ขอขอบคุณที่เยี่ยมชม Nature.com เวอร์ชันเบราว์เซอร์ที่คุณใช้มีการรองรับ CSS อย่างจำกัด เพื่อประสบการณ์ที่ดีที่สุด เราขอแนะนำให้คุณใช้เบราว์เซอร์ที่อัปเดตแล้ว (หรือปิดโหมดการทำงานร่วมกันใน Internet Explorer) ในระหว่างนี้ เพื่อให้มั่นใจว่ามีการรองรับอย่างต่อเนื่อง เราจะแสดงไซต์โดยไม่มีสไตล์และ JavaScript
โดยใช้ความลาดชันของทางรถไฟสายซุย-ฉงชิ่งเป็นวัตถุวิจัย ความต้านทานของดิน อิเล็กโทรเคมีของดิน (ศักยภาพการกัดกร่อน ศักยภาพรีดอกซ์ ความชันของศักยภาพ และค่า pH) แอนไอออนของดิน (เกลือที่ละลายน้ำได้ทั้งหมด Cl-, SO42- และ) และสารอาหารในดิน (ปริมาณความชื้น อินทรียวัตถุ ไนโตรเจนทั้งหมด ไนโตรเจนที่ไฮโดรไลซ์ด้วยด่าง ฟอสฟอรัสที่มีอยู่ โพแทสเซียมที่มีอยู่) ภายใต้ความลาดชันที่แตกต่างกัน ระดับการกัดกร่อนจะได้รับการประเมินตามตัวบ่งชี้แต่ละตัวและตัวบ่งชี้ที่ครอบคลุมของดินเทียม เมื่อเปรียบเทียบกับปัจจัยอื่นๆ น้ำมีอิทธิพลสูงสุดต่อการกัดกร่อนของตาข่ายป้องกันความลาดชัน รองลงมาคือปริมาณแอนไอออน เกลือที่ละลายน้ำได้ทั้งหมดมีผลปานกลางต่อการกัดกร่อนของตาข่ายป้องกันความลาดชัน และกระแสรบกวนมีผลปานกลางต่อการกัดกร่อนของตาข่ายป้องกันความลาดชัน ระดับการกัดกร่อนของตัวอย่างดินได้รับการประเมินอย่างครอบคลุม และการกัดกร่อนบนความลาดชันด้านบนอยู่ในระดับปานกลาง และการกัดกร่อนบนความลาดชันตรงกลางและด้านล่างอยู่ในระดับรุนแรง อินทรียวัตถุในดินมีนัยสำคัญ มีความสัมพันธ์กับความลาดชันที่มีศักยภาพ ไนโตรเจนที่มีอยู่ โพแทสเซียมที่มีอยู่ และฟอสฟอรัสที่มีอยู่มีความสัมพันธ์อย่างมีนัยสำคัญกับแอนไอออน การกระจายของสารอาหารในดินมีความสัมพันธ์ทางอ้อมกับประเภทของความลาดชัน
ในการก่อสร้างทางรถไฟ ทางหลวง และสิ่งอำนวยความสะดวกเพื่อการอนุรักษ์น้ำ การเปิดช่องเขาเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ เนื่องมาจากภูเขาทางตะวันตกเฉียงใต้ การก่อสร้างทางรถไฟของจีนจึงต้องขุดภูเขาเป็นจำนวนมาก ซึ่งทำลายดินและพืชพันธุ์ดั้งเดิม ทำให้เกิดเนินหินที่เปิดโล่ง สถานการณ์ดังกล่าวทำให้เกิดดินถล่มและการกัดเซาะดิน ซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อความปลอดภัยของการขนส่งทางรถไฟได้ ดินถล่มส่งผลเสียต่อการจราจรบนถนน โดยเฉพาะอย่างยิ่งหลังจากเกิดแผ่นดินไหวที่เหวินชวนเมื่อวันที่ 12 พฤษภาคม พ.ศ. 2551 ดินถล่มได้กลายเป็นภัยพิบัติแผ่นดินไหวที่ลุกลามเป็นวงกว้างและรุนแรง1 จากการประเมินเส้นทางหลัก 4,243 กิโลเมตรในมณฑลเสฉวนเมื่อปี 2551 พบว่าเกิดแผ่นดินไหวรุนแรง 1,736 ครั้งในบริเวณทางและกำแพงกันดิน ซึ่งคิดเป็นร้อยละ 39.76 ของระยะทางทั้งหมดของการประเมิน การสูญเสียทางเศรษฐกิจโดยตรงจากความเสียหายของถนนมีมูลค่าเกินกว่า 58,000 ล้านหยวน 2,3 ตัวอย่างทั่วโลกแสดงให้เห็นว่าภัยธรรมชาติหลังแผ่นดินไหวอาจกินเวลานานอย่างน้อย 10 ปี (แผ่นดินไหวในไต้หวัน) และยาวนานถึง 40-50 ปี (แผ่นดินไหวในคันโตในญี่ปุ่น) 4,5 ความลาดชันเป็นปัจจัยหลักที่ส่งผลต่ออันตรายจากแผ่นดินไหว 6,7 ดังนั้น จึงจำเป็นต้องรักษาความลาดชันของถนนและเสริมสร้างเสถียรภาพให้มั่นคง พืชมีบทบาทสำคัญที่ไม่สามารถทดแทนได้ในการปกป้องความลาดชันและการฟื้นฟูภูมิทัศน์เชิงนิเวศ8 เมื่อเปรียบเทียบกับความลาดชันของดินทั่วไป ความลาดชันของหินไม่มีการสะสมของปัจจัยทางโภชนาการ เช่น อินทรียวัตถุ ไนโตรเจน ฟอสฟอรัส และโพแทสเซียม และไม่มีสภาพแวดล้อมของดินที่จำเป็นต่อการเจริญเติบโตของพืช เนื่องจาก ปัจจัยต่างๆ เช่น ความลาดชันขนาดใหญ่และการกัดเซาะของฝน ทำให้ดินลาดชันเสียหายได้ง่าย สภาพแวดล้อมของเนินเขามีความรุนแรง ขาดเงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับการเจริญเติบโตของพืช และดินลาดชันขาดเสถียรภาพในการรองรับ 9. การพ่นทางลาดด้วยวัสดุฐานเพื่อคลุมดินเพื่อปกป้องความลาดชันเป็นเทคโนโลยีการฟื้นฟูระบบนิเวศทางลาดที่ใช้กันทั่วไปในประเทศของฉัน ดินเทียมที่ใช้ในการพ่นประกอบด้วยหินบด ดินพื้นที่เกษตร ฟาง ปุ๋ยผสม สารกักเก็บน้ำ และกาว (กาวที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ ซีเมนต์พอร์ตแลนด์ กาวอินทรีย์ และอิมัลซิไฟเออร์แอสฟัลต์) ในสัดส่วนที่แน่นอน กระบวนการทางเทคนิคมีดังนี้: วางลวดหนามบนหินก่อน จากนั้นตรึงลวดหนามด้วยหมุดย้ำและสลักเกลียว และสุดท้ายฉีดพ่นดินเทียมที่มีเมล็ดพืชบนความลาดชันด้วยเครื่องพ่นพิเศษ ตาข่ายโลหะรูปเพชร 14# ที่ชุบสังกะสีทั้งหมดส่วนใหญ่ใช้ โดยมีมาตรฐานตาข่ายขนาด 5 ซม. × 5 ซม. และเส้นผ่านศูนย์กลาง 2 มม. ตาข่ายโลหะช่วยให้เมทริกซ์ของดินสร้างแผ่นหินโมโนลิธิกที่ทนทานบนพื้นผิวหิน ตาข่ายโลหะจะกัดกร่อนในดิน เนื่องจากดิน ตัวมันเองเป็นอิเล็กโทรไลต์ และระดับของการกัดกร่อนขึ้นอยู่กับลักษณะของดิน การประเมินปัจจัยการกัดกร่อนของดินมีความสำคัญอย่างยิ่งในการประเมินการกัดเซาะตาข่ายโลหะที่เกิดจากดินและการกำจัดอันตรายจากดินถล่ม
