Terima kasih kerana melawati Nature.com.Versi penyemak imbas yang anda gunakan mempunyai sokongan terhad untuk CSS.Untuk pengalaman terbaik, kami mengesyorkan agar anda menggunakan penyemak imbas yang dikemas kini (atau matikan mod keserasian dalam Internet Explorer).Sementara itu, untuk memastikan sokongan berterusan, kami akan memaparkan tapak tanpa gaya dan JavaScript.
Mengambil cerun kereta api Sui-Chongqing sebagai objek kajian, kerintangan tanah, elektrokimia tanah (potensi kakisan, potensi redoks, kecerunan potensi dan pH), anion tanah (jumlah garam larut, Cl-, SO42- dan) dan Pemakanan tanah. (Kandungan lembapan, bahan organik, jumlah nitrogen, nitrogen terhidrolisis alkali, kalium yang ada) gred fosforus yang berbeza mengikut penunjuk individu dan penunjuk komprehensif tanah tiruan.Berbanding dengan faktor lain, air mempunyai pengaruh yang paling besar ke atas kakisan jaring perlindungan cerun, diikuti dengan kandungan anion.Jumlah garam larut mempunyai kesan sederhana ke atas kakisan jaring perlindungan cerun, dan arus sesat mempunyai kesan sederhana ke atas kakisan jaring perlindungan cerun dan tahap penghakisan menyeluruh terhadap tanah tercemar. cerun adalah sederhana, dan kakisan pada cerun tengah dan bawah adalah kuat.Bahan organik dalam tanah berkorelasi dengan ketara dengan kecerunan yang berpotensi.Nitrogen yang ada, kalium yang ada dan fosforus yang ada mempunyai korelasi yang ketara dengan anion.Pengagihan nutrien tanah secara tidak langsung berkaitan dengan jenis cerun.
Apabila membina landasan kereta api, lebuh raya dan kemudahan pemuliharaan air, bukaan gunung selalunya tidak dapat dielakkan. Disebabkan oleh pergunungan di barat daya, pembinaan landasan kereta api China memerlukan banyak penggalian gunung. Ia memusnahkan tanah dan tumbuh-tumbuhan asal, mewujudkan cerun berbatu yang terdedah. Keadaan ini membawa kepada tanah runtuh dan hakisan tanah, sekali gus mengancam keselamatan jalan raya selepas Mei dan rel. 12, 2008 Gempa bumi Wenchuan.Tanah runtuh telah menjadi bencana gempa bumi yang tersebar luas dan serius1. Dalam penilaian 2008 ke atas 4,243 kilometer jalan utama di Wilayah Sichuan, terdapat 1,736 bencana gempa bumi yang teruk di dasar jalan dan tembok penahan cerun, mencakupi 39.76% daripada jumlah panjang penilaian. Kerugian ekonomi langsung daripada kerosakan jalan raya melebihi 58 bilion yuan menunjukkan geografi canang 2,33 bilion yuan bertahan sekurang-kurangnya 10 tahun (gempa Taiwan) malah selama 40-50 tahun (gempa bumi Kanto di Jepun)4,5.Kecerunan adalah faktor utama yang mempengaruhi bahaya gempa6,7.Oleh itu, adalah perlu untuk mengekalkan cerun jalan dan mengukuhkan kestabilannya.Tumbuhan memainkan peranan yang tidak boleh ditukar ganti dalam perlindungan cerun dan landskap batuan biasa8. cerun tidak mempunyai pengumpulan faktor nutrien seperti bahan organik, nitrogen, fosforus, dan kalium, dan tidak mempunyai persekitaran tanah yang diperlukan untuk pertumbuhan tumbuh-tumbuhan. Disebabkan oleh faktor-faktor seperti cerun yang besar dan hakisan hujan, tanah cerun mudah hilang. Persekitaran cerun adalah keras, tidak mempunyai keadaan yang diperlukan untuk pertumbuhan tumbuhan, dan tanah yang semburan cerun tidak dapat menyokong kestabilan tanah9. ialah teknologi pemulihan ekologi cerun yang biasa digunakan di negara saya.Tanah tiruan yang digunakan untuk penyemburan terdiri daripada batu hancur, tanah ladang, jerami, baja sebatian, agen penahan air dan pelekat (pelekat yang biasa digunakan termasuk simen Portland, gam organik dan pengemulsi asfalt) dalam perkadaran tertentu dengan dawai berduri, kemudiannya dengan dawai berduri. rivet dan bolt anchor, dan akhirnya menyembur tanah tiruan yang mengandungi biji benih di cerun dengan penyembur khas. 14# berlian berbentuk jaring logam yang tergalvani sepenuhnya kebanyakannya digunakan, dengan standard mesh 5cm × 5cm dan diameter 2mm. Mesh logam membolehkan matriks tanah untuk membentuk tanah yang tahan lama akan corrothic slab logam mesh. elektrolit, dan tahap kakisan bergantung pada ciri-ciri tanah. Penilaian faktor kakisan tanah adalah sangat penting untuk menilai hakisan jejaring logam akibat tanah dan menghapuskan bahaya tanah runtuh.
