Salamat sa pagbisita sa Nature.com. Ang bersyon ng browser na iyong ginagamit ay may limitadong suporta para sa CSS. Para sa pinakamahusay na karanasan, inirerekomenda namin na gumamit ka ng na-update na browser (o i-off ang compatibility mode sa Internet Explorer). Pansamantala, upang matiyak ang patuloy na suporta, ipapakita namin ang site nang walang mga istilo at JavaScript.
Ang pagkuha ng Sui-Chongqing railway slope bilang research object, soil resistivity, soil electrochemistry (corrosion potential, redox potential, potential gradient at pH), soil anions (total soluble salts, Cl-, SO42- and) at soil Nutrition.(Moisture content, organic matter, total nitrogen, alkali-hydrolyzed nitrogen, available phosphorus na grade) ayon sa mga indibidwal na tagapagpahiwatig at komprehensibong mga tagapagpahiwatig ng artipisyal na lupa.Kung ikukumpara sa iba pang mga kadahilanan, ang tubig ay may pinakamalaking impluwensya sa kaagnasan ng slope protection net, na sinusundan ng nilalaman ng anion. katamtaman ang slope, at malakas ang kaagnasan sa gitna at ibabang mga dalisdis. Malaki ang kaugnayan ng organikong bagay sa lupa sa potensyal na gradient. Ang available na nitrogen, available na potassium at available na phosphorus ay makabuluhang nauugnay sa mga anion. Ang pamamahagi ng mga sustansya ng lupa ay hindi direktang nauugnay sa uri ng slope.
Kapag nagtatayo ng mga railway, highway at water conservancy facility, kadalasang hindi maiiwasan ang mga pagbubukas ng bundok. Dahil sa mga bundok sa timog-kanluran, ang pagtatayo ng riles ng China ay nangangailangan ng maraming paghuhukay ng bundok. Sinisira nito ang orihinal na lupa at mga halaman, na lumilikha ng mga nakalantad na mabatong dalisdis. Ang sitwasyong ito ay humahantong sa pagguho ng lupa at pagguho ng lupa, kaya nagbabanta sa kaligtasan ng daanan ng Mayo at pagguho ng tren pagkatapos ng Mayo. 12, 2008 Wenchuan earthquake. Ang pagguho ng lupa ay naging malawak na ipinamamahagi at malubhang sakuna sa lindol1. Sa pagsusuri noong 2008 sa 4,243 kilometro ng mga pangunahing trunk road sa Lalawigan ng Sichuan, mayroong 1,736 na matinding lindol na sakuna sa mga kalsada at slope retaining wall, na nagkakahalaga ng 39.76% ng kabuuang haba ng pagsusuri. Ang direktang pagkalugi sa ekonomiya mula sa pinsala sa kalsada ay lumampas sa 58 bilyong yuan na nagpapakita ng post-hazath can george 2,33 bilyong yuan. tumatagal ng hindi bababa sa 10 taon (Taiwan earthquake) at kahit na hanggang 40-50 years (Kanto earthquake sa Japan)4,5.Gradient ang pangunahing salik na nakakaapekto sa panganib ng lindol6,7.Samakatuwid, ito ay kinakailangan upang mapanatili ang slope ng kalsada at palakasin ang katatagan nito.Ang mga halaman ay gumaganap ng isang hindi mapapalitang papel sa slope proteksiyon ng lupa at ordinaryong. ang mga slope ay walang akumulasyon ng mga nutrient factor tulad ng organikong bagay, nitrogen, phosphorus, at potassium, at walang kapaligiran sa lupa na kinakailangan para sa paglago ng mga halaman. Dahil sa mga salik tulad ng malaking slope at pagguho ng ulan, ang slope na lupa ay madaling mawala. Ang slope environment ay malupit, kulang sa mga kinakailangang kondisyon para sa paglago ng halaman, at ang slope na lupa na may baseng materyal ay kulang sa pagsuporta sa materyal na slope9. ay isang karaniwang ginagamit na slope ecological restoration technology sa aking bansa. Ang artipisyal na lupa na ginagamit para sa pag-spray ay binubuo ng durog na bato, lupang sakahan, dayami, compound fertilizer, water-retaining agent at adhesive (kabilang ang karaniwang ginagamit na adhesives ay Portland cement, organic glue at asphalt emulsifier) ​​​​sa isang tiyak na proporsyon ng wire, pagkatapos ay ang barbed wire. rivets at anchor bolts, at sa wakas ay mag-spray ng artipisyal na lupa na naglalaman ng mga buto sa slope gamit ang isang espesyal na sprayer. Ang 14# diamond-shaped metal mesh na ganap na galvanized ay kadalasang ginagamit, na may mesh standard na 5cm×5cm at diameter na 2mm. Ang metal mesh ay nagbibigay-daan sa soil matrix na bumuo ng isang matibay na rock na monolithic slab sa ibabaw ng lupa. isang electrolyte, at ang antas ng kaagnasan ay nakasalalay sa mga katangian ng lupa. Ang pagsusuri ng mga salik ng kaagnasan ng lupa ay may malaking kahalagahan para sa pagsusuri ng lupa-induced metal mesh erosion at pag-aalis ng mga panganib sa pagguho ng lupa.