เชื่อกันว่ารากพืชมีบทบาทสำคัญในการรักษาเสถียรภาพของความลาดชันและการควบคุมการกัดเซาะ10,11,12,13,14 เพื่อรักษาเสถียรภาพของความลาดชันจากดินถล่มตื้นๆ สามารถใช้พืชพรรณได้ เนื่องจากรากพืชสามารถตรึงดินเพื่อป้องกันดินถล่ม15,16,17 พืชพรรณที่เป็นไม้เนื้อแข็ง โดยเฉพาะต้นไม้ ช่วยป้องกันดินถล่มตื้นๆ18 โครงสร้างป้องกันที่แข็งแรงสร้างขึ้นจากระบบรากแนวตั้งและแนวขวางของพืช ซึ่งทำหน้าที่เป็นเสาเข็มเสริมแรงในดินการพัฒนาของรูปแบบโครงสร้างของรากนั้นขับเคลื่อนโดยยีน และสภาพแวดล้อมของดินมีบทบาทสำคัญในกระบวนการเหล่านี้การกัดกร่อนของโลหะจะแตกต่างกันไปตามสภาพแวดล้อมของดิน20ระดับการกัดกร่อนของโลหะในดินอาจมีตั้งแต่การละลายค่อนข้างเร็วไปจนถึงผลกระทบเล็กน้อย21ดินเทียมนั้นแตกต่างอย่างมากจาก "ดิน" จริงการก่อตัวของดินตามธรรมชาติเป็นผลจากปฏิสัมพันธ์ระหว่างสภาพแวดล้อมภายนอกและสิ่งมีชีวิตต่างๆ ตลอดระยะเวลาหลายสิบล้านปี22,23,24ก่อนที่จะมีไม้เนื้อแข็ง พืชพรรณสร้างระบบรากและระบบนิเวศที่มั่นคง ไม่ว่าตาข่ายโลหะที่ใช้ร่วมกับทางลาดหินและดินเทียมจะสามารถทำงานได้อย่างปลอดภัยหรือไม่ก็ตาม มีผลเกี่ยวข้องโดยตรงกับการพัฒนาเศรษฐกิจธรรมชาติ ความปลอดภัยของชีวิต และการปรับปรุงสภาพแวดล้อมทางนิเวศวิทยา
อย่างไรก็ตาม การกัดกร่อนของโลหะอาจนำไปสู่การสูญเสียครั้งใหญ่ ตามการสำรวจที่ดำเนินการในประเทศจีนในช่วงต้นทศวรรษ 1980 เกี่ยวกับเครื่องจักรเคมีและอุตสาหกรรมอื่นๆ พบว่าการสูญเสียที่เกิดจากการกัดกร่อนของโลหะคิดเป็น 4% ของมูลค่าผลผลิตทั้งหมด ดังนั้น การศึกษาเกี่ยวกับกลไกการกัดกร่อนและการใช้มาตรการป้องกันเพื่อการก่อสร้างทางเศรษฐกิจจึงมีความสำคัญอย่างยิ่ง ดินเป็นระบบที่ซับซ้อนของก๊าซ ของเหลว ของแข็ง และจุลินทรีย์ เมแทบอไลต์ของจุลินทรีย์สามารถกัดกร่อนวัสดุได้ และกระแสไฟฟ้ารั่วก็อาจทำให้เกิดการกัดกร่อนได้เช่นกัน ดังนั้น การป้องกันการกัดกร่อนของโลหะที่ฝังอยู่ในดินจึงมีความสำคัญ ปัจจุบัน การวิจัยเกี่ยวกับการกัดกร่อนของโลหะที่ฝังอยู่มุ่งเน้นไปที่ (1) ปัจจัยที่มีผลต่อการกัดกร่อนของโลหะที่ฝังอยู่25; (2) วิธีการป้องกันโลหะ26,27; (3) วิธีการตัดสินระดับการกัดกร่อนของโลหะ28; การกัดกร่อนในสื่อต่างๆ อย่างไรก็ตาม ดินทั้งหมดในงานวิจัยเป็นดินธรรมชาติและได้ผ่านกระบวนการก่อตัวของดินที่เพียงพอ อย่างไรก็ตาม ไม่มีรายงานเกี่ยวกับการกัดเซาะดินเทียมบนทางลาดหินของทางรถไฟ
เมื่อเปรียบเทียบกับสื่อกัดกร่อนอื่นๆ ดินเทียมจะมีลักษณะของการไม่มีสภาพคล่อง ความไม่เป็นเนื้อเดียวกัน มีลักษณะตามฤดูกาลและตามภูมิภาค การกัดกร่อนของโลหะในดินเทียมเกิดจากปฏิกิริยาทางไฟฟ้าเคมีระหว่างโลหะกับดินเทียม นอกเหนือจากปัจจัยโดยกำเนิดแล้ว อัตราการกัดกร่อนของโลหะยังขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมโดยรอบอีกด้วย ปัจจัยต่างๆ มากมายส่งผลต่อการกัดกร่อนของโลหะไม่ว่าจะในลักษณะใดๆ ก็ตามหรือร่วมกัน เช่น ปริมาณความชื้น ปริมาณออกซิเจน ปริมาณเกลือที่ละลายน้ำได้ทั้งหมด ปริมาณแอนไอออนและไอออนโลหะ ค่า pH และจุลินทรีย์ในดิน30,31,32
ในระยะเวลา 30 ปีของการปฏิบัติ คำถามที่ว่าจะรักษาสภาพดินเทียมบนเนินหินให้คงอยู่ถาวรได้อย่างไรนั้นเป็นปัญหา33 ไม้พุ่มหรือต้นไม้ไม่สามารถเติบโตบนเนินบางแห่งได้หลังจากการดูแลด้วยมือเป็นเวลา 10 ปีเนื่องจากการกัดเซาะของดินสิ่งสกปรกบนพื้นผิวของตาข่ายโลหะถูกชะล้างไปในบางแห่งเนื่องจากการกัดกร่อน ตาข่ายโลหะบางส่วนแตกร้าวและสูญเสียดินทั้งหมดเหนือและใต้ตาข่าย (รูปที่ 1) ปัจจุบัน งานวิจัยเกี่ยวกับการกัดกร่อนของเนินรถไฟมุ่งเน้นไปที่การกัดกร่อนของกริดสายดินของสถานีย่อยรถไฟ การกัดกร่อนของกระแสไฟฟ้ารั่วที่เกิดจากรถไฟฟ้ารางเบา และการกัดกร่อนของสะพานรถไฟ34,35 รางรถไฟ และอุปกรณ์ยานพาหนะอื่นๆ36ไม่มีรายงานการกัดกร่อนของตาข่ายโลหะป้องกันเนินรถไฟบทความนี้ศึกษาคุณสมบัติทางกายภาพ เคมี และไฟฟ้าเคมีของดินเทียมบนเนินหินทางตะวันตกเฉียงใต้ของทางรถไฟ Suiyu โดยมุ่งหวังที่จะทำนายการกัดกร่อนของโลหะโดยการประเมินคุณสมบัติของดินและให้พื้นฐานทางทฤษฎีและทางปฏิบัติสำหรับการฟื้นฟูระบบนิเวศของดินและดินเทียม การฟื้นฟู.งานลาดเอียงเทียม.
