, yamac mövqeyinin soildə mövcud fosfor və mövcud kaliumun tərkibinə təsir etdiyini göstərir.
Qradient torpağın üzvi maddələrinin tərkibinə və azotun zənginləşməsinə təsir edən mühüm amildir66 və qradient nə qədər kiçik olarsa, zənginləşmə sürəti də bir o qədər çox olar. Torpağın qida maddələrinin zənginləşdirilməsi üçün qida maddələrinin itkisi zəiflədi və yamacın vəziyyətinin torpağın üzvi maddələrinin tərkibinə və ümumi azot zənginləşdirilməsinə təsiri açıq-aşkar olmadı. bitki kökləri. Üzvi turşular torpaqda mövcud olan fosforun və mövcud kaliumun fiksasiyası üçün faydalıdır. Buna görə də, yamacın vəziyyəti ilə mövcud fosfor, yamacın vəziyyəti ilə mövcud kalium arasında əhəmiyyətli korrelyasiya var idi.
Torpağın qida maddələri ilə torpağın korroziyası arasındakı əlaqəni aydınlaşdırmaq üçün korrelyasiyanı təhlil etmək lazımdır. Cədvəl 5-də göstərildiyi kimi, redoks potensialı mövcud azotla əhəmiyyətli dərəcədə mənfi korrelyasiya (R2 = -0,845) və mövcud fosfor (R2 = 0,842) və qırmızı kalium = 809R (mövcud olan) ilə əhəmiyyətli dərəcədə müsbət korrelyasiya edilmişdir. adətən torpağın bəzi fiziki və kimyəvi xassələrindən təsirlənən redoks keyfiyyətini əks etdirir və sonra torpağın bir sıra xassələrinə təsir göstərir. Buna görə də, torpağın qida maddələrinin transformasiyasının istiqamətini müəyyən edən mühüm amildir67. Fərqli redoks keyfiyyətləri müxtəlif vəziyyətlərə və qida amillərinin mövcudluğuna səbəb ola bilər. fosfor və mövcud kalium.
Metal xassələrə əlavə olaraq, korroziya potensialı torpağın xüsusiyyətləri ilə də bağlıdır. Korroziya potensialı üzvi maddələrlə əhəmiyyətli dərəcədə mənfi korrelyasiya edilmişdir, bu da üzvi maddələrin korroziya potensialına əhəmiyyətli təsir göstərdiyini göstərir. Bundan əlavə, üzvi maddələr də potensial gradient (SN) (R2=-0.713) və sulfat ionu (R2=0.01) ilə əhəmiyyətli dərəcədə mənfi korrelyasiya edilmişdir. qradiyenti (SN) və sulfat ionu.. Torpağın pH ilə mövcud kalium arasında əhəmiyyətli mənfi korrelyasiya var idi (R2 = -0,728).
Mövcud azot ümumi həll olunan duzlar və xlorid ionları ilə əhəmiyyətli dərəcədə mənfi, mövcud fosfor və mövcud kalium isə ümumi həll olunan duzlar və xlorid ionları ilə əhəmiyyətli dərəcədə müsbət korrelyasiya idi. Bu, mövcud qida tərkibinin ümumi həll olunan duzların və xlorid ionlarının miqdarına əhəmiyyətli dərəcədə təsir etdiyini göstərir. mövcud qida maddələrinin yığılması və tədarükü. Ümumi azot sulfat ionu ilə əhəmiyyətli dərəcədə mənfi, bikarbonat ilə isə əhəmiyyətli dərəcədə müsbət korrelyasiya edilmişdir, bu da ümumi azotun sulfat və bikarbonatın tərkibinə təsir etdiyini göstərir. kolloidlər.Bikarbonat ionları torpaqda azotun yığılmasına, sulfat ionları isə torpaqda azotun mövcudluğunu azaldır.Ona görə də torpaqda mövcud olan azot və humusun tərkibinin müvafiq qaydada artırılması torpağın korroziyasını azaltmaq üçün faydalıdır.
Torpaq mürəkkəb tərkibə və xassələrə malik bir sistemdir. Torpağın korroziyası bir çox amillərin sinergik təsirinin nəticəsidir. Buna görə də, torpağın korroziyasını qiymətləndirmək üçün ümumiyyətlə hərtərəfli qiymətləndirmə metodundan istifadə olunur. “Geotexniki Mühəndislik Tədqiqatı Kodu”na (GB50021-94) və Çin Torpaq Korroziyasına Qarşı Test Şəbəkəsinin sınaq metodlarına istinad edərək, torpağın korroziya dərəcəsi hərtərəfli qiymətləndirilə bilər, yalnız aşağıdakı standartlara uyğun olaraq korroziya 1 zəifdir: korroziya , orta korroziya və ya güclü korroziya yoxdur; (2) güclü korroziya yoxdursa, orta korroziya kimi qiymətləndirilir; (3) bir və ya iki güclü korroziya yeri varsa, o, güclü korroziya kimi qiymətləndirilir; (4) 3 və ya daha çox güclü korroziya yeri varsa, bu, güclü korroziya üçün güclü korroziya kimi qiymətləndirilir.