Ang mga ugat ng halaman ay pinaniniwalaan na may mahalagang papel sa pag-stabilize ng slope at pagkontrol ng erosion10,11,12,13,14.Upang patatagin ang mga dalisdis laban sa mababaw na pagguho ng lupa, maaaring gamitin ang mga halaman dahil maaaring ayusin ng mga ugat ng halaman ang lupa upang maiwasan ang pagguho ng lupa15,16,17.Ang mga makahoy na halaman, lalo na ang mga puno, ay nakakatulong sa pag-iwas sa mga matibay na sistema ng pagguho ng lupa at pag-iwas sa mababaw na mga sistema ng pagguho ng lupa. mga halaman na kumikilos bilang nagpapatibay ng mga tambak sa lupa. Ang pagbuo ng mga pattern ng arkitektura ng ugat ay hinihimok ng mga gene, at ang kapaligiran ng lupa ay gumaganap ng isang mapagpasyang papel sa mga prosesong ito. Ang kaagnasan sa mga metal ay nag-iiba-iba sa kapaligiran ng lupa20. Ang antas ng kaagnasan ng mga metal sa lupa ay maaaring mula sa medyo mabilis na pagkatunaw hanggang sa hindi gaanong epekto21. Ang tunay na "likas na kapaligirang lupa". at iba't ibang organismo sa loob ng sampu-sampung milyong taon22,23,24.Bago ang makahoy na mga halaman ay bumuo ng isang matatag na sistema ng ugat at ekosistema, kung ang metal mesh na pinagsama sa dalisdis ng bato at artipisyal na lupa ay maaaring gumana nang ligtas ay direktang nauugnay sa pag-unlad ng natural na ekonomiya, kaligtasan ng buhay at pagpapabuti ng kapaligirang ekolohiya.
Gayunpaman, ang kaagnasan ng mga metal ay maaaring humantong sa malaking pagkalugi.Ayon sa isang survey na isinagawa sa China noong unang bahagi ng 1980s sa kemikal na makinarya at iba pang industriya, ang mga pagkalugi na dulot ng metal corrosion ay umabot sa 4% ng kabuuang halaga ng output.Samakatuwid, napakahalaga na pag-aralan ang mekanismo ng kaagnasan at gumawa ng mga hakbang na proteksiyon para sa konstruksyon ng ekonomiya.Ang lupa ay isang solidong sistema ng microorganism. ang mga metabolite ay maaaring mag-corrode ng mga materyales, at ang mga naliligaw na agos ay maaari ding maging sanhi ng kaagnasan.Samakatuwid, ito ay mahalaga upang maiwasan ang kaagnasan ng mga metal na nakabaon sa lupa.Sa kasalukuyan, ang pananaliksik sa buried metal corrosion ay pangunahing nakatuon sa (1) mga salik na nakakaapekto sa buried metal corrosion25; (2) paraan ng proteksyon ng metal26,27; (3) mga paraan ng paghatol para sa antas ng kaagnasan ng metal28; Kaagnasan sa iba't ibang media.Gayunpaman, lahat ng mga lupa sa pag-aaral ay natural at sumailalim sa sapat na proseso ng pagbuo ng lupa. Gayunpaman, walang ulat tungkol sa artipisyal na pagguho ng lupa ng mga dalisdis ng bato ng tren.
Kung ikukumpara sa iba pang corrosive media, ang artipisyal na lupa ay may mga katangian ng illiquidity, heterogeneity, seasonality at regionality. Ang metal corrosion sa mga artipisyal na lupa ay sanhi ng electrochemical interactions sa pagitan ng mga metal at artipisyal na mga lupa. Bilang karagdagan sa mga likas na salik, ang rate ng metal corrosion ay nakadepende rin sa nakapaligid na kapaligiran. Ang iba't ibang mga kadahilanan ay nakakaapekto sa metal corrosion, gaya ng nilalaman ng molt, isa-isa o sa kabuuang nilalaman ng oxygen. nilalaman ng anion at metal ion, pH, mga mikrobyo sa lupa30,31,32.
Sa 30 taon ng pagsasanay, ang tanong kung paano permanenteng mapangalagaan ang mga artipisyal na lupa sa mabatong mga dalisdis ay naging problema33. Ang mga palumpong o puno ay hindi maaaring tumubo sa ilang mga dalisdis pagkatapos ng 10 taon ng manu-manong pag-aalaga dahil sa pagguho ng lupa. Ang dumi sa ibabaw ng metal mesh ay naanod sa ilang mga lugar. Dahil sa kaagnasan, ang ilang mga metal ay nabasag sa ibaba, at ang iba ay nawala ang lahat ng mga mesh sa ibaba1). ang pananaliksik sa railway slope corrosion ay pangunahing nakatuon sa corrosion ng railway substation grounding grid, stray current corrosion na nabuo sa pamamagitan ng light rail, at corrosion ng railway bridges34,35, tracks at iba pang kagamitan sa sasakyan36.Wala pang ulat ng corrosion ng railway slope protection na pinag-aaralan ang mga pisikal na katangian ng metal na metal na slope ng railway, kemikal na ito ng metal mesh. slope ng Suiyu Railway, na naglalayong hulaan ang kaagnasan ng metal sa pamamagitan ng pagtatasa ng mga katangian ng lupa at magbigay ng teoretikal at praktikal na batayan para sa pagpapanumbalik ng ekosistema ng lupa at artipisyal na pagpapanumbalik.Slope artificial.