สถานที่ทดสอบตั้งอยู่ในพื้นที่เนินเขาของเสฉวน (30°32′N, 105°32′E) ใกล้กับสถานีรถไฟซุ่ยหนิง พื้นที่ดังกล่าวตั้งอยู่กลางแอ่งเสฉวน มีภูเขาและเนินเขาเตี้ยๆ มีโครงสร้างทางธรณีวิทยาที่เรียบง่ายและภูมิประเทศที่ราบเรียบ การกัดเซาะ การกัดเซาะ และการสะสมของน้ำทำให้เกิดภูมิประเทศที่เป็นเนินเขาที่ถูกกัดเซาะ ชั้นหินแข็งส่วนใหญ่เป็นหินปูน ส่วนชั้นดินที่ทับถมอยู่ส่วนใหญ่เป็นทรายสีม่วงและหินโคลน ความสมบูรณ์ไม่ดี และหินมีโครงสร้างเป็นบล็อก พื้นที่ศึกษามีภูมิอากาศแบบมรสุมชื้นกึ่งร้อนชื้นซึ่งมีลักษณะตามฤดูกาลคือต้นฤดูใบไม้ผลิ ฤดูร้อนร้อนชื้น ฤดูใบไม้ร่วงสั้น และปลายฤดูหนาว ฝนตกชุก แหล่งแสงและความร้อนอุดมสมบูรณ์ ช่วงที่ไม่มีน้ำค้างแข็งยาวนาน (โดยเฉลี่ย 285 วัน) ภูมิอากาศอบอุ่น อุณหภูมิเฉลี่ยทั้งปีอยู่ที่ 17.4°C อุณหภูมิเฉลี่ยของเดือนที่ร้อนที่สุด (สิงหาคม) อยู่ที่ 27.2°C และอุณหภูมิสูงสุดคือ 39.3°C เดือนที่หนาวที่สุดคือเดือนมกราคม (อุณหภูมิเฉลี่ย 6.5 องศาเซลเซียส) อุณหภูมิต่ำสุดคือ -3.8 องศาเซลเซียส ปริมาณน้ำฝนเฉลี่ยทั้งปีคือ 920 มิลลิเมตร โดยส่วนใหญ่กระจุกตัวอยู่ในเดือนกรกฎาคมและสิงหาคม ปริมาณน้ำฝนในฤดูใบไม้ผลิ ฤดูร้อน ฤดูใบไม้ร่วง และฤดูหนาวแตกต่างกันมาก สัดส่วนปริมาณน้ำฝนในแต่ละฤดูกาลของปีคือ 19-21%, 51-54%, 22-24% และ 4-5% ตามลำดับ
พื้นที่วิจัยเป็นพื้นที่ลาดเอียงประมาณ 45 องศา บนแนวลาดชันของทางรถไฟ Yu-Sui ที่สร้างขึ้นในปี พ.ศ. 2546 และในเดือนเมษายน พ.ศ. 2555 พื้นที่ดังกล่าวหันหน้าไปทางทิศใต้ภายในระยะ 1 กม. จากสถานีรถไฟ Suining ความลาดชันตามธรรมชาติถูกใช้เป็นตัวควบคุม การฟื้นฟูระบบนิเวศของความลาดชันใช้เทคโนโลยีการพ่นดินแต่งหน้าจากต่างประเทศเพื่อการฟื้นฟูระบบนิเวศ ตามความสูงของความลาดชันด้านทางรถไฟ ความลาดชันสามารถแบ่งได้เป็นความลาดชันขึ้น ความลาดชันกลาง และความลาดชันลง (รูปที่ 2) เนื่องจากความหนาของดินเทียมที่ตัดความลาดชันคือประมาณ 10 ซม. เพื่อหลีกเลี่ยงการปนเปื้อนของผลิตภัณฑ์การกัดกร่อนของตาข่ายโลหะดิน เราจึงใช้เพียงพลั่วสเตนเลสในการวัดพื้นผิวดิน 0-8 ซม. กำหนดการจำลองสี่แบบสำหรับตำแหน่งความลาดชันแต่ละตำแหน่ง โดยมีจุดสุ่มตัวอย่าง 15-20 จุดต่อการจำลองแต่ละครั้ง แต่ละการจำลองเป็นส่วนผสมของ 15-20 จุดที่กำหนดแบบสุ่มจากจุดสุ่มตัวอย่างเส้นรูปตัว S น้ำหนักสดอยู่ที่ประมาณ 500 กรัม นำตัวอย่างกลับไปที่ห้องปฏิบัติการในถุงซิปล็อกโพลีเอทิลีนเพื่อดำเนินการ ดินจะถูกทำให้แห้งโดยอากาศตามธรรมชาติ และกรวดและเศษซากสัตว์และพืชจะถูกหยิบออก บดด้วยแท่งหินอเกต และร่อนด้วย ตะแกรงไนลอน 20 เมช, 100 เมช ยกเว้นอนุภาคหยาบ
ค่าความต้านทานของดินวัดโดยเครื่องทดสอบความต้านทานต่อสายดินรุ่น VICTOR4106 ที่ผลิตโดยบริษัท Shengli Instrument ส่วนค่าความต้านทานของดินวัดในพื้นที่ภาคสนาม ความชื้นในดินวัดโดยใช้วิธีการทำให้แห้ง เครื่องมือดิจิทัลแบบพกพา MV/PH รุ่น DMP-2 มีความต้านทานอินพุตสูงสำหรับการวัดศักย์การกัดกร่อนของดิน การไล่ระดับศักย์และศักย์รีดอกซ์กำหนดโดย MV/PH ดิจิทัลแบบพกพารุ่น DMP-2 ปริมาณเกลือที่ละลายได้ทั้งหมดในดินกำหนดโดยวิธีการทำให้สารตกค้างแห้ง ปริมาณไอออนคลอไรด์ในดินกำหนดโดยวิธีการไทเทรต AgNO3 (วิธี Mohr) ปริมาณซัลเฟตในดินกำหนดโดยวิธีการไทเทรต EDTA ทางอ้อม วิธีการไทเทรตตัวบ่งชี้คู่เพื่อกำหนดคาร์บอเนตและไบคาร์บอเนตในดิน วิธีการให้ความร้อนด้วยออกซิเดชันโพแทสเซียมไดโครเมตเพื่อกำหนดอินทรียวัตถุในดิน วิธีการแพร่กระจายของสารละลายด่างเพื่อกำหนดไนโตรเจนจากการไฮโดรไลซิสด้วยด่างในดิน วิธีการวัดสี Mo-Sb โดยการย่อยด้วย H2SO4-HClO4 ฟอสฟอรัสทั้งหมดในดินและปริมาณฟอสฟอรัสที่มีอยู่ในดินกำหนดโดยวิธี Olsen (สารละลาย NaHCO3 0.05 โมลต่อลิตรเป็นสารสกัด) และปริมาณโพแทสเซียมทั้งหมดในดินกำหนดโดยการถ่ายภาพด้วยเปลวไฟหลอมเหลวโซเดียมไฮดรอกไซด์
ข้อมูลการทดลองได้รับการจัดระบบในเบื้องต้น ใช้โปรแกรม SPSS Statistics 20 เพื่อทำการวิเคราะห์ค่าเฉลี่ย ค่าเบี่ยงเบนมาตรฐาน การวิเคราะห์ทางสถิติแบบ One-way ANOVA และความสัมพันธ์ของมนุษย์
ตารางที่ 1 แสดงคุณสมบัติทางไฟฟ้ากล ไอออนลบ และสารอาหารของดินที่มีความลาดชันต่างกัน ศักย์การกัดกร่อน ความต้านทานของดิน และความชันศักย์ตะวันออก-ตะวันตกของความลาดชันต่างกันล้วนมีความสำคัญ (P < 0.05) ศักย์รีดอกซ์ของความลาดชันลงเนิน ความลาดชันกลาง และความลาดชันตามธรรมชาติมีความสำคัญ (P < 0.05) ความชันศักย์ที่ตั้งฉากกับรางรถไฟ นั่นคือ ความชันศักย์เหนือ-ใต้ คือ ขึ้นเนิน>ลงเนิน>ความลาดชันกลาง ค่า pH ของดินอยู่ในลำดับลงเนิน>ขึ้นเนิน>ความลาดชันกลาง>ความลาดชันตามธรรมชาติ เกลือที่ละลายน้ำได้ทั้งหมด ความลาดชันตามธรรมชาติสูงกว่าความลาดชันของทางรถไฟอย่างมีนัยสำคัญ (P < 0.05) ปริมาณเกลือที่ละลายน้ำได้ทั้งหมดในดินที่มีความลาดชันของทางรถไฟชั้นสามอยู่เหนือ 