Torpağın müqavimətinə, redoks potensialına, suyun tərkibinə, duzun tərkibinə, pH dəyərinə, Cl- və SO42- tərkibinə görə müxtəlif yamaclarda qrunt nümunələrinin korroziya dərəcələri hərtərəfli qiymətləndirilmişdir. Tədqiqatın nəticələri göstərir ki, bütün yamaclardakı qruntlar yüksək korroziyaya malikdir.
Korroziya potensialı yamacın qoruyucu şəbəkəsinin korroziyasına təsir edən mühüm amildir. Üç yamacın korroziya potensialı -200 mv-dən aşağıdır, bu da yoxuşda olan metal şəbəkənin korroziyasına ən çox təsir göstərir. Potensial qradiyent torpaqdakı boş cərəyanın miqyasını mühakimə etmək üçün istifadə edilə bilər. orta yamaclarda.Yuxarı, orta və aşağı yamacların torpaqlarında ümumi həll olunan duzun tərkibi 500 mq/kq-dan yuxarı olub, yamacın qoruyucu şəbəkəsinə korroziya təsiri orta səviyyədə olub. Torpağın sululuğu yamacın ortasında və aşağı yamacda metal torların korroziyasına təsir edən mühüm amildir və ən çox korroziyadan qorunmalara daha çox təsir göstərir. orta yamaclı torpaq, tez-tez mikrob fəaliyyətinin və sürətli bitki böyüməsinin olduğunu göstərir.
Tədqiqatlar göstərir ki, korroziya potensialı, potensial gradient, ümumi həll olunan duz tərkibi və suyun tərkibi üç yamacda torpağın korroziyasına təsir edən əsas amillərdir və qruntun korroziyası güclü kimi qiymətləndirilir. Yamacın mühafizəsi şəbəkəsinin korroziyası orta yamacda ən ciddidir ki, bu da mövcud dəmir yolu və orqan-təbii əlavələrin korroziyaya qarşı dizaynına istinad edir. gübrə torpağın korroziyasını azaltmaq, bitki böyüməsini asanlaşdırmaq və nəhayət, yamacı sabitləşdirmək üçün faydalıdır.
Bu məqaləyə necə istinad etmək olar: Chen, J. et al. Çin dəmir yolu xətti boyunca qaya yamac şəbəkəsinin korroziyasına torpaq tərkibinin və elektrokimyasının təsiri.science.Rep. 5, 14939; doi: 10.1038/srep14939 (2015).
Lin, YL & Yang, GL Zəlzələ həyəcanı altında dəmir yolu alt qatının yamaclarının dinamik xüsusiyyətləri.təbii fəlakət.69, 219–235 (2013).
Sui Wang, J. et al. Sichuan əyalətinin Wenchuan zəlzələ bölgəsində magistral yolların tipik zəlzələ zərərinin təhlili Çin Qaya Mexanikası və Mühəndisliyi Jurnalı.28, 1250–1260 (2009).
Weilin, Z., Zhenyu, L. & Jinsong, J. Wenchuan zəlzələsində avtomobil yolu körpülərinin seysmik zədələnməsinin təhlili və əks tədbirləri. Çin Qaya Mexanikası və Mühəndisliyi Jurnalı.28, 1377–1387 (2009).
Lin, CW, Liu, SH, Lee, SY & Liu, CC Çiçi zəlzələsinin Tayvanın mərkəzində sonrakı yağışların səbəb olduğu sürüşmələrə təsiri. Mühəndislik Geologiyası.86, 87–101 (2006).
Koi, T. et al. Zəlzələ nəticəsində yaranan sürüşmələrin dağ su hövzəsində çöküntü istehsalına uzunmüddətli təsiri: Tanzawa region, Japan.geomorphology.101, 692–702 (2008).
Hongshuai, L., Jingshan, B. & Dedong, L. Geotexnical yamacların seysmik dayanıqlıq təhlili üzrə tədqiqatın icmalı. Zəlzələ Mühəndisliyi və Mühəndislik Vibrasiyası.25, 164-171 (2005).
Yue Ping, Sıçuandakı Wenchuan zəlzələsinin yaratdığı geoloji təhlükələr haqqında araşdırma. Journal of Engineering Geology 4, 7–12 (2008).
Əli, F. Bitki örtüyü ilə yamacın qorunması: bəzi tropik bitkilərin kök mexanikası. International Journal of Physical Sciences.5, 496–506 (2010).
Takyu, M., Aiba, SI & Kitayama, K. Mount Kinabalu, Borneo.Plant Ecology.159, 35–49 (2002) müxtəlif geoloji şəraitdə tropik aşağı dağ meşələrində topoqrafik təsirlər.
Stokes, A. et al. Təbii və mühəndis yamaclarını sürüşmələrdən qorumaq üçün ideal bitki kök xüsusiyyətləri. Plants and Soils, 324, 1-30 (2009).
De Baets, S., Poesen, J., Gyssels, G. & Knapen, A. Konsentrasiyalı axın zamanı çəmən köklərinin torpağın üst qatının eroziyaya məruz qalmasına təsiri. Geomorfologiya 76, 54-67 (2006).