Matatagpuan ang lugar ng pagsubok sa maburol na lugar ng Sichuan (30°32′N, 105°32′E) malapit sa Suining Railway Station. Matatagpuan ang lugar sa gitna ng Sichuan Basin, na may mababang bundok at burol, na may simpleng geological na istraktura at patag na lupain. Ang pagguho, pagputol at akumulasyon ng tubig ay lumilikha ng mga eroded na maburol na landscape at pangunahin na ang limedrock ay ang limedrock, at ang limedrock ay ang buhangin. mudstone.Ang integridad ay mahirap, at ang bato ay isang blocky na istraktura.Ang lugar ng pag-aaral ay may subtropiko mahalumigmig na klima ng monsoon na may mga pana-panahong katangian ng unang bahagi ng tagsibol, mainit na tag-araw, maikling taglagas at huling bahagi ng taglamig. Ang pag-ulan ay sagana, ang mga mapagkukunan ng liwanag at init ay sagana, ang panahon na walang hamog na nagyelo ay mahaba (285 araw sa karaniwan), ang klima ay banayad, ang taunang average na temperatura ay 4°C. ay 27.2°C, at ang pinakamalamig na pinakamataas na temperatura ay 39.3°C. Ang pinakamalamig na buwan ay Enero (ang average na temperatura ay 6.5°C), ang pinakamababang temperatura ay -3.8°C, at ang taunang average na pag-ulan ay 920 mm, pangunahing puro sa Hulyo at Agosto. Ang pag-ulan sa tagsibol, tag-araw, taglagas at taglamig ay lubhang nag-iiba. Ang proporsyon ng pag-ulan sa bawat panahon ng taon ay 19-21%, 51-54%, 22-24% at 4-5% ayon sa pagkakabanggit.
Ang lugar ng pananaliksik ay isang slope na humigit-kumulang 45° sa slope ng Yu-Sui Railway na itinayo noong 2003. Noong Abril 2012, nakaharap ito sa timog sa loob ng 1 km ng Suining Railway Station. Ginamit ang natural na slope bilang kontrol. Ang ecological restoration ng slope ay gumagamit ng foreign topdressing soil spraying technology para sa ecological restoration.Ayon sa taas ng railway side slope, ang slope ay maaaring hatiin sa upslope, mid-slope at downslope (Fig. 2). sa mga produkto ng kaagnasan ng metal mesh ng lupa, gumagamit lamang kami ng isang hindi kinakalawang na asero na pala upang kunin ang ibabaw ng lupa na 0-8cm. Apat na mga replika ang itinakda para sa bawat posisyon ng slope, na may 15-20 random na sampling point bawat pagtitiklop. Ang bawat pagtitiklop ay pinaghalong 15-20 na random na tinutukoy mula sa S-shaped line sampling na mga punto. polyethylene ziplock bags para sa pagproseso. Ang lupa ay natural na pinatuyo sa hangin, at ang graba at mga labi ng hayop at halaman ay pinupulot, dinudurog gamit ang isang agate stick, at sinasala ng 20-mesh, 100-mesh na nylon sieve maliban sa mga magaspang na particle.
Ang resistivity ng lupa ay sinusukat ng VICTOR4106 grounding resistance tester na ginawa ng Shengli Instrument Company; ang resistivity ng lupa ay sinusukat sa field; ang kahalumigmigan ng lupa ay sinusukat sa pamamagitan ng paraan ng pagpapatuyo. Nagtatampok ang DMP-2 portable digital mv/pH na instrumento ng mataas na input impedance para sa pagsukat ng potensyal ng kaagnasan ng lupa. Ang potensyal na gradient at redox na potensyal ay tinutukoy ng DMP-2 portable digital mv/pH, ang kabuuang natutunaw na asin sa lupa ay natutukoy sa pamamagitan ng residue drying method, chloride ion content sa pamamagitan ng soil titration method sa AgNO3 titration ng lupa. tinutukoy ng hindi direktang EDTA Titration method, double indicator titration method para matukoy ang soil carbonate at bikarbonate, potassium dichromate oxidation heating method para matukoy ang soil organic matter, alkaline solution diffusion method para matukoy ang alkaline hydrolysis nitrogen sa lupa, H2SO4-HClO4 digestion Mo-Sb colorimetric method Kabuuang phosphorus sa lupa at available na phosphorus na nilalaman sa soil3 na paraan. extractant), at ang kabuuang nilalaman ng potasa sa lupa ay natukoy ng sodium hydroxide fusion-flame photometry.
Ang data na pang-eksperimento ay unang na-systematize. Ang SPSS Statistics 20 ay ginamit upang maisagawa ang mean, standard deviation, one-way ANOVA, at pagsusuri ng ugnayan ng tao.
Ang talahanayan 1 ay nagpapakita ng mga electromechanical na katangian, anion at nutrients ng mga lupa na may iba't ibang mga slope. Ang potensyal ng kaagnasan, resistivity ng lupa at silangan-kanluran na potensyal na gradient ng iba't ibang mga slope ay lahat ay makabuluhan (P <0.05). gradient, ay upslope>downslope>middle slope. Ang pH value ng lupa ay nasa pagkakasunud-sunod ng downslope>uphill>middle slope>natural slope. Ang kabuuang natutunaw na asin, natural na slope ay mas mataas kaysa sa railway slope (P <0.05). katamtamang epekto sa kaagnasan ng metal.Ang nilalaman ng organikong bagay sa lupa ay ang pinakamataas sa natural na dalisdis at ang pinakamababa sa pababang dalisdis (P <0.05). Ang kabuuang nilalaman ng nitrogen ay pinakamataas sa gitnang dalisdis at pinakamababa sa pataas na dalisdis; ang available na nitrogen content ay ang pinakamataas sa downslope at middle slope, at ang pinakamababa sa natural na slope; ang kabuuang nitrogen content ng railway upslope at downslope ay mas mababa, ngunit ang available na nitrogen content ay mas mataas.Ito ay nagpapahiwatig na ang pataas at pababang organic nitrogen mineralization rate ay mabilis.Ang available na potassium content ay kapareho ng available na phosphorus.