500 มก./กก. และเกลือที่ละลายน้ำได้ทั้งหมดมีผลปานกลางต่อการกัดกร่อนของโลหะ ปริมาณอินทรียวัตถุในดินสูงที่สุดในพื้นที่ลาดชันตามธรรมชาติ และต่ำที่สุดในพื้นที่ลาดชันลงเนิน (P < 0.05) ปริมาณไนโตรเจนทั้งหมด มีปริมาณสูงสุดในบริเวณความชันกลางและต่ำสุดในบริเวณความชันขึ้นเขา ปริมาณไนโตรเจนที่มีอยู่สูงที่สุดในบริเวณความชันลงและทางลาดกลาง และต่ำสุดในบริเวณความชันธรรมชาติ ปริมาณไนโตรเจนรวมในบริเวณความชันขึ้นและลงเขาของทางรถไฟต่ำกว่า แต่ปริมาณไนโตรเจนที่มีอยู่จะสูงกว่า ซึ่งบ่งชี้ว่าอัตราการสร้างแร่ธาตุไนโตรเจนอินทรีย์ในบริเวณความชันขึ้นและลงเขานั้นรวดเร็ว ปริมาณโพแทสเซียมที่มีอยู่จะเท่ากับฟอสฟอรัสที่มีอยู่
ค่าความต้านทานของดินเป็นดัชนีที่บ่งชี้ถึงสภาพนำไฟฟ้าและเป็นพารามิเตอร์พื้นฐานในการตัดสินการกัดกร่อนของดิน ปัจจัยที่มีผลต่อค่าความต้านทานของดิน ได้แก่ ปริมาณความชื้น ปริมาณเกลือที่ละลายน้ำได้ทั้งหมด ค่า pH เนื้อสัมผัสของดิน อุณหภูมิ ปริมาณอินทรียวัตถุ อุณหภูมิของดิน และความแน่น โดยทั่วไปแล้ว ดินที่มีค่าความต้านทานต่ำจะกัดกร่อนมากกว่า และในทางกลับกัน การใช้ค่าความต้านทานเพื่อตัดสินการกัดกร่อนของดินเป็นวิธีที่ใช้กันทั่วไปในหลายประเทศ ตารางที่ 1 แสดงเกณฑ์การประเมินระดับการกัดกร่อนสำหรับดัชนีแต่ละตัว37,38
ตามผลการทดสอบและมาตรฐานในประเทศของฉัน (ตารางที่ 1) หากการกัดกร่อนของดินได้รับการประเมินโดยใช้ค่าความต้านทานของดินเท่านั้น ดินบนทางลาดขึ้นเนินจะกัดกร่อนสูง ดินบนทางลาดลงเนินจะกัดกร่อนปานกลาง การกัดกร่อนของดินบนทางลาดกลางและทางลาดธรรมชาติจะค่อนข้างต่ำและอ่อนแอ
ค่าความต้านทานของดินในบริเวณทางลาดขึ้นนั้นต่ำกว่าส่วนอื่นๆ ของทางลาดอย่างมาก ซึ่งอาจเกิดจากการกัดเซาะของน้ำฝนได้ ดินบนบริเวณทางลาดขึ้นจะไหลไปที่ทางลาดตรงกลางพร้อมกับน้ำ ทำให้ตาข่ายป้องกันความลาดชันที่เป็นโลหะบริเวณทางลาดขึ้นนั้นอยู่ใกล้กับดินบน ตาข่ายโลหะบางส่วนถูกเปิดเผยหรือลอยอยู่ในอากาศด้วยซ้ำ (รูปภาพที่ 1) ค่าความต้านทานของดินถูกวัดที่หน้างาน ระยะห่างระหว่างเสาเข็มคือ 3 เมตร ความลึกในการตอกเสาเข็มอยู่ต่ำกว่า 15 ซม. ตาข่ายโลหะเปลือยและสนิมที่หลุดลอกอาจรบกวนผลการวัดได้ ดังนั้น การประเมินการกัดกร่อนของดินโดยใช้ดัชนีความต้านทานของดินเพียงอย่างเดียวจึงไม่น่าเชื่อถือ ในการประเมินการกัดกร่อนอย่างครอบคลุมนั้น จะไม่นำค่าความต้านทานของดินบริเวณทางลาดขึ้นมาพิจารณา
เนื่องจากความชื้นสัมพัทธ์สูง อากาศชื้นตลอดทั้งปีในพื้นที่เสฉวนทำให้ตาข่ายโลหะที่สัมผัสกับอากาศกัดกร่อนรุนแรงกว่าตาข่ายโลหะที่ฝังอยู่ในดิน39 การสัมผัสตาข่ายลวดกับอากาศอาจส่งผลให้มีอายุการใช้งานลดลง ซึ่งอาจทำให้ดินบนเนินไม่เสถียร การสูญเสียดินอาจทำให้พืช โดยเฉพาะพืชที่เป็นไม้เนื้อแข็ง เจริญเติบโตได้ยาก เนื่องจากไม่มีพืชที่เป็นไม้เนื้อแข็ง จึงยากที่จะสร้างระบบรากบนเนินเพื่อทำให้ดินแข็งตัว ในเวลาเดียวกัน การเจริญเติบโตของพืชยังสามารถปรับปรุงคุณภาพของดินและเพิ่มปริมาณของฮิวมัสในดิน ซึ่งไม่เพียงแต่สามารถกักเก็บน้ำได้เท่านั้น แต่ยังให้สภาพแวดล้อมที่ดีสำหรับการเจริญเติบโตและการสืบพันธุ์ของสัตว์และพืชอีกด้วย จึงช่วยลดการสูญเสียดิน ดังนั้น ในระยะเริ่มต้นของการก่อสร้าง ควรหว่านเมล็ดพันธุ์ที่เป็นไม้เนื้อแข็งมากขึ้นบนเนินขึ้น และควรเติมสารกักเก็บน้ำอย่างต่อเนื่องและคลุมด้วยฟิล์มเพื่อป้องกัน เพื่อลดการกัดเซาะดินบนเนินขึ้นจากน้ำฝน
ศักยภาพการกัดกร่อนเป็นปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อการกัดกร่อนของตาข่ายป้องกันความลาดชันบนความลาดชันสามระดับ และมีผลกระทบมากที่สุดบนความลาดชันที่ขึ้นเนิน (ตารางที่ 2) ภายใต้สภาวะปกติ ศักยภาพการกัดกร่อนจะไม่เปลี่ยนแปลงมากนักในสภาพแวดล้อมที่กำหนด การเปลี่ยนแปลงที่สังเกตเห็นได้อาจเกิดขึ้นจากกระแสรั่ว กระแสรั่วหมายถึงกระแส 40, 41, 42 ที่รั่วเข้าไปในพื้นถนนและตัวกลางดินเมื่อยานพาหนะใช้ระบบขนส่งสาธารณะ ด้วยการพัฒนาระบบขนส่ง ระบบขนส่งทางรถไฟของประเทศของฉันได้บรรลุถึงการใช้ไฟฟ้าในระดับขนาดใหญ่ และการกัดกร่อนของโลหะที่ฝังอยู่ซึ่งเกิดจากการรั่วไหลของไฟฟ้าโดยตรงจากทางรถไฟที่ใช้ไฟฟ้าไม่สามารถละเลยได้ ปัจจุบัน ความชันของศักย์ของดินสามารถใช้เพื่อกำหนดว่าดินมีการรบกวนของกระแสรั่วหรือไม่ เมื่อความชันของศักย์ของดินบนพื้นผิวต่ำกว่า 0.5 mv/m กระแสรั่วจะต่ำ เมื่อความชันศักย์ไฟฟ้าอยู่ในช่วง 0.5 mv/m ถึง 5.0 mv/m กระแสรบกวนจะอยู่ในระดับปานกลาง เมื่อความชันศักย์ไฟฟ้ามากกว่า 5.0 mv/m ระดับกระแสรบกวนจะอยู่ในระดับสูง ช่วงลอยตัวของความชันศักย์ไฟฟ้า (EW) ของความชันกลาง ความชันขึ้น และความชันลง แสดงไว้ในรูปที่ 3 ในแง่ของช่วงลอยตัว มีกระแสรบกวนระดับปานกลางในทิศทางตะวันออก-ตะวันตกและเหนือ-ใต้ของความชันกลาง ดังนั้น กระแสรบกวนจึงเป็นปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อการกัดกร่อนของตาข่ายโลหะบนความชันกลางและความชันลง โดยเฉพาะบนความชันกลาง