Akar tumbuhan dipercayai memainkan peranan yang penting dalam penstabilan cerun dan kawalan hakisan10,11,12,13,14.Untuk menstabilkan cerun terhadap tanah runtuh cetek, tumbuh-tumbuhan boleh digunakan kerana akar tumbuhan boleh membaiki tanah untuk mengelakkan tanah runtuh15,16,17.Tumbuhan kayu, terutamanya pokok, membantu membentuk struktur akar cetek dan tegak. tumbuh-tumbuhan yang bertindak sebagai cerucuk pengukuhan di dalam tanah. Perkembangan corak seni bina akar didorong oleh gen, dan persekitaran tanah memainkan peranan yang menentukan dalam proses ini. Kakisan kepada logam berbeza-beza mengikut persekitaran tanah20. Tahap kakisan logam dalam tanah boleh berkisar daripada pembubaran yang agak cepat kepada kesan yang boleh diabaikan21. Hasil pembentukan "tanah semulajadi" yang sebenar adalah berbeza daripada "persekitaran luar tanah" sebenar. dan pelbagai organisma selama berpuluh-puluh juta tahun22,23,24.Sebelum tumbuh-tumbuhan berkayu membentuk sistem akar dan ekosistem yang stabil, sama ada jaringan logam yang digabungkan dengan cerun batu dan tanah buatan boleh berfungsi dengan selamat adalah berkaitan secara langsung dengan pembangunan ekonomi semula jadi, keselamatan hidupan dan peningkatan persekitaran ekologi.
Walau bagaimanapun, kakisan logam boleh membawa kepada kerugian yang besar.Menurut tinjauan yang dijalankan di China pada awal 1980-an ke atas jentera kimia dan industri lain, kerugian yang disebabkan oleh kakisan logam menyumbang 4% daripada jumlah nilai keluaran.Oleh itu, adalah amat penting untuk mengkaji mekanisme kakisan dan mengambil langkah perlindungan untuk pembinaan ekonomi.Tanah adalah kompleks mikroorganisma gas dan cecair metabolit boleh menghakis bahan, dan arus sesat juga boleh menyebabkan kakisan.Oleh itu, adalah penting untuk mengelakkan kakisan logam yang tertimbus di dalam tanah.Pada masa ini, penyelidikan mengenai kakisan logam tertimbus terutamanya tertumpu kepada (1) faktor yang mempengaruhi kakisan logam tertimbus25; (2) kaedah perlindungan logam26,27; (3) kaedah penghakiman untuk tahap kakisan logam28; Kakisan dalam media yang berbeza.Walau bagaimanapun, semua tanah dalam kajian adalah semula jadi dan telah melalui proses pembentukan tanah yang mencukupi. Walau bagaimanapun, tiada laporan mengenai hakisan tanah tiruan cerun batuan kereta api.
Berbanding dengan media menghakis yang lain, tanah tiruan mempunyai ciri-ciri ketakcairan, heterogen, kemusiman dan kedaerahan.Kakisan logam dalam tanah tiruan disebabkan oleh interaksi elektrokimia antara logam dan tanah tiruan.Selain faktor semula jadi, kadar kakisan logam juga bergantung kepada persekitaran sekeliling.Pelbagai faktor yang mempengaruhi kakisan logam, seperti kandungan molttur, kandungan garam secara individu atau dalam kandungan garam. kandungan anion dan ion logam, pH, mikrob tanah30,31,32.
Dalam 30 tahun amalan, persoalan bagaimana untuk mengekalkan tanah tiruan secara kekal di cerun berbatu telah menjadi masalah33. Pokok renek atau pokok tidak boleh tumbuh di beberapa cerun selepas 10 tahun penjagaan manual akibat hakisan tanah. Kotoran pada permukaan jejaring logam telah dihanyutkan di beberapa tempat. Disebabkan oleh kakisan dan beberapa jerat logam di atas dan di bawahnya hilang). penyelidikan tentang kakisan cerun kereta api terutamanya tertumpu kepada kakisan grid pembumian pencawang kereta api, kakisan arus sesat yang dijana oleh rel ringan, dan kakisan jambatan kereta api34,35, landasan dan peralatan kenderaan lain36. Tiada laporan tentang kakisan cerun kereta api mengkaji sifat-sifat logam perlindungan cerun keretapi, bahan kimia elektrokimia kertas ini. cerun Kereta Api Suiyu, bertujuan untuk meramalkan kakisan logam dengan menilai sifat tanah dan menyediakan asas teori dan praktikal untuk pemulihan ekosistem tanah dan pemulihan buatan. Cerun buatan.