Ang resistivity ng lupa ay isang index na nagpapahiwatig ng electrical conductivity at isang pangunahing parameter para sa paghusga sa kaagnasan ng lupa. Ang mga salik na nakakaapekto sa resistivity ng lupa ay kinabibilangan ng moisture content, kabuuang natutunaw na nilalaman ng asin, pH, texture ng lupa, temperatura, nilalaman ng organikong bagay, temperatura ng lupa, at higpit. Sa pangkalahatan, ang mga lupa na may mababang resistivity ay mas kinakaing unti-unti, at kabaliktaran. corrosivity grade evaluation criteria para sa bawat solong index37,38.
Ayon sa mga resulta ng pagsubok at mga pamantayan sa aking bansa (Talahanayan 1), kung ang kaagnasan ng lupa ay sinusuri lamang ng resistivity ng lupa, ang lupa sa pataas na dalisdis ay lubhang kinakaing unti-unti; ang lupa sa pababang dalisdis ay katamtamang kinakaing unti-unti; ang kaagnasan ng lupa sa gitnang dalisdis at natural na dalisdis ay medyo mahina.
Ang resistivity ng lupa ng pataas na slope ay makabuluhang mas mababa kaysa sa iba pang mga bahagi ng slope, na maaaring sanhi ng pagguho ng ulan. Ang topsoil sa upslope ay dumadaloy sa gitnang slope kasama ng tubig, upang ang upslope metal slope protection net ay malapit sa topsoil. Ang ilan sa mga metal meshes ay nalantad at kahit na nasuspinde ang site ng paglaban sa hangin). pile spacing ay 3m; Ang lalim ng pagmamaneho ng pile ay mas mababa sa 15cm. Ang hubad na metal na mesh at pagbabalat ng kalawang ay maaaring makagambala sa mga resulta ng pagsukat. Samakatuwid, hindi mapagkakatiwalaan na suriin ang kaagnasan ng lupa sa pamamagitan lamang ng index ng resistivity ng lupa. Sa komprehensibong pagsusuri ng kaagnasan, hindi isinasaalang-alang ang resistivity ng lupa ng upslope.
Dahil sa mataas na relatibong halumigmig, ang perennial humid air sa lugar ng Sichuan ay nagiging sanhi ng pagkaagnas ng metal mesh na nakalantad sa hangin kaysa sa metal mesh na nakabaon sa lupa39. Ang pagkakalantad ng wire mesh sa hangin ay maaaring magresulta sa pagbaba ng buhay ng serbisyo, na maaaring makapagpapahina sa mga paakyat na lupa. Ang pagkawala ng lupa ay maaaring maging mahirap para sa mga halaman, lalo na ang mga halamang makahoy, na mahirap tumubo sa mga halaman, lalo na ang mga halamang makahoy. paakyat upang patigasin ang lupa.Kasabay nito, ang paglago ng halaman ay maaari ring mapabuti ang kalidad ng lupa at mapataas ang nilalaman ng humus sa lupa, na hindi lamang makapagpapanatili ng tubig, ngunit nagbibigay din ng magandang kapaligiran para sa paglaki at pagpaparami ng mga hayop at halaman, sa gayon ay binabawasan ang pagkawala ng lupa. Samakatuwid, sa maagang yugto ng pagtatayo, mas maraming makahoy na mga buto ang dapat itanim sa pataas, at dapat na may dagdag na film upang maprotektahan ang tubig, at dapat na may dagdag na proteksiyon para sa patuloy na pag-iingat ng tubig. pagguho ng pataas na lupa sa pamamagitan ng tubig ulan.
Ang potensyal ng kaagnasan ay isang mahalagang salik na nakakaapekto sa kaagnasan ng lambat ng proteksiyon ng slope sa tatlong antas na dalisdis, at may pinakamalaking epekto sa pataas na dalisdis (Talahanayan 2). Sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang potensyal ng kaagnasan ay hindi gaanong nagbabago sa isang partikular na kapaligiran. Ang isang kapansin-pansing pagbabago ay maaaring dulot ng mga ligaw na agos. Ang mga ligaw na alon ay tumutukoy sa mga agos 40, 42 na katamtamang daan, 41, sa pampublikong sasakyan. sistema ng transportasyon.Sa pag-unlad ng sistema ng transportasyon, ang sistema ng transportasyon ng riles ng aking bansa ay nakamit ang malakihang elektripikasyon, at ang kaagnasan ng mga nakabaon na metal na dulot ng direktang pagtagas ng kasalukuyang mula sa mga nakuryenteng riles ay hindi maaaring balewalain. Sa kasalukuyan, ang potensyal na gradient ng lupa ay maaaring gamitin upang matukoy kung ang lupa ay naglalaman ng stray current disturbances. mababa ang stray current; kapag ang potensyal na gradient ay nasa hanay na 0.5 mv/m hanggang 5.0 mv/m, ang stray current ay katamtaman; kapag ang potensyal na gradient ay mas malaki kaysa sa 5.0 mv/m , ang stray current level ay mataas. Ang lumulutang na hanay ng potensyal na gradient (EW) ng mid-slope, up-slope at down-slope ay ipinapakita sa Figure 3. Sa mga tuntunin ng floating range, may mga katamtamang stray currents sa silangan-kanluran at hilaga-souths na direksyon na mahalagang salik ng mid-souths stralope. nakakaapekto sa kaagnasan ng mga metal meshes sa mid-slope at down-slope, lalo na sa mid-slope.
