Nature.com saytiga tashrif buyurganingiz uchun tashakkur. Siz foydalanayotgan brauzer versiyasi CSS-ni cheklangan darajada qo‘llab-quvvatlaydi. Eng yaxshi tajriba uchun yangilangan brauzerdan foydalanishni tavsiya qilamiz (yoki Internet Explorer-da moslik rejimini o‘chirib qo‘ying). Ayni paytda qo‘llab-quvvatlashning davom etishini ta’minlash uchun biz saytni uslublar va JavaScript-larsiz ko‘rsatamiz.
Tadqiqot ob'ekti sifatida Sui-Chongqing temir yo'lining qiyaligini olish, tuproq qarshiligi, tuproq elektrokimyosi (korroziya potentsiali, oksidlanish-qaytarilish potentsiali, potentsial gradient va pH), tuproq anionlari (umumiy eruvchan tuzlar, Cl-, SO42- va) va tuproqning oziqlanishi. fosfor, mavjud kaliy) Turli qiyaliklarda korroziya darajasi sun'iy tuproqning individual ko'rsatkichlari va kompleks ko'rsatkichlari bo'yicha baholanadi. Boshqa omillar bilan solishtirganda, nishab himoya tarmog'ining korroziyasiga suv eng katta ta'sir ko'rsatadi, undan keyin anionlar mavjud. Nishab himoya tarmog'ining korroziyasi.Tuproq namunalarining korroziya darajasi har tomonlama baholandi va yuqori qiyalikdagi korroziya o'rtacha, o'rta va pastki yon bag'irlaridagi korroziya kuchli edi.Tuproqdagi organik moddalar potentsial gradient bilan sezilarli darajada bog'liq edi.Mavjud azot va mavjud bo'lgan korrelyonlar bilan sezilarli darajada korrelatsiyalangan. tuproq ozuqa moddalarining tarqalishi bilvosita nishab turiga bog'liq.
Temir yo'llar, avtomagistrallar va suvni muhofaza qilish inshootlarini qurishda ko'pincha tog'larning ochilishidan qochib bo'lmaydi. Janubi-g'arbiy tog'lar tufayli Xitoyning temir yo'l qurilishi tog'ni ko'p qazishni talab qiladi. Bu asl tuproq va o'simliklarni yo'q qiladi, ochiq toshli yonbag'irlarni yaratadi. Bu holat ko'chkilarga olib keladi, shu sababli temir yo'l harakati xavfsizligi va temir yo'l eroziyasiga olib keladi. ayniqsa, 2008-yil 12-maydagi Venchuan zilzilasidan keyin yoʻl harakati uchun yomon. Koʻchkilar keng tarqalgan va jiddiy zilzila falokatiga aylandi1. 2008 yilda Sichuan provinsiyasida 4243 kilometrlik asosiy magistral yo'llarni baholashda yo'l to'shaklari va qiyaliklarni qo'llab-quvvatlovchi devorlarda 1736 ta kuchli zilzila halokati ro'y berdi, bu baholashning umumiy uzunligining 39,76% ni tashkil etdi. Zilziladan