Tapak ujian terletak di kawasan berbukit Sichuan (30°32′N, 105°32′E) berhampiran Stesen Kereta Api Suining. Kawasan ini terletak di tengah-tengah Lembangan Sichuan, dengan pergunungan dan bukit rendah, dengan struktur geologi yang ringkas dan rupa bumi rata. Hakisan, pemotongan dan pengumpulan air mewujudkan landskap berbukit terhakis dan terutamanya batu kapur adalah batu kapur, batu kapur yang rendah. batu lumpur.Integritinya adalah lemah, dan batunya adalah struktur berhalangan.Kawasan kajian mempunyai iklim monsun lembap subtropika dengan ciri-ciri bermusim awal musim bunga, musim panas panas, musim luruh pendek dan lewat musim sejuk.Hujan adalah banyak, sumber cahaya dan haba adalah banyak, tempoh bebas fros adalah panjang (285 hari secara purata), iklim adalah sederhana, suhu purata bulan 4°C paling panas. ialah 27.2°C, dan suhu maksimum melampau ialah 39.3°C. Bulan paling sejuk ialah Januari (suhu purata ialah 6.5°C), suhu minimum melampau ialah -3.8°C dan purata taburan hujan tahunan ialah 920 mm, terutamanya tertumpu pada bulan Julai dan Ogos. Hujan pada musim bunga, musim panas, musim luruh dan musim sejuk amat berbeza-beza. Peratusan taburan hujan pada setiap musim tahun ialah 19-21%, 51-54%, 22-24% dan 4-5% masing-masing.
Tapak penyelidikan adalah cerun kira-kira 45° di cerun Kereta Api Yu-Sui yang dibina pada 2003. Pada April 2012, ia menghadap ke selatan dalam jarak 1 km dari Stesen Kereta Api Suining. Cerun semula jadi digunakan sebagai kawalan. Pemulihan ekologi cerun menggunakan teknologi penyemburan tanah topdressing asing untuk pemulihan ekologi. Menurut ketinggian cerun sisi kereta api, cerun boleh dibahagikan kepada cerun atas, cerun pertengahan dan cerun bawah (Gamb. 2). Memandangkan ketebalan tanah yang dipotong adalah lebih kurang 10cm mengelak cerun. daripada produk kakisan jaringan logam tanah, kami hanya menggunakan penyodok keluli tahan karat untuk mengambil permukaan tanah 0-8cm. Empat replika telah ditetapkan untuk setiap kedudukan cerun, dengan 15-20 titik persampelan rawak setiap replika. Setiap replika adalah campuran 15-20 yang ditentukan secara rawak dari titik persampelan garis berbentuk S ke belakang. beg ziplock polietilena untuk pemprosesan.Tanah secara semula jadi kering udara, dan kerikil serta sisa haiwan dan tumbuhan dipetik, dihancurkan dengan kayu akik, dan diayak dengan ayak nilon 20 mesh, 100 mesh kecuali zarah kasar.
Rintangan tanah diukur oleh penguji rintangan pembumian VICTOR4106 yang dihasilkan oleh Syarikat Instrumen Shengli; kerintangan tanah diukur di lapangan; kelembapan tanah diukur dengan kaedah pengeringan. Alat mv/pH digital mudah alih DMP-2 mempunyai galangan input yang tinggi untuk mengukur potensi kakisan tanah. Kecerunan potensi dan potensi redoks ditentukan oleh mv/pH digital mudah alih DMP-2, jumlah garam larut dalam tanah ditentukan oleh kaedah pengeringan sisa, kaedah kandungan ion klorida dalam tanah titrasi AgNO3 sulfat. ditentukan oleh kaedah Pentitratan EDTA tidak langsung, kaedah titrasi penunjuk berganda untuk menentukan karbonat dan bikarbonat tanah, kaedah pemanasan pengoksidaan kalium dikromat untuk menentukan bahan organik tanah, kaedah resapan larutan alkali untuk menentukan nitrogen hidrolisis alkali tanah, pencernaan H2SO4-HClO4 kaedah kolorimetrik Mo-Sb Jumlah fosforus dalam tanah dan kandungan fosforus yang ada dalam kaedah Ol05HCO3 dalam tanah telah ditentukan pengekstrak), dan jumlah kandungan kalium dalam tanah ditentukan oleh fotometri api gabungan natrium hidroksida.
Data eksperimen pada mulanya disusun secara sistematik. Statistik SPSS 20 digunakan untuk melaksanakan min, sisihan piawai, ANOVA sehala, dan analisis korelasi manusia.
Jadual 1 membentangkan sifat elektromekanikal, anion dan nutrien tanah dengan cerun yang berbeza. Potensi kakisan, kerintangan tanah dan kecerunan potensi timur-barat bagi cerun yang berbeza semuanya adalah ketara (P <0.05). Potensi redoks menuruni bukit, cerun pertengahan dan cerun semula jadi adalah ketara (P <0.05). Potensi tegak lurus, kecerunan ke arah utara. kecerunan, ialah cerun atas>cerun bawah>cerun tengah.Nilai pH tanah adalah dalam susunan cerun turun>mendaki>cerun tengah>cerun semula jadi. Jumlah garam larut, cerun semula jadi adalah lebih tinggi dengan ketara daripada cerun kereta api (P < 0.05). Jumlah kandungan garam larut bagi tanah larut gred ketiga/kg 50 cerun mempunyai kandungan garam di atas 50kg kereta api gred ketiga. kesan sederhana terhadap kakisan logam.Kandungan bahan organik tanah adalah paling tinggi di cerun semula jadi dan paling rendah di cerun menuruni bukit (P <0.05). Jumlah kandungan nitrogen adalah paling tinggi di cerun tengah dan paling rendah di cerun bukit; kandungan nitrogen yang ada adalah paling tinggi di cerun bawah dan cerun tengah, dan paling rendah dalam cerun semula jadi; jumlah kandungan nitrogen bagi cerun atas dan bawah kereta api adalah lebih rendah, tetapi kandungan nitrogen yang ada adalah lebih tinggi. Ini menunjukkan bahawa kadar mineralisasi nitrogen organik menaik dan menurun adalah pantas. Kandungan kalium yang ada adalah sama dengan fosforus yang ada.