Sa pangkalahatan, ang potensyal na redox ng lupa (Eh) sa itaas ng 400 mV ay nagpapahiwatig ng kakayahang mag-oxidize, sa itaas ng 0-200 mV ay katamtamang kakayahan sa pagbabawas, at sa ibaba ng 0 mV ay malaking pagbabawas ng kakayahan. Kung mas mababa ang potensyal na redox ng lupa, mas malaki ang kakayahan ng kaagnasan ng mga mikroorganismo sa lupa sa mga metal44. Posibleng pag-aralan ang takbo ng redox ng lupa ang potensyal ng redox na lupa. ang mga slope ay higit sa 500 mv, at ang antas ng kaagnasan ay napakaliit. Ipinapakita nito na ang kondisyon ng bentilasyon ng lupa ng slope land ay mabuti, na hindi nakakatulong sa kaagnasan ng mga anaerobic microorganism sa lupa.
Natuklasan ng mga nakaraang pag-aaral na ang epekto ng pH ng lupa sa pagguho ng lupa ay kitang-kita. Sa pagbabagu-bago ng halaga ng pH, ang rate ng kaagnasan ng mga materyales na metal ay makabuluhang apektado. Ang pH ng lupa ay malapit na nauugnay sa lugar at ang mga microorganism sa lupa45,46,47. Sa pangkalahatan, ang epekto ng pH ng lupa sa kaagnasan ng mga metal na materyales sa bahagyang Ang alkaline na lupa ng lupa ay hindi halata sa tatlong alkalina na lupa. Ang epekto ng pH sa kaagnasan ng metal mesh ay mahina.
Tulad ng makikita mula sa Talahanayan 3, ang pagsusuri ng ugnayan ay nagpapakita na ang potensyal na redox at ang posisyon ng slope ay may makabuluhang positibong pagkakaugnay (R2 = 0.858), ang potensyal ng kaagnasan at ang potensyal na gradient (SN) ay may makabuluhang positibong pagkakaugnay (R2 = 0.755), at ang potensyal na redox at ang potensyal na gradient (SN) ay makabuluhang positibong nauugnay (R2 = 0.75 = SN). Nagkaroon ng makabuluhang negatibong ugnayan sa pagitan ng potensyal at pH (R2 = -0.724). Ang posisyon ng slope ay may makabuluhang positibong kaugnayan sa potensyal na redox. Ipinapakita nito na may mga pagkakaiba sa microenvironment ng iba't ibang mga posisyon ng slope, at ang mga mikroorganismo sa lupa ay malapit na nauugnay sa redox potential48, 49, 50. Ang potensyal na redox na ito ay may makabuluhang kaugnayan sa pH5, na negatibong ugnayan ng Eh5. Ang mga halaga ay hindi palaging nagbabago nang sabay-sabay sa proseso ng redox ng lupa, ngunit nagkaroon ng negatibong linear na relasyon. Ang potensyal ng kaagnasan ng metal ay maaaring kumatawan sa kamag-anak na kakayahang makakuha at mawalan ng mga electron.
Ang kabuuang natutunaw na nilalaman ng asin ay malapit na nauugnay sa kaagnasan ng lupa. Sa pangkalahatan, mas mataas ang kaasinan ng lupa, mas mababa ang resistivity ng lupa, kaya tumataas ang resistensya ng lupa. ng electrode potential sa metal at soil oxygen solubility53.
Karamihan sa mga natutunaw na salt-dissociated ions sa lupa ay hindi direktang nakikilahok sa mga electrochemical reaction, ngunit nakakaapekto sa metal corrosion sa pamamagitan ng resistivity ng lupa. Kung mas mataas ang kaasinan ng lupa, mas malakas ang kondaktibiti ng lupa at mas malakas ang pagguho ng lupa. at pag-iingat ng tubig.Ang isa pang dahilan ay maaaring ang natural na dalisdis ay nakaranas ng mature soil formation (soil parent material na nabuo sa pamamagitan ng rock weathering), ngunit ang railway slope soil ay binubuo ng mga durog na fragment ng bato bilang matrix ng "artificial soil", at hindi sumailalim sa isang sapat na proseso ng pagbuo ng lupa. Hindi inilabas ang mga mineral. Bilang karagdagan, ang mga ion ng asin sa malalim na lupa ng mga natural na dalisdis ay tumaas sa pamamagitan ng pagkilos ng maliliit na ugat sa panahon ng pagsingaw sa ibabaw at naipon sa ibabaw ng lupa, na nagreresulta sa pagtaas ng nilalaman ng mga ion ng asin sa ibabaw ng lupa. Ang kapal ng lupa ng slope ng riles ay mas mababa sa 20 cm, na nagreresulta sa kawalan ng kakayahan ng pang-ibabaw na lupa upang madagdagan ang asin.
Ang mga positibong ion (tulad ng K+, Na+, Ca2+, Mg2+, Al3+, atbp.) ay may maliit na epekto sa kaagnasan ng lupa, habang ang mga anion ay may mahalagang papel sa proseso ng electrochemical ng kaagnasan at may malaking epekto sa kaagnasan ng metal. Ang Cl− ay maaaring mapabilis ang kaagnasan ng anode at ito ang pinakakaagnasan na anion; kung mas mataas ang nilalaman ng Cl−, mas malakas ang kaagnasan ng lupa. Ang SO42− ay hindi lamang nagtataguyod ng kaagnasan ng bakal, ngunit nagdudulot din ng kaagnasan sa ilang mga kongkretong materyales54. Nakakasira din ng bakal. metal.Ipinakita ng mga pag-aaral na ang pagbaba ng timbang ng kaagnasan ng carbon steel sa mga alkaline na lupa ay halos proporsyonal sa pagdaragdag ng chloride at sulfate ions56,57.Lee et al. natagpuan na ang SO42- ay maaaring hadlangan ang kaagnasan, ngunit itaguyod ang pagbuo ng mga corrosion pits na nabuo na58.