โดยทั่วไปศักย์รีดอกซ์ของดิน (Eh) ที่สูงกว่า 400 mV บ่งบอกถึงความสามารถในการออกซิไดซ์ ที่สูงกว่า 0-200 mV แสดงถึงความสามารถในการรีดิวซ์ปานกลาง และต่ำกว่า 0 mV แสดงถึงความสามารถในการรีดิวซ์มาก ยิ่งศักย์รีดอกซ์ของดินต่ำเท่าไร ความสามารถในการกัดกร่อนของจุลินทรีย์ในดินต่อโลหะก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น44 สามารถคาดการณ์แนวโน้มการกัดกร่อนของจุลินทรีย์ในดินได้จากศักย์รีดอกซ์ การศึกษาพบว่าศักย์รีดอกซ์ของดินทั้งสามความลาดชันมีค่ามากกว่า 500 mV และระดับการกัดกร่อนก็น้อยมาก แสดงให้เห็นว่าสภาพการระบายอากาศของดินในพื้นที่ลาดชันนั้นดี ซึ่งไม่เอื้อต่อการกัดกร่อนของจุลินทรีย์ที่ไม่ใช้อากาศในดิน
จากการศึกษาครั้งก่อนพบว่าผลกระทบของค่า pH ของดินต่อการกร่อนของดินนั้นชัดเจน เมื่อค่า pH เปลี่ยนแปลง อัตราการกัดกร่อนของวัสดุโลหะก็จะได้รับผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญ ค่า pH ของดินมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับพื้นที่และจุลินทรีย์ในดิน45,46,47 โดยทั่วไปแล้ว ผลกระทบของค่า pH ของดินต่อการกัดกร่อนของวัสดุโลหะในดินที่มีฤทธิ์เป็นด่างเล็กน้อยนั้นไม่ชัดเจน ดินทั้งสามแนวทางรถไฟล้วนเป็นด่าง ดังนั้น ผลกระทบของค่า pH ต่อการกัดกร่อนของตาข่ายโลหะจึงอ่อนแอ
จากตารางที่ 3 จะเห็นได้ว่าการวิเคราะห์ความสัมพันธ์แสดงให้เห็นว่าศักยภาพรีดอกซ์และตำแหน่งความลาดชันมีความสัมพันธ์ในเชิงบวกอย่างมีนัยสำคัญ (R2 = 0.858) ศักยภาพการกัดกร่อนและความชันของศักยภาพ (SN) มีความสัมพันธ์ในเชิงบวกอย่างมีนัยสำคัญ (R2 = 0.755) และศักยภาพรีดอกซ์และความชันของศักยภาพ (SN) มีความสัมพันธ์ในเชิงบวกอย่างมีนัยสำคัญ (R2 = 0.755) มีความสัมพันธ์เชิงลบอย่างมีนัยสำคัญระหว่างศักย์ไฟฟ้าและค่า pH (R2 = -0.724) ตำแหน่งความลาดชันมีความสัมพันธ์เชิงบวกอย่างมีนัยสำคัญกับศักย์ไฟฟ้ารีดอกซ์ ซึ่งแสดงให้เห็นว่ามีข้อแตกต่างในสภาพแวดล้อมจุลภาคของตำแหน่งความลาดชันที่แตกต่างกัน และจุลินทรีย์ในดินมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับศักย์ไฟฟ้ารีดอกซ์48, 49, 50 ศักย์ไฟฟ้ารีดอกซ์มีความสัมพันธ์เชิงลบอย่างมีนัยสำคัญกับค่า pH51,52 ความสัมพันธ์นี้บ่งชี้ว่าค่า pH และ Eh ไม่ได้เปลี่ยนแปลงพร้อมกันเสมอในระหว่างกระบวนการรีดอกซ์ของดิน แต่มีความสัมพันธ์เชิงเส้นเชิงลบ ศักย์การกัดกร่อนของโลหะสามารถแสดงถึงความสามารถสัมพันธ์กันในการรับและสูญเสียอิเล็กตรอน แม้ว่าศักย์การกัดกร่อนจะมีความสัมพันธ์เชิงบวกอย่างมีนัยสำคัญกับความชันของศักย์ไฟฟ้า (SN) แต่ความชันของศักย์ไฟฟ้าอาจเกิดจากการสูญเสียอิเล็กตรอนโดยโลหะได้ง่าย
ปริมาณเกลือที่ละลายน้ำได้ทั้งหมดในดินมีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับการกัดกร่อนของดิน โดยทั่วไปแล้ว ยิ่งดินมีความเค็มสูง ค่าต้านทานของดินก็จะยิ่งต่ำลง ส่งผลให้ความต้านทานของดินเพิ่มมากขึ้น ในอิเล็กโทรไลต์ของดิน ไม่เพียงแต่ไอออนลบและช่วงค่าต่างๆ เท่านั้น แต่ยังรวมถึงคาร์บอเนต คลอไรด์ และซัลเฟต ซึ่งเป็นปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อการกัดกร่อนเป็นหลัก นอกจากนี้ ปริมาณเกลือที่ละลายน้ำได้ทั้งหมดในดินยังส่งผลต่อการกัดกร่อนโดยอ้อมผ่านอิทธิพลของปัจจัยอื่นๆ เช่น ผลของศักย์อิเล็กโทรดในโลหะและความสามารถในการละลายของออกซิเจนในดิน53
ไอออนที่ละลายน้ำได้ที่แตกตัวในดินส่วนใหญ่ไม่ได้มีส่วนร่วมโดยตรงในปฏิกิริยาทางเคมีไฟฟ้า แต่จะส่งผลต่อการกัดกร่อนของโลหะผ่านทางความต้านทานของดิน ยิ่งดินมีความเค็มสูงเท่าใด สภาพการนำไฟฟ้าของดินก็จะยิ่งแข็งแกร่งขึ้นและการกัดเซาะดินก็จะยิ่งแข็งแกร่งขึ้นเท่านั้น ปริมาณความเค็มของดินในเนินตามธรรมชาติจะสูงกว่าเนินทางรถไฟอย่างเห็นได้ชัด ซึ่งอาจเป็นเพราะว่าเนินตามธรรมชาติมีพืชพรรณมากมาย ซึ่งเอื้อต่อการอนุรักษ์ดินและน้ำ อีกเหตุผลหนึ่งอาจเป็นเพราะว่าเนินตามธรรมชาตินั้นได้ผ่านการก่อตัวของดินที่สมบูรณ์ (วัสดุต้นกำเนิดของดินที่เกิดจากการผุกร่อนของหิน) แต่ดินในเนินทางรถไฟนั้นประกอบด้วยเศษหินที่บดเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อยเป็นเมทริกซ์ของ "ดินเทียม" และไม่ได้ผ่านกระบวนการก่อตัวของดินที่เพียงพอ แร่ธาตุไม่ถูกปล่อยออกมา นอกจากนี้ ไอออนของเกลือในดินลึกตามทางลาดธรรมชาติยังเพิ่มขึ้นผ่านการกระทำของเส้นเลือดฝอยในระหว่างการระเหยบนพื้นผิว และสะสมอยู่ในดินบนผิวดิน ส่งผลให้ปริมาณไอออนของเกลือในดินบนผิวดินเพิ่มขึ้น ความหนาของดินตามทางลาดทางรถไฟน้อยกว่า 20 ซม. ส่งผลให้ดินบนผิวดินไม่สามารถเสริมเกลือจากดินลึกได้