Kerintangan tanah ialah indeks yang menunjukkan kekonduksian elektrik dan parameter asas untuk menilai kakisan tanah. Faktor-faktor yang mempengaruhi kerintangan tanah termasuk kandungan lembapan, jumlah kandungan garam larut, pH, tekstur tanah, suhu, kandungan bahan organik, suhu tanah dan kekedapan. Secara umumnya, tanah dengan kerintangan rendah lebih mengakis, dan sebaliknya. Menggunakan kerintangan tanah yang biasa digunakan untuk menilai kaedah yang biasa digunakan dalam pelbagai negara.1. kriteria penilaian gred kekakisan bagi setiap indeks tunggal37,38.
Mengikut keputusan ujian dan piawaian di negara saya (Jadual 1), jika kekakisan tanah hanya dinilai dengan kerintangan tanah, tanah di cerun bukit adalah sangat menghakis; tanah di cerun menuruni adalah sederhana menghakis; kekakisan tanah pada cerun tengah dan cerun semula jadi agak rendah lemah.
Kerintangan tanah cerun menanjak adalah jauh lebih rendah daripada bahagian cerun yang lain, yang mungkin disebabkan oleh hakisan hujan.Tanah atas di cerun menaik mengalir ke cerun tengah bersama air, supaya jaring perlindungan cerun logam cerun dekat dengan tanah atas. Beberapa jerat logam telah terdedah dan juga digantung di udara; (berperintangan di udara). jarak cerucuk ialah 3m; kedalaman pemanduan cerucuk adalah di bawah 15cm.Mesh logam kosong dan karat mengelupas boleh mengganggu keputusan pengukuran.Oleh itu, adalah tidak boleh dipercayai untuk menilai kekakisan tanah hanya dengan indeks kerintangan tanah.Dalam penilaian menyeluruh terhadap kakisan, kerintangan tanah cerun tidak diambil kira.
Disebabkan oleh kelembapan relatif yang tinggi, udara lembap saka di kawasan Sichuan menyebabkan jaringan logam yang terdedah kepada udara terhakis lebih serius daripada jaringan logam yang ditanam di dalam tanah39. Pendedahan jaringan dawai ke udara boleh mengakibatkan hayat perkhidmatan yang berkurangan, yang boleh menjejaskan kestabilan tanah menaik. Kehilangan tanah boleh menyukarkan tumbuh-tumbuhan, terutamanya tumbuhan berkayu, untuk tumbuh dengan sistem akar yang sukar. mendaki bukit untuk memantapkan tanah.Pada masa yang sama, pertumbuhan tumbuhan juga boleh meningkatkan kualiti tanah dan meningkatkan kandungan humus di dalam tanah, yang bukan sahaja dapat mengekalkan air, tetapi juga menyediakan persekitaran yang baik untuk pertumbuhan dan pembiakan haiwan dan tumbuhan, dengan itu mengurangkan kehilangan tanah.Oleh itu, pada peringkat awal pembinaan, lebih banyak benih berkayu harus disemai di atas cerun, dan dengan itu perlu ditambah dengan pelindungan air, sebagai pelindung air yang berterusan. hakisan tanah cerun oleh air hujan.
Potensi kakisan merupakan faktor penting yang mempengaruhi kakisan jaring perlindungan cerun pada cerun tiga tingkat, dan mempunyai impak yang paling besar pada cerun menanjak (Jadual 2). Dalam keadaan biasa, potensi kakisan tidak banyak berubah dalam persekitaran tertentu. Perubahan yang ketara boleh disebabkan oleh arus sesat. Arus sesat merujuk kepada arus 40, 42 dasar dan leak, kenderaan awam yang menggunakan tanah sederhana ke dalam tanah. sistem pengangkutan.Dengan perkembangan sistem pengangkutan, sistem pengangkutan kereta api negara saya telah mencapai elektrifikasi berskala besar, dan kakisan logam yang tertimbus yang disebabkan oleh kebocoran arus terus daripada landasan keretapi elektrik tidak boleh diabaikan.Pada masa ini, kecerunan potensi tanah boleh digunakan untuk menentukan sama ada tanah mengandungi gangguan arus sesat.Apabila kecerunan permukaan tanah adalah lebih rendah daripada mv.5. arus sesat rendah; apabila kecerunan potensi berada dalam julat 0.5 mv/m hingga 5.0 mv/m, arus sesat adalah sederhana; apabila kecerunan potensi lebih besar daripada 5.0 mv/m , paras arus sesat adalah tinggi. Julat terapung bagi kecerunan potensi (EW) cerun tengah, cerun atas dan cerun bawah ditunjukkan dalam Rajah 3. Dari segi julat terapung, terdapat arus sesat sederhana di arah timur-barat dan utara-selatan faktor penting arus tengah laut, lereng tengah laut. menjejaskan kakisan jerat logam pada cerun tengah dan cerun bawah, terutamanya pada cerun pertengahan.