Ayon sa pamantayan ng pagsusuri sa kaagnasan ng lupa at mga resulta ng pagsubok, ang nilalaman ng chloride ion sa bawat sample ng slope ng lupa ay higit sa 100 mg/kg, na nagpapahiwatig ng malakas na kaagnasan ng lupa. 200mg/kg, at mahina ang kaagnasan ng lupa. Kapag ang daluyan ng lupa ay naglalaman ng mataas na konsentrasyon, ito ay lalahok sa reaksyon at magbubunga ng corrosion scale sa ibabaw ng metal electrode, at sa gayon ay nagpapabagal sa reaksyon ng kaagnasan. Habang tumataas ang konsentrasyon, ang sukat ay maaaring biglang masira, at sa gayon ay lubos na nagpapabilis sa rate ng kaagnasan; habang ang konsentrasyon ay patuloy na tumataas, ang corrosion scale ay sumasakop sa ibabaw ng metal electrode, at ang corrosion rate ay nagpapakita ng isang pagbagal na trend muli59. Natuklasan ng pag-aaral na ang dami sa lupa ay mas mababa at samakatuwid ay may maliit na epekto sa kaagnasan.
Ayon sa Talahanayan 4, ang ugnayan sa pagitan ng slope at soil anion ay nagpakita na mayroong makabuluhang positibong ugnayan sa pagitan ng slope at chloride ions (R2=0.836), at isang makabuluhang positibong ugnayan sa pagitan ng slope at kabuuang natutunaw na mga asing-gamot (R2=0.742).
Iminumungkahi nito na ang surface runoff at pagguho ng lupa ay maaaring maging responsable para sa mga pagbabago sa kabuuang natutunaw na mga asin sa lupa. Nagkaroon ng makabuluhang positibong ugnayan sa pagitan ng kabuuang natutunaw na mga asing-gamot at mga chloride ions, na maaaring dahil ang kabuuang natutunaw na mga asing-gamot ay ang pool ng mga chloride ions, at ang nilalaman ng kabuuang natutunaw na mga asing-gamot ay tumutukoy sa nilalaman ng mga chloride salts. matinding kaagnasan ng bahagi ng metal mesh.
Ang mga organikong bagay, kabuuang nitrogen, magagamit na nitrogen, magagamit na posporus at magagamit na potasa ay ang mga pangunahing sustansya ng lupa, na nakakaapekto sa kalidad ng lupa at ang pagsipsip ng mga sustansya ng sistema ng ugat. Ang mga sustansya sa lupa ay isang mahalagang salik na nakakaapekto sa mga mikroorganismo sa lupa, kaya sulit na pag-aralan kung mayroong ugnayan sa pagitan ng mga sustansya ng lupa at kaagnasan ng metal. Ang Suiyu Railway ay natapos noong 2003, na nangangahulugang 9 na taon lamang ang nakaranas ng organikong lupa akumulasyon.Dahil sa partikularidad ng artipisyal na lupa, kinakailangang magkaroon ng mahusay na pag-unawa sa mga sustansya sa artipisyal na lupa.
Ipinakikita ng pananaliksik na ang nilalaman ng organikong bagay ay ang pinakamataas sa natural na dalisdis na lupa pagkatapos ng buong proseso ng pagbuo ng lupa. Ang mababang slope na nilalaman ng organikong bagay sa lupa ay ang pinakamababa. Dahil sa impluwensya ng weathering at surface runoff, ang mga sustansya ng lupa ay maiipon sa kalagitnaan ng dalisdis at pababang dalisdis, na bubuo ng isang makapal na layer ng humus. Gayunpaman, dahil sa maliliit na particle at mahinang katatagan ng mga microorganism na madaling makita ang mga organikong bagay sa ilalim ng lupa. Ang saklaw at pagkakaiba-iba ng mga halaman sa kalagitnaan ng dalisdis at pababang dalisdis ay mataas, ngunit mababa ang homogeneity, na maaaring humantong sa hindi pantay na pamamahagi ng mga sustansya sa ibabaw.Ang isang makapal na layer ng humus ay may hawak na tubig at ang mga organismo sa lupa ay aktibo. Lahat ng ito ay nagpapabilis sa pagkabulok ng mga organikong bagay sa lupa.
Ang alkali-hydrolyzed nitrogen content ng up-slope, middle-slope at down-slope railway ay mas mataas kaysa sa natural slope, na nagpapahiwatig na ang organic nitrogen mineralization rate ng railway slope ay makabuluhang mas mataas kaysa sa natural na slope. Kung mas maliit ang mga particle, mas hindi matatag ang istraktura ng lupa, mas madaling ma-decompose ang mga microorganism at mineral na nabubulok. organic nitrogen60,61.Alinsunod sa mga resulta ng 62 pag-aaral, ang nilalaman ng maliliit na particle aggregates sa lupa ng railway slope ay makabuluhang mas mataas kaysa sa natural slopes.Samakatuwid, ang mga naaangkop na hakbang ay dapat gawin upang madagdagan ang nilalaman ng fertilizer, organic matter at nitrogen sa lupa ng railway slope, at upang mapabuti ang ibabaw ng magagamit na phosphorus na basura. Ang runoff ay umabot ng 77.27% hanggang 99.79% ng kabuuang pagkawala ng slope ng riles. Ang surface runoff ay maaaring ang pangunahing driver ng available na nutrient loss sa slope soils63,64,65.