ไอออนบวก (เช่น K+, Na+, Ca2+, Mg2+, Al3+ เป็นต้น) มีผลเพียงเล็กน้อยต่อการกัดกร่อนของดิน ในขณะที่ไอออนลบมีบทบาทสำคัญในกระบวนการกัดกร่อนทางเคมีไฟฟ้าและมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อการกัดกร่อนของโลหะ Cl− สามารถเร่งการกัดกร่อนของขั้วบวกและเป็นไอออนลบที่กัดกร่อนมากที่สุด ยิ่งปริมาณ Cl− สูงขึ้น การกัดกร่อนของดินก็จะยิ่งรุนแรงมากขึ้นเท่านั้น SO42− ไม่เพียงแต่ส่งเสริมการกัดกร่อนของเหล็กเท่านั้น แต่ยังทำให้วัสดุคอนกรีตบางชนิดเกิดการกัดกร่อนอีกด้วย54 นอกจากนี้ยังกัดกร่อนเหล็กอีกด้วย จากการทดลองดินที่เป็นกรดหลายครั้ง พบว่าอัตราการกัดกร่อนนั้นเป็นสัดส่วนกับความเป็นกรดของดิน55 คลอไรด์และซัลเฟตเป็นองค์ประกอบหลักของเกลือที่ละลายน้ำได้ ซึ่งสามารถเร่งการเกิดโพรงอากาศในโลหะได้โดยตรง การศึกษาวิจัยแสดงให้เห็นว่าการสูญเสียน้ำหนักจากการกัดกร่อนของเหล็กกล้าคาร์บอนในดินที่เป็นด่างนั้นเกือบจะเป็นสัดส่วนกับการเพิ่มของไอออนคลอไรด์และซัลเฟต56,57 Lee และคณะพบว่า SO42− อาจขัดขวางการกัดกร่อน แต่กระตุ้นให้เกิดหลุมกัดกร่อนที่เกิดขึ้นแล้ว58
ตามมาตรฐานการประเมินการกัดกร่อนของดินและผลการทดสอบ พบว่าปริมาณไอออนคลอไรด์ในตัวอย่างดินที่มีความลาดชันแต่ละตัวอย่างสูงกว่า 100 มก./กก. ซึ่งบ่งชี้ถึงการกัดกร่อนของดินอย่างรุนแรง ปริมาณไอออนซัลเฟตทั้งในพื้นที่ลาดชันขึ้นและลงเนินสูงกว่า 200 มก./กก. และต่ำกว่า 500 มก./กก. และดินถูกกัดกร่อนปานกลาง ปริมาณไอออนซัลเฟตในพื้นที่ลาดชันกลางต่ำกว่า 200 มก./กก. และการกัดกร่อนของดินจะอ่อนแอ เมื่อวัสดุกลางดินมีความเข้มข้นสูง ก็จะเข้าร่วมปฏิกิริยาและก่อให้เกิดตะกรันกัดกร่อนบนพื้นผิวของอิเล็กโทรดโลหะ ทำให้ปฏิกิริยาการกัดกร่อนช้าลง เมื่อความเข้มข้นเพิ่มขึ้น ตะกรันอาจแตกตัวทันที ทำให้อัตราการกัดกร่อนเพิ่มขึ้นอย่างมาก เมื่อความเข้มข้นยังคงเพิ่มขึ้น ตะกรันจากการกัดกร่อนจะปกคลุมพื้นผิวของอิเล็กโทรดโลหะ และอัตราการกัดกร่อนก็แสดงให้เห็นแนวโน้มที่ช้าลงอีกครั้ง59 การศึกษาวิจัยพบว่าปริมาณในดินลดลง จึงส่งผลต่อการกัดกร่อนได้น้อยมาก
จากตารางที่ 4 จะเห็นได้ว่าความสัมพันธ์ระหว่างความลาดชันและไอออนลบของดินนั้นมีนัยสำคัญทางบวกระหว่างความลาดชันและไอออนคลอไรด์ (R2 = 0.836) และมีความสัมพันธ์ทางบวกที่มีนัยสำคัญระหว่างความลาดชันและเกลือที่ละลายได้ทั้งหมด (R2 = 0.742)
ข้อมูลดังกล่าวบ่งชี้ว่าการไหลบ่าบนผิวดินและการกัดเซาะดินอาจเป็นสาเหตุของการเปลี่ยนแปลงของเกลือที่ละลายน้ำได้ทั้งหมดในดิน มีความสัมพันธ์เชิงบวกอย่างมีนัยสำคัญระหว่างเกลือที่ละลายน้ำได้ทั้งหมดและไอออนคลอไรด์ ซึ่งอาจเป็นเพราะเกลือที่ละลายน้ำได้ทั้งหมดคือกลุ่มของไอออนคลอไรด์ และปริมาณเกลือที่ละลายน้ำได้ทั้งหมดจะกำหนดปริมาณไอออนคลอไรด์ในสารละลายของดิน ดังนั้น เราจึงทราบได้ว่าความลาดเอียงที่แตกต่างกันอาจทำให้ส่วนที่เป็นตาข่ายโลหะเกิดการกัดกร่อนอย่างรุนแรง
อินทรียวัตถุ ไนโตรเจนทั้งหมด ไนโตรเจนที่มีอยู่ ฟอสฟอรัสที่มีอยู่ และโพแทสเซียมที่มีอยู่เป็นธาตุอาหารพื้นฐานของดิน ซึ่งส่งผลกระทบต่อคุณภาพของดินและการดูดซับธาตุอาหารโดยระบบราก ธาตุอาหารในดินเป็นปัจจัยสำคัญที่ส่งผลกระทบต่อจุลินทรีย์ในดิน ดังนั้นจึงควรศึกษาว่ามีความสัมพันธ์ระหว่างธาตุอาหารในดินกับการกัดกร่อนของโลหะหรือไม่ Suiyu Railway สร้างเสร็จในปี 2003 ซึ่งหมายความว่าดินเทียมมีการสะสมอินทรียวัตถุเพียง 9 ปีเท่านั้น เนื่องจากดินเทียมมีลักษณะเฉพาะ จึงจำเป็นต้องมีความเข้าใจที่ดีเกี่ยวกับสารอาหารในดินเทียม
งานวิจัยแสดงให้เห็นว่าปริมาณอินทรียวัตถุสูงที่สุดในดินที่มีความลาดชันตามธรรมชาติหลังจากกระบวนการก่อตัวของดินทั้งหมด ปริมาณอินทรียวัตถุในดินที่มีความลาดชันต่ำมีต่ำที่สุด เนื่องมาจากอิทธิพลของการผุกร่อนและการไหลบ่าบนผิวดิน สารอาหารในดินจะสะสมในบริเวณความลาดชันกลางและทางลาดลงจนก่อตัวเป็นชั้นฮิวมัสที่หนา อย่างไรก็ตาม เนื่องจากอนุภาคขนาดเล็กและความเสถียรที่ไม่ดีของดินที่มีความลาดชันต่ำ อินทรียวัตถุจึงถูกจุลินทรีย์ย่อยสลายได้ง่าย การสำรวจพบว่าพืชพรรณในบริเวณความลาดชันกลางและทางลาดลงมีความปกคลุมและความหลากหลายของพืชพรรณสูง แต่ความสม่ำเสมอต่ำ ซึ่งอาจนำไปสู่การกระจายของสารอาหารบนผิวดินที่ไม่สม่ำเสมอ ฮิวมัสที่มีชั้นหนาจะกักเก็บน้ำและสิ่งมีชีวิตในดินก็เคลื่อนไหวอยู่ ทั้งหมดนี้เร่งการย่อยสลายของอินทรียวัตถุในดิน