Secara amnya, potensi redoks tanah (Eh) di atas 400 mV menunjukkan keupayaan pengoksidaan, di atas 0-200 mV adalah keupayaan mengurangkan sederhana, dan di bawah 0 mV adalah keupayaan mengurangkan yang besar. Semakin rendah potensi redoks tanah, semakin besar keupayaan kakisan mikroorganisma tanah kepada logam44. Adalah mungkin untuk meramalkan arah aliran dari tiga tanah redox potensi hakisan mikrob merah yang didapati. cerun adalah lebih besar daripada 500 mv, dan tahap kakisan adalah sangat kecil. Ia menunjukkan bahawa keadaan pengudaraan tanah tanah cerun adalah baik, yang tidak kondusif kepada kakisan mikroorganisma anaerobik dalam tanah.
Kajian terdahulu mendapati bahawa kesan pH tanah terhadap hakisan tanah adalah jelas. Dengan turun naik nilai pH, kadar kakisan bahan logam terjejas dengan ketara. pH tanah berkait rapat dengan kawasan dan mikroorganisma di dalam tanah45,46,47. Secara amnya, kesan pH tanah terhadap kakisan bahan logam dalam tanah beralkali sedikit, tanah beralkali tidaklah jelas semua tanah beralkali. kesan pH terhadap kakisan jaringan logam adalah lemah.
Seperti yang dapat dilihat daripada Jadual 3, analisis korelasi menunjukkan bahawa potensi redoks dan kedudukan cerun berkorelasi secara positif secara signifikan (R2 = 0.858), potensi kakisan dan kecerunan potensi (SN) berkorelasi secara signifikan secara positif (R2 = 0.755), dan potensi redoks dan kecerunan potensi (SN) adalah berkorelasi secara signifikan secara positif (R2 = 75 = SN). Terdapat korelasi negatif yang signifikan antara potensi dan pH (R2 = -0.724). Kedudukan cerun berkorelasi positif secara signifikan dengan potensi redoks. Ini menunjukkan terdapat perbezaan dalam persekitaran mikro kedudukan cerun yang berbeza, dan mikroorganisma tanah berkait rapat dengan potensi redoks48, 49, 50. Potensi koreksi redoks pH5 dan Eh5 ini menunjukkan hubungan yang signifikan pH1 dan koreksi Eh5 dengan pH5. nilai tidak selalu berubah secara serentak semasa proses redoks tanah, tetapi mempunyai hubungan linear negatif. Potensi kakisan logam boleh mewakili keupayaan relatif untuk mendapatkan dan kehilangan elektron. Walaupun potensi kakisan berkorelasi secara signifikan secara positif dengan kecerunan potensi (SN), kecerunan potensi mungkin disebabkan oleh kehilangan elektron yang mudah oleh logam.
Jumlah kandungan garam larut tanah berkait rapat dengan kekakisan tanah.Secara amnya, semakin tinggi kemasinan tanah, semakin rendah kerintangan tanah, sekali gus meningkatkan rintangan tanah. Dalam elektrolit tanah, bukan sahaja anion dan julat yang berbeza-beza, tetapi juga pengaruh kakisan terutamanya karbonat, klorida dan sulfat. Di samping itu, jumlah kandungan garam tak larut tanah yang lain mempengaruhi kesan langsung tanah melalui kesan-kesan lain. potensi elektrod dalam logam dan keterlarutan oksigen tanah53.
Kebanyakan ion terlarut garam di dalam tanah tidak terlibat secara langsung dalam tindak balas elektrokimia, tetapi menjejaskan kakisan logam melalui kerintangan tanah. Semakin tinggi kemasinan tanah, semakin kuat kekonduksian tanah dan semakin kuat hakisan tanah. Kandungan kemasinan tanah di cerun semula jadi adalah lebih tinggi daripada cerun kereta api, yang mungkin disebabkan oleh tumbuh-tumbuhan yang kaya dengan tumbuhan semulajadi. dan pemuliharaan air.Sebab lain mungkin kerana cerun semula jadi telah mengalami pembentukan tanah matang (bahan induk tanah yang dibentuk oleh luluhawa batu), tetapi tanah cerun kereta api terdiri daripada serpihan batu hancur sebagai matriks "tanah buatan", dan belum melalui proses pembentukan tanah yang mencukupi. Mineral tidak dilepaskan.Selain itu, ion garam dalam tanah dalam cerun semula jadi meningkat melalui tindakan kapilari semasa penyejatan permukaan dan terkumpul di permukaan tanah, mengakibatkan peningkatan kandungan ion garam di permukaan tanah. Ketebalan tanah cerun kereta api adalah kurang daripada 20 cm, mengakibatkan ketidakupayaan lapisan atas tanah untuk menambah garam.