Tulad ng ipinakita sa Talahanayan 4, mayroong isang makabuluhang positibong ugnayan sa pagitan ng posisyon ng slope at magagamit na posporus (R2 = 0.948), at ang ugnayan sa pagitan ng posisyon ng slope at magagamit na potasa ay pareho (R2 = 0.898). Ipinapakita nito na ang posisyon ng slope ay nakakaapekto sa nilalaman ng magagamit na posporus at magagamit na potasa sa lupa.
Ang gradient ay isang mahalagang salik na nakakaapekto sa nilalaman ng organikong bagay ng lupa at pagpapayaman ng nitrogen66, at kung mas maliit ang gradient, mas malaki ang rate ng pagpapayaman. Para sa pagpapayaman ng sustansya ng lupa, ang pagkawala ng sustansya ay humina, at ang epekto ng posisyon ng slope sa nilalaman ng organikong bagay ng lupa at kabuuang pagpapayaman ng nitrogen ay hindi halata. Iba't ibang uri at bilang ng mga halaman sa iba't ibang mga slope ang may iba't ibang mga organikong acid ng halaman. pag-aayos ng magagamit na posporus at magagamit na potasa sa lupa. Samakatuwid, nagkaroon ng makabuluhang ugnayan sa pagitan ng posisyon ng slope at magagamit na posporus, at posisyon ng slope at magagamit na potasa.
Upang linawin ang kaugnayan sa pagitan ng mga sustansya ng lupa at kaagnasan ng lupa, kinakailangan na suriin ang ugnayan. Gaya ng ipinapakita sa Talahanayan 5, ang potensyal ng redox ay makabuluhang negatibong nauugnay sa magagamit na nitrogen (R2 = -0.845) at makabuluhang positibong nakakaugnay sa magagamit na posporus (R2 = 0.842) at magagamit na potasa (R2 = 0.980 ang redox na potensyal na karaniwang apektado ng redox). ilang pisikal at kemikal na katangian ng lupa, at pagkatapos ay nakakaapekto sa isang serye ng mga katangian ng lupa.Samakatuwid, ito ay isang mahalagang salik sa pagtukoy sa direksyon ng pagbabago ng sustansya ng lupa67. Ang iba't ibang mga katangian ng redox ay maaaring magresulta sa iba't ibang mga estado at pagkakaroon ng mga nutritional factor.Samakatuwid, ang potensyal na redox ay may makabuluhang ugnayan sa available na nitrogen, available na phosphorus at available na potassium.
Bilang karagdagan sa mga katangian ng metal, ang potensyal ng kaagnasan ay nauugnay din sa mga katangian ng lupa. Ang potensyal ng kaagnasan ay makabuluhang negatibong nauugnay sa organikong bagay, na nagpapahiwatig na ang organikong bagay ay may malaking epekto sa potensyal ng kaagnasan. Bilang karagdagan, ang mga organikong bagay ay makabuluhang negatibong nauugnay din sa potensyal na gradient (SN) (R2=-0.713) at sulfate ion (R2=-0.671) na nakakaapekto rin sa potensyal na nilalaman ng organikong bagay (gradient sulfate) na iyon (gradient sulfate). ion..Nagkaroon ng makabuluhang negatibong ugnayan sa pagitan ng pH ng lupa at magagamit na potasa (R2 = -0.728).
Ang available na nitrogen ay makabuluhang negatibong nauugnay sa kabuuang natutunaw na mga asing-gamot at chloride ion, at ang available na phosphorus at available na potassium ay may makabuluhang positibong kaugnayan sa kabuuang natutunaw na mga asing-gamot at chloride ions. Ipinapahiwatig nito na ang mga available na nutrient na nilalaman ay makabuluhang nakaapekto sa dami ng kabuuang natutunaw na mga asing-gamot at chloride ion sa lupa, at ang mga anion sa lupa ay hindi nakakatulong nang malaki sa akumulasyon at supply ng nitrogen sa lupa. na may sulfate ion, at makabuluhang positibong nauugnay sa bikarbonate, na nagpapahiwatig na ang kabuuang nitrogen ay nagkaroon ng epekto sa nilalaman ng sulfate at bikarbonate.Ang mga halaman ay may maliit na pangangailangan para sa sulfate ions at bicarbonate ions, kaya karamihan sa mga ito ay libre sa lupa o hinihigop ng mga colloid ng lupa. Ang mga bicarbonate ions ay pinapaboran ang akumulasyon ng sulfate at bicarbonate. kapaki-pakinabang upang mabawasan ang kaagnasan ng lupa.