ปริมาณไนโตรเจนที่ผ่านการไฮโดรไลซ์ด้วยด่างของทางรถไฟที่ขึ้นเนิน กลางเนิน และลงเนินนั้นสูงกว่าของทางลาดธรรมชาติ ซึ่งบ่งชี้ว่าอัตราการสร้างแร่ธาตุไนโตรเจนอินทรีย์ของทางรถไฟที่ลาดนั้นสูงกว่าของทางลาดธรรมชาติอย่างมีนัยสำคัญ ยิ่งอนุภาคมีขนาดเล็กเท่าใด โครงสร้างดินก็ยิ่งไม่เสถียรมากขึ้นเท่านั้น ยิ่งจุลินทรีย์สามารถย่อยสลายสารอินทรีย์ในมวลรวมได้ง่ายขึ้นเท่านั้น และมีไนโตรเจนอินทรีย์ที่เป็นแร่ธาตุมากขึ้นเท่านั้น60,61สอดคล้องกับผลการศึกษา 62 พบว่าปริมาณของมวลรวมอนุภาคขนาดเล็กในดินของทางรถไฟที่ลาดนั้นสูงกว่าของทางลาดธรรมชาติอย่างมีนัยสำคัญ ดังนั้น จำเป็นต้องมีการดำเนินการที่เหมาะสมเพื่อเพิ่มปริมาณของปุ๋ย อินทรียวัตถุ และไนโตรเจนในดินของทางรถไฟที่ลาด และเพื่อปรับปรุงการใช้ประโยชน์จากดินอย่างยั่งยืนการสูญเสียฟอสฟอรัสและโพแทสเซียมที่มีอยู่ซึ่งเกิดจากการไหลบ่าบนผิวดินคิดเป็น 77.27% ถึง 99.79% ของการสูญเสียทั้งหมดของทางรถไฟที่ลาด การไหลบ่าบนผิวดินอาจเป็นตัวการหลัก ของการสูญเสียธาตุอาหารที่มีอยู่ในดินลาดชัน63,64,65
จากตารางที่ 4 จะเห็นได้ว่ามีความสัมพันธ์เชิงบวกอย่างมีนัยสำคัญระหว่างตำแหน่งของความลาดชันและฟอสฟอรัสที่มีอยู่ (R2 = 0.948) และความสัมพันธ์ระหว่างตำแหน่งของความลาดชันและโพแทสเซียมที่มีอยู่ก็เหมือนกัน (R2 = 0.898) ซึ่งแสดงให้เห็นว่าตำแหน่งของความลาดชันส่งผลต่อปริมาณฟอสฟอรัสที่มีอยู่และโพแทสเซียมที่มีอยู่ในดิน
ความลาดชันเป็นปัจจัยสำคัญที่มีผลต่อปริมาณอินทรียวัตถุในดินและการเพิ่มปริมาณไนโตรเจน66 และยิ่งความลาดชันน้อยลง อัตราการเพิ่มปริมาณก็จะมากขึ้น สำหรับการเพิ่มปริมาณธาตุอาหารในดิน การสูญเสียธาตุอาหารจะน้อยลง และผลกระทบของตำแหน่งที่ลาดเอียงต่อปริมาณอินทรียวัตถุในดินและการเพิ่มปริมาณไนโตรเจนทั้งหมดนั้นไม่ชัดเจน พืชชนิดต่างๆ และจำนวนต่างกันบนความลาดชันต่างกันจะมีกรดอินทรีย์ที่หลั่งออกมาจากรากพืชต่างกัน กรดอินทรีย์มีประโยชน์ต่อการตรึงฟอสฟอรัสและโพแทสเซียมที่มีอยู่ในดิน ดังนั้น จึงมีความสัมพันธ์อย่างมีนัยสำคัญระหว่างตำแหน่งที่ลาดเอียงและฟอสฟอรัสที่มีอยู่ และตำแหน่งที่ลาดเอียงและโพแทสเซียมที่มีอยู่
เพื่อชี้แจงความสัมพันธ์ระหว่างสารอาหารในดินและการกัดกร่อนของดิน จำเป็นต้องวิเคราะห์ความสัมพันธ์ดังกล่าวดังที่แสดงในตารางที่ 5 ศักยภาพรีดอกซ์มีความสัมพันธ์เชิงลบอย่างมีนัยสำคัญกับไนโตรเจนที่มีอยู่ (R2 = -0.845) และมีความสัมพันธ์เชิงบวกอย่างมีนัยสำคัญกับฟอสฟอรัสที่มีอยู่ (R2 = 0.842) และโพแทสเซียมที่มีอยู่ (R2 = 0.980) ศักยภาพรีดอกซ์สะท้อนถึงคุณภาพของรีดอกซ์ ซึ่งโดยปกติแล้วจะได้รับผลกระทบจากคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีบางประการของดิน จากนั้นจึงส่งผลต่อคุณสมบัติหลายประการของดินดังนั้นจึงเป็นปัจจัยสำคัญในการกำหนดทิศทางการเปลี่ยนแปลงสารอาหารในดิน67คุณภาพรีดอกซ์ที่แตกต่างกันอาจส่งผลให้เกิดสถานะและความพร้อมของปัจจัยด้านโภชนาการที่แตกต่างกันดังนั้นศักยภาพรีดอกซ์จึงมีความสัมพันธ์อย่างมีนัยสำคัญกับไนโตรเจนที่มีอยู่ ฟอสฟอรัสที่มีอยู่ และโพแทสเซียมที่มีอยู่
นอกเหนือจากคุณสมบัติของโลหะแล้ว ศักยภาพในการกัดกร่อนยังมีความเกี่ยวข้องกับคุณสมบัติของดินอีกด้วย ศักยภาพในการกัดกร่อนมีความสัมพันธ์เชิงลบอย่างมีนัยสำคัญกับสารอินทรีย์ ซึ่งบ่งชี้ว่าสารอินทรีย์ส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อศักยภาพในการกัดกร่อน นอกจากนี้ สารอินทรีย์ยังมีความสัมพันธ์เชิงลบอย่างมีนัยสำคัญกับความชันของศักย์ (SN) (R2=-0.713) และไอออนซัลเฟต (R2=-0.671) ซึ่งบ่งชี้ว่าปริมาณสารอินทรีย์ยังส่งผลต่อความชันของศักย์ (SN) และไอออนซัลเฟตอีกด้วย มีความสัมพันธ์เชิงลบอย่างมีนัยสำคัญระหว่างค่า pH ของดินกับโพแทสเซียมที่มีอยู่ (R2 = -0.728)
ไนโตรเจนที่มีอยู่มีความสัมพันธ์เชิงลบอย่างมีนัยสำคัญกับเกลือที่ละลายน้ำได้ทั้งหมดและไอออนคลอไรด์ และฟอสฟอรัสและโพแทสเซียมที่มีอยู่มีความสัมพันธ์เชิงบวกอย่างมีนัยสำคัญกับเกลือที่ละลายน้ำได้ทั้งหมดและไอออนคลอไรด์ สิ่งนี้บ่งชี้ว่าปริมาณสารอาหารที่มีอยู่ส่งผลอย่างมีนัยสำคัญต่อปริมาณเกลือที่ละลายน้ำได้ทั้งหมดและไอออนคลอไรด์ในดิน และไอออนลบในดินไม่เอื้อต่อการสะสมและการจ่ายสารอาหารที่มีอยู่ ไนโตรเจนทั้งหมดมีความสัมพันธ์เชิงลบอย่างมีนัยสำคัญกับไอออนซัลเฟต และมีความสัมพันธ์เชิงบวกอย่างมีนัยสำคัญกับไบคาร์บอเนต ซึ่งบ่งชี้ว่าไนโตรเจนทั้งหมดมีผลต่อปริมาณของซัลเฟตและไบคาร์บอเนต พืชมีความต้องการไอออนซัลเฟตและไอออนไบคาร์บอเนตน้อย ดังนั้นส่วนใหญ่จึงอยู่ในดินหรือถูกดูดซับโดยคอลลอยด์ของดิน ไอออนไบคาร์บอเนตสนับสนุนการสะสมไนโตรเจนในดิน และไอออนซัลเฟตลดการพร้อมใช้งานไนโตรเจนในดิน ดังนั้น การเพิ่มปริมาณไนโตรเจนที่มีอยู่และฮิวมัสในดินอย่างเหมาะสมจึงเป็นประโยชน์ในการลดการกัดกร่อนของดิน