Ion positif (seperti K+, Na+, Ca2+, Mg2+, Al3+, dsb.) mempunyai sedikit kesan ke atas kakisan tanah, manakala anion memainkan peranan penting dalam proses elektrokimia kakisan dan mempunyai kesan yang ketara terhadap kakisan logam.Cl− boleh mempercepatkan kakisan anod dan merupakan anion yang paling menghakis; semakin tinggi kandungan Cl−, semakin kuat kakisan tanah.SO42− bukan sahaja menggalakkan kakisan keluli, tetapi juga menyebabkan kakisan pada beberapa bahan konkrit54.Juga menghakis besi.Dalam satu siri eksperimen tanah asid, kadar kakisan didapati berkadar dengan keasidan tanah55.Klorida dan sulfat yang boleh mensintelitkan secara langsung adalah komponen utama bagi accelet yang boleh terlarut dalam air. logam.Kajian telah menunjukkan bahawa kehilangan berat kakisan keluli karbon dalam tanah beralkali adalah hampir berkadar dengan penambahan ion klorida dan sulfat56,57.Lee et al. mendapati SO42- boleh menghalang kakisan, tetapi menggalakkan pembangunan lubang kakisan yang telah terbentuk58.
Mengikut piawaian penilaian kekakisan tanah dan keputusan ujian, kandungan ion klorida dalam setiap sampel tanah cerun adalah melebihi 100 mg/kg, menunjukkan kekakisan tanah yang kuat. Kandungan ion sulfat bagi kedua-dua cerun menaik dan menuruni bukit adalah melebihi 200 mg/kg dan di bawah 500 mg/kg, dan tanah berada dalam kandungan sulfat berkarat sederhana. 200mg/kg, dan kakisan tanah adalah lemah. Apabila medium tanah mengandungi kepekatan yang tinggi, ia akan mengambil bahagian dalam tindak balas dan menghasilkan skala kakisan pada permukaan elektrod logam, dengan itu memperlahankan tindak balas kakisan. Apabila kepekatan meningkat, skala mungkin pecah secara tiba-tiba, dengan itu mempercepatkan kadar kakisan; apabila kepekatan terus meningkat, skala kakisan meliputi permukaan elektrod logam, dan kadar kakisan menunjukkan trend yang perlahan sekali lagi59. Kajian mendapati bahawa jumlah dalam tanah adalah lebih rendah dan oleh itu mempunyai sedikit kesan ke atas kakisan.
Mengikut Jadual 4, korelasi antara cerun dan anion tanah menunjukkan terdapat korelasi positif yang signifikan antara ion cerun dan klorida (R2=0.836), dan korelasi positif yang signifikan antara cerun dan jumlah garam larut (R2=0.742).
Ini menunjukkan bahawa air larian permukaan dan hakisan tanah mungkin bertanggungjawab terhadap perubahan dalam jumlah garam larut dalam tanah. Terdapat korelasi positif yang signifikan antara jumlah garam larut dan ion klorida, yang mungkin disebabkan oleh jumlah garam larut adalah kumpulan ion klorida, dan kandungan jumlah garam larut menentukan kandungan klorida yang boleh menyebabkan perbezaan dalam larutan klorida. kakisan teruk bahagian mesh logam.
Bahan organik, jumlah nitrogen, nitrogen yang ada, fosforus yang ada dan kalium yang ada adalah nutrien asas tanah, yang menjejaskan kualiti tanah dan penyerapan nutrien oleh sistem akar. Nutrien tanah merupakan faktor penting yang mempengaruhi mikroorganisma dalam tanah, jadi patut dikaji sama ada terdapat korelasi antara nutrien tanah dan kakisan logam. Kereta Api Suiyu telah disiapkan pada tahun 2003, yang bermaksud bahawa tanah buatan hanya mengalami 9 tahun sahaja pengumpulan.Disebabkan kekhususan tanah tiruan, adalah perlu untuk mempunyai pemahaman yang baik tentang nutrien dalam tanah tiruan.
Penyelidikan menunjukkan bahawa kandungan bahan organik adalah yang paling tinggi dalam tanah cerun semula jadi selepas keseluruhan proses pembentukan tanah. Kandungan bahan organik tanah cerun rendah adalah yang paling rendah. Disebabkan oleh pengaruh luluhawa dan air larian permukaan, nutrien tanah akan terkumpul di cerun pertengahan dan cerun bawah, membentuk lapisan humus yang tebal. Walau bagaimanapun, disebabkan oleh zarah-zarah kecil dan kestabilan tanah yang lemah, bahan organik mudah terurai oleh mikroorganisma di cerun rendah. liputan dan kepelbagaian tumbuh-tumbuhan cerun tengah dan bawah adalah tinggi, tetapi kehomogenan adalah rendah, yang boleh menyebabkan pengagihan nutrien permukaan tidak sekata. Lapisan humus yang tebal menampung air dan organisma tanah aktif. Semua ini mempercepatkan penguraian bahan organik dalam tanah.
Kandungan nitrogen terhidrolisis alkali bagi landasan kereta api cerun atas, cerun tengah dan cerun bawah adalah lebih tinggi daripada cerun semula jadi, menunjukkan bahawa kadar mineralisasi nitrogen organik cerun kereta api adalah jauh lebih tinggi daripada cerun semula jadi. Semakin kecil zarah, semakin tidak stabil struktur tanah, semakin mudah bagi mikroorganisma terkumpul, bahan mineral terurai terurai. nitrogen organik60,61.Selaras dengan hasil kajian 62, kandungan agregat zarah kecil dalam tanah cerun kereta api adalah jauh lebih tinggi daripada cerun semula jadi.Oleh itu, langkah-langkah yang sewajarnya mesti diambil untuk meningkatkan kandungan baja, bahan organik dan nitrogen dalam tanah cerun keretapi, dan untuk menambah baik permukaan tanah yang tersedia dan fosfos yang tersedia. larian menyumbang 77.27% hingga 99.79% daripada jumlah kehilangan cerun kereta api. Larian permukaan mungkin menjadi pemacu utama kehilangan nutrien yang ada dalam tanah cerun63,64,65.