Ang lupa ay isang sistema na may kumplikadong komposisyon at mga katangian. Ang kaagnasan ng lupa ay resulta ng synergistic na pagkilos ng maraming mga kadahilanan. Samakatuwid, ang isang komprehensibong paraan ng pagsusuri ay karaniwang ginagamit upang suriin ang kaagnasan ng lupa. Sa pagtukoy sa "Code para sa Geotechnical Engineering Investigation" (GB50021-94) at ang mga pamamaraan ng pagsubok ng China Soil Corrosion Test Network, ang grado ng kaagnasan ng lupa ay maaaring komprehensibong masuri ayon sa mga sumusunod na pamantayan: (1) Ang pagsusuri ay mahinang kaagnasan, kung may mahinang kaagnasan lamang, kung may mahinang kaagnasan lamang; (2) kung walang malakas na kaagnasan, ito ay sinusuri bilang katamtamang kaagnasan; (3) kung mayroong isa o dalawang lugar ng malakas na kaagnasan, ito ay sinusuri bilang malakas na kaagnasan; (4) kung mayroong 3 o higit pang mga lugar ng malakas na kaagnasan, ito ay sinusuri bilang malakas na kaagnasan para sa matinding kaagnasan.
Ayon sa resistivity ng lupa, potensyal na redox, nilalaman ng tubig, nilalaman ng asin, halaga ng pH, at nilalaman ng Cl- at SO42-, ang mga grado ng kaagnasan ng mga sample ng lupa sa iba't ibang mga slope ay komprehensibong nasuri. Ang mga resulta ng pananaliksik ay nagpapakita na ang mga lupa sa lahat ng mga slope ay lubos na kinakaing unti-unti.
Ang potensyal ng kaagnasan ay isang mahalagang kadahilanan na nakakaapekto sa kaagnasan ng lambat ng proteksyon ng slope. Ang mga potensyal na kaagnasan ng tatlong slope ay lahat ay mas mababa sa -200 mv, na may pinakamalaking epekto sa kaagnasan ng pataas na metal mesh. Ang potensyal na gradient ay maaaring gamitin upang hatulan ang laki ng stray current sa lupa. mga dalisdis, lalo na sa gitnang mga dalisdis. Ang kabuuang natutunaw na nilalaman ng asin sa mga lupa sa itaas, gitna at ibabang mga dalisdis ay lahat ay higit sa 500 mg/kg, at ang epekto ng kaagnasan sa lambat ng proteksiyon ng slope ay katamtaman. Ang nilalaman ng tubig sa lupa ay isang mahalagang salik na nakakaapekto sa kaagnasan ng mga metal meshes sa kalagitnaan ng dalisdis at pababang dalisdis, at may mas malaking epekto ng nutrina sa slope. sagana sa mid-slope na lupa, na nagpapahiwatig na mayroong madalas na aktibidad ng microbial at mabilis na paglaki ng halaman.
Ang pananaliksik ay nagpapakita na ang potensyal ng kaagnasan, potensyal na gradient, kabuuang natutunaw na nilalaman ng asin at nilalaman ng tubig ay ang mga pangunahing salik na nakakaapekto sa kaagnasan ng lupa sa tatlong slope, at ang kaagnasan ng lupa ay sinusuri bilang malakas. Ang kaagnasan ng network ng proteksyon ng slope ay ang pinaka-seryoso sa gitnang slope, na nagbibigay ng sanggunian para sa anti-corrosion na disenyo ng railway na dagdag na slope. kapaki-pakinabang upang mabawasan ang kaagnasan ng lupa, mapadali ang paglago ng halaman, at sa wakas ay patatagin ang slope.
Paano banggitin ang artikulong ito: Chen, J. et al.Mga epekto ng komposisyon ng lupa at electrochemistry sa kaagnasan ng network ng slope ng bato sa kahabaan ng linya ng tren ng China.science.Rep. 5, 14939; doi: 10.1038/srep14939 (2015).
Lin, YL & Yang, GL Mga dinamikong katangian ng railway subgrade slope sa ilalim ng paggulo ng lindol.natural na kalamidad.69, 219–235 (2013).
Sui Wang, J. et al.Pagsusuri ng karaniwang pinsala sa lindol ng mga highway sa Wenchuan na lindol na lugar ng Sichuan Province[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering.28, 1250–1260 (2009).
Weilin, Z., Zhenyu, L. & Jinsong, J. Seismic damage analysis at countermeasures ng highway bridges sa Wenchuan earthquake.Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering.28, 1377–1387 (2009).
Lin, CW, Liu, SH, Lee, SY & Liu, CC Ang epekto ng Chichi earthquake sa pagguho ng lupa na dulot ng kasunod na pag-ulan sa gitnang Taiwan.Engineering Geology.86, 87–101 (2006).
Koi.
Hongshuai, L., Jingshan, B. & Dedong, L. Isang pagsusuri ng pananaliksik sa pagsusuri ng katatagan ng seismic ng mga geotechnical slope.Earthquake Engineering at Engineering Vibration.25, 164–171 (2005).
Yue Ping, Pananaliksik sa mga geological hazard na dulot ng lindol sa Wenchuan sa Sichuan. Journal of Engineering Geology 4, 7–12 (2008).
Ali, F. Proteksyon ng dalisdis na may mga halaman: mekanika ng ugat ng ilang tropikal na halaman.International Journal of Physical Sciences.5, 496–506 (2010).
Takyu, M., Aiba, SI & Kitayama, K. Topographic effects sa tropikal na mababang montane na kagubatan sa ilalim ng iba't ibang geological na kondisyon sa Mount Kinabalu, Borneo.Plant Ecology.159, 35–49 (2002).
Stokes, A. et al.Ideal na katangian ng ugat ng halaman para sa pagprotekta sa natural at engineered na mga dalisdis mula sa pagguho ng lupa.Plants and Soils, 324, 1-30 (2009).
De Baets, S., Poesen, J., Gyssels, G. & Knapen, A. Mga epekto ng mga ugat ng damo sa topsoil erodibility habang puro daloy.Geomorphology 76, 54–67 (2006).