ดินเป็นระบบที่มีองค์ประกอบและคุณสมบัติที่ซับซ้อน การกัดกร่อนของดินเป็นผลมาจากการทำงานร่วมกันของปัจจัยหลายประการ ดังนั้น โดยทั่วไปจึงใช้วิธีการประเมินที่ครอบคลุมเพื่อประเมินการกัดกร่อนของดิน โดยอ้างอิงจาก “รหัสการตรวจสอบวิศวกรรมธรณีเทคนิค” (GB50021-94) และวิธีการทดสอบของเครือข่ายการทดสอบการกัดกร่อนของดินของจีน สามารถประเมินระดับการกัดกร่อนของดินได้อย่างครอบคลุมตามมาตรฐานต่อไปนี้: (1) การประเมินคือการกัดกร่อนเล็กน้อย หากมีการกัดกร่อนเพียงเล็กน้อย แสดงว่าไม่มีการกัดกร่อนปานกลางหรือการกัดกร่อนรุนแรง (2) หากไม่มีการกัดกร่อนรุนแรง จะประเมินว่าเป็นการกัดกร่อนปานกลาง (3) หากมีการกัดกร่อนรุนแรงหนึ่งหรือสองจุด จะประเมินว่าเป็นการกัดกร่อนรุนแรง (4) หากมีการกัดกร่อนรุนแรง 3 จุดขึ้นไป จะประเมินว่าเป็นการกัดกร่อนรุนแรงสำหรับการกัดกร่อนรุนแรง
จากการประเมินระดับความต้านทานของดิน ศักยภาพรีดอกซ์ ปริมาณน้ำ ปริมาณเกลือ ค่า pH และปริมาณ Cl- และ SO42- พบว่าระดับการกัดกร่อนของตัวอย่างดินตามความลาดชันต่างๆ ได้รับการประเมินอย่างครอบคลุม ผลการวิจัยแสดงให้เห็นว่าดินบนความลาดชันทุกระดับมีฤทธิ์กัดกร่อนสูง
ศักยภาพในการกัดกร่อนเป็นปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อการกัดกร่อนของตาข่ายป้องกันความลาดชัน ศักยภาพในการกัดกร่อนของความลาดชันทั้งสามนั้นต่ำกว่า -200 มิลลิโวลต์ ซึ่งส่งผลกระทบสูงสุดต่อการกัดกร่อนของตาข่ายโลหะที่ลาดขึ้นเนิน ความชันของศักยภาพสามารถใช้เพื่อตัดสินขนาดของกระแสไฟฟ้ารั่วในดินได้ กระแสไฟฟ้ารั่วเป็นปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อการกัดกร่อนของตาข่ายโลหะบนความลาดชันกลางและขึ้นเนิน โดยเฉพาะบนความลาดชันกลาง ปริมาณเกลือที่ละลายน้ำได้ทั้งหมดในดินบนความลาดชันบนกลางและล่างล้วนสูงกว่า 500 มก./กก. และผลกระทบของการกัดกร่อนต่อตาข่ายป้องกันความลาดชันอยู่ในระดับปานกลาง ปริมาณน้ำในดินเป็นปัจจัยสำคัญที่ส่งผลต่อการกัดกร่อนของตาข่ายโลหะบนความลาดชันกลางและลงเนิน และมีผลกระทบต่อการกัดกร่อนของตาข่ายป้องกันความลาดชันมากกว่า สารอาหารมีมากที่สุดในดินที่มีความลาดชันกลาง ซึ่งบ่งชี้ว่ามีกิจกรรมของจุลินทรีย์บ่อยครั้งและพืชเติบโตอย่างรวดเร็ว
งานวิจัยแสดงให้เห็นว่าศักยภาพในการกัดกร่อน ความชันของศักยภาพ ปริมาณเกลือที่ละลายน้ำได้ทั้งหมด และปริมาณน้ำเป็นปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อการกัดกร่อนของดินบนความลาดชันทั้งสามระดับ และการกัดกร่อนของดินได้รับการประเมินว่ารุนแรงมาก การกัดกร่อนของเครือข่ายป้องกันความลาดชันเป็นการกัดกร่อนที่ร้ายแรงที่สุดที่ความลาดชันตรงกลาง ซึ่งเป็นข้อมูลอ้างอิงสำหรับการออกแบบการป้องกันการกัดกร่อนของเครือข่ายป้องกันความลาดชันของทางรถไฟ การเติมไนโตรเจนและปุ๋ยอินทรีย์ที่มีอยู่อย่างเหมาะสมนั้นเป็นประโยชน์ในการลดการกัดกร่อนของดิน ช่วยให้พืชเจริญเติบโต และสุดท้ายทำให้ความลาดชันคงที่
วิธีการอ้างอิงบทความนี้: Chen, J. et al.Effects of soil composition and electrochemistry on the corrosion of rock slope network toward a Chinese railway line.science.Rep. 5, 14939; doi: 10.1038/srep14939 (2015).
Lin, YL และ Yang, GL ลักษณะพลวัตของความลาดเอียงของฐานทางรถไฟภายใต้การกระตุ้นแผ่นดินไหว ภัยธรรมชาติ 69, 219–235 (2013)
Sui Wang, J. et al. การวิเคราะห์ความเสียหายจากแผ่นดินไหวทั่วไปของทางหลวงในพื้นที่ประสบภัยแผ่นดินไหว Wenchuan ของมณฑล Sichuan [J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering. 28, 1250–1260 (2009)
Weilin, Z., Zhenyu, L. และ Jinsong, J. การวิเคราะห์ความเสียหายจากแผ่นดินไหวและมาตรการรับมือของสะพานทางหลวงในแผ่นดินไหว Wenchuan วารสารวิศวกรรมหินและกลไกของจีน 28, 1377–1387 (2009)
Lin, CW, Liu, SH, Lee, SY และ Liu, CC ผลกระทบของแผ่นดินไหว Chichi ต่อดินถล่มที่เกิดจากฝนที่ตกตามมาในไต้หวันตอนกลาง วิศวกรรมธรณีวิทยา 86, 87–101 (2549)
Koi, T. et al. ผลกระทบระยะยาวของดินถล่มที่เกิดจากแผ่นดินไหวต่อการผลิตตะกอนในแหล่งน้ำบนภูเขา: ภูมิภาค Tanzawa ประเทศญี่ปุ่น geomorphology.101, 692–702 (2008)
Hongshuai, L., Jingshan, B. และ Dedong, L. การทบทวนงานวิจัยเกี่ยวกับการวิเคราะห์เสถียรภาพแผ่นดินไหวของทางลาดทางธรณีเทคนิค วิศวกรรมแผ่นดินไหวและการสั่นสะเทือนทางวิศวกรรม 25, 164–171 (2005)
Yue Ping การวิจัยเกี่ยวกับอันตรายทางธรณีวิทยาที่เกิดจากแผ่นดินไหวที่ Wenchuan ใน Sichuan วารสารวิศวกรรมธรณีวิทยา 4, 7–12 (2008)
Ali, F. การปกป้องเนินลาดด้วยพืชพรรณ: กลไกของรากของพืชเขตร้อนบางชนิด วารสารวิทยาศาสตร์กายภาพนานาชาติ 5, 496–506 (2010)
Takyu, M., Aiba, SI และ Kitayama, K. ผลกระทบทางภูมิประเทศต่อป่าดิบเขาต่ำในเขตร้อนภายใต้สภาพธรณีวิทยาที่แตกต่างกันบนภูเขาคินาบาลู เกาะบอร์เนียว Plant Ecology.159, 35–49 (2002)
Stokes, A. et al. ลักษณะรากพืชที่เหมาะสำหรับการปกป้องความลาดชันตามธรรมชาติและทางวิศวกรรมจากดินถล่ม Plants and Soils, 324, 1-30 (2009)
De Baets, S., Poesen, J., Gyssels, G. และ Knapen, A. ผลกระทบของรากหญ้าต่อการกัดเซาะดินบนระหว่างการไหลที่เข้มข้น Geomorphology 76, 54–67 (2006)