Seperti yang ditunjukkan dalam Jadual 4, terdapat korelasi positif yang signifikan antara kedudukan cerun dan fosforus yang tersedia (R2=0.948), dan korelasi antara kedudukan cerun dan kalium yang ada adalah sama (R2=0.898). Ia menunjukkan bahawa kedudukan cerun mempengaruhi kandungan fosforus yang ada dan kalium yang tersedia dalam tanah.
Kecerunan merupakan faktor penting yang mempengaruhi kandungan bahan organik tanah dan pengayaan nitrogen66, dan semakin kecil kecerunan, semakin besar kadar pengayaan. Bagi pengayaan nutrien tanah, kehilangan nutrien telah dilemahkan, dan kesan kedudukan cerun pada kandungan bahan organik tanah dan jumlah pengayaan nitrogen tidak jelas. Jenis dan bilangan tumbuhan yang berbeza pada cerun yang berbeza adalah rahsia asid organik tumbuhan yang berbeza. penetapan fosforus yang ada dan kalium yang ada di dalam tanah. Oleh itu, terdapat korelasi yang signifikan antara kedudukan cerun dan fosforus yang ada, dan kedudukan cerun dan kalium yang tersedia.
Untuk menjelaskan hubungan antara nutrien tanah dan kakisan tanah, adalah perlu untuk menganalisis korelasi tersebut.Seperti yang ditunjukkan dalam Jadual 5, potensi redoks berkorelasi negatif secara signifikan dengan nitrogen yang ada (R2 = -0.845) dan berkorelasi positif secara signifikan dengan fosforus yang ada (R2 = 0.842) dan kalium yang tersedia (R2 = 0.980) kualiti redox yang dipengaruhi oleh potensi merah. beberapa sifat fizikal dan kimia tanah, dan kemudian mempengaruhi satu siri sifat tanah.Oleh itu, ia merupakan faktor penting dalam menentukan arah transformasi nutrien tanah67.Kualiti redoks yang berbeza mungkin menyebabkan keadaan dan ketersediaan faktor pemakanan yang berbeza.Oleh itu, potensi redoks mempunyai korelasi yang ketara dengan nitrogen yang ada, fosforus yang ada dan kalium yang tersedia.
Selain sifat logam, potensi kakisan juga berkaitan dengan sifat tanah. Potensi kakisan berkorelasi negatif secara signifikan dengan bahan organik, menunjukkan bahawa bahan organik mempunyai kesan yang signifikan terhadap potensi kakisan. Selain itu, bahan organik juga berkorelasi negatif secara signifikan dengan kecerunan potensi (SN) (R2=-0.713) dan ion sulfat (R2=-0.671) dan ion sulfat (R2=-0.671) yang berpotensi juga menjejaskan kandungan bahan organik (SN) yang berpotensi. ion..Terdapat korelasi negatif yang signifikan antara pH tanah dan kalium yang ada (R2 = -0.728).
Nitrogen yang ada mempunyai korelasi negatif secara signifikan dengan jumlah garam larut dan ion klorida, dan fosforus yang tersedia dan kalium yang tersedia berkorelasi secara signifikan secara positif dengan jumlah garam larut dan ion klorida. Ini menunjukkan bahawa kandungan nutrien yang ada memberi kesan ketara kepada jumlah jumlah garam larut dan ion klorida dalam tanah, dan anion dalam tanah tidak kondusif dan membekalkan nutrien kondusif negatif yang signifikan kepada nitrogen. dengan ion sulfat, dan secara signifikan berkorelasi positif dengan bikarbonat, menunjukkan bahawa jumlah nitrogen mempunyai kesan ke atas kandungan sulfat dan bikarbonat. Tumbuhan mempunyai sedikit permintaan untuk ion sulfat dan ion bikarbonat, jadi kebanyakannya bebas di dalam tanah atau diserap oleh koloid tanah. Ion bikarbonat memihak kepada pengumpulan di dalam tanah, dan ion sulfat yang sesuai mengurangkan ketersediaan nitrogen dalam tanah, nitrogen dan humus yang sesuai mengurangkan ketersediaan nitrogen dalam tanah. bermanfaat untuk mengurangkan kekakisan tanah.
Tanah adalah sistem dengan komposisi dan sifat yang kompleks. Kekakisan tanah adalah hasil daripada tindakan sinergi dari banyak faktor. Oleh itu, kaedah penilaian komprehensif biasanya digunakan untuk menilai kekakisan tanah. Dengan merujuk kepada "Kod Penyiasatan Kejuruteraan Geoteknikal" (GB50021-94) dan kaedah ujian Rangkaian Ujian Hakisan Tanah China, gred kakisan tanah boleh dinilai secara komprehensif mengikut piawaian berikut: (1) Penilaian adalah kakisan lemah, jika hanya terdapat kakisan yang lemah atau kakisan yang kuat; (2) jika tiada kakisan yang kuat, ia dinilai sebagai kakisan sederhana; (3) jika terdapat satu atau dua tempat kakisan yang kuat, ia dinilai sebagai kakisan yang kuat; (4) jika terdapat 3 atau lebih tempat kakisan yang kuat, ia dinilai sebagai kakisan kuat untuk kakisan yang teruk.
Mengikut kerintangan tanah, potensi redoks, kandungan air, kandungan garam, nilai pH, dan kandungan Cl- dan SO42-, gred kakisan sampel tanah di pelbagai cerun telah dinilai secara menyeluruh. Hasil penyelidikan menunjukkan bahawa tanah di semua cerun adalah sangat menghakis.
Potensi kakisan adalah faktor penting yang mempengaruhi kakisan jaring perlindungan cerun. Potensi kakisan bagi ketiga-tiga cerun semuanya lebih rendah daripada -200 mv, yang mempunyai kesan paling besar ke atas kakisan jejaring logam menanjak. Kecerunan potensi boleh digunakan untuk menilai magnitud arus sesat dalam tanah. Arus sesat adalah faktor penting yang mempengaruhi kakisan logam atas bukit dan tengah. cerun, terutamanya di cerun tengah. Jumlah kandungan garam terlarut dalam tanah cerun atas, tengah dan bawah semuanya melebihi 500 mg/kg, dan kesan kakisan pada jaring perlindungan cerun adalah sederhana. Kandungan air tanah adalah faktor penting yang mempengaruhi kakisan jerat logam pada cerun pertengahan dan cerun bawah, dan mempunyai perlindungan mes yang lebih besar terhadap impak nutri. banyak dalam tanah cerun pertengahan, menunjukkan bahawa terdapat aktiviti mikrob yang kerap dan pertumbuhan tumbuhan yang pesat.
Penyelidikan menunjukkan bahawa potensi kakisan, kecerunan berpotensi, jumlah kandungan garam larut dan kandungan air adalah faktor utama yang mempengaruhi kakisan tanah pada tiga cerun, dan kekakisan tanah dinilai sebagai kuat. Hakisan rangkaian perlindungan cerun adalah yang paling serius di cerun tengah, yang menyediakan rujukan untuk reka bentuk perlindungan anti-karat bagi rangkaian perlindungan rel dan baja nitrogen yang ada. bermanfaat untuk mengurangkan kakisan tanah, memudahkan pertumbuhan tumbuhan, dan akhirnya menstabilkan cerun.
Cara memetik artikel ini: Chen, J. et al.Kesan komposisi tanah dan elektrokimia terhadap kakisan rangkaian cerun batu di sepanjang laluan kereta api China.science.Rep. 5, 14939; doi: 10.1038/srep14939 (2015).
Lin, YL & Yang, GL Ciri-ciri dinamik cerun subgred kereta api di bawah pengujaan gempa bumi. bencana alam.69, 219–235 (2013).
Sui Wang, J. et al.Analisis kerosakan biasa akibat gempa bumi di lebuh raya di kawasan yang dilanda gempa bumi Wenchuan di Wilayah Sichuan[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering.28, 1250–1260 (2009).
Weilin, Z., Zhenyu, L. & Jinsong, J. Analisis kerosakan seismik dan tindakan balas jambatan lebuh raya dalam gempa bumi Wenchuan.Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering.28, 1377–1387 (2009).
Lin, CW, Liu, SH, Lee, SY & Liu, CC Kesan gempa bumi Chichi terhadap tanah runtuh yang disebabkan oleh hujan berikutnya di tengah Taiwan.Geologi Kejuruteraan.86, 87–101 (2006).
Koi, T. et al.Kesan jangka panjang tanah runtuh akibat gempa bumi terhadap pengeluaran sedimen di kawasan tadahan air gunung: rantau Tanzawa, Jepun.geomorphology.101, 692–702 (2008).
Hongshuai, L., Jingshan, B. & Dedong, L. Kajian semula penyelidikan mengenai analisis kestabilan seismik cerun geoteknik. Kejuruteraan Gempa Bumi dan Getaran Kejuruteraan.25, 164–171 (2005).
Yue Ping, Penyelidikan tentang bahaya geologi yang disebabkan oleh gempa bumi Wenchuan di Sichuan. Jurnal Kejuruteraan Geologi 4, 7–12 (2008).
Ali, F. Perlindungan cerun dengan tumbuh-tumbuhan: mekanik akar beberapa tumbuhan tropika. Jurnal Sains Fizikal Antarabangsa.5, 496–506 (2010).
Takyu, M., Aiba, SI & Kitayama, K. Kesan topografi ke atas hutan pergunungan rendah tropika di bawah keadaan geologi yang berbeza di Gunung Kinabalu, Borneo.Ekologi Tumbuhan.159, 35–49 (2002).
Stokes, A. et al.Ciri-ciri akar tumbuhan yang ideal untuk melindungi cerun semula jadi dan kejuruteraan daripada tanah runtuh.Plants and Soils, 324, 1-30 (2009).
De Baets, S., Poesen, J., Gyssels, G. & Knapen, A. Kesan akar umbi terhadap kebolehhakisan tanah atas semasa aliran pekat.Geomorfologi 76, 54–67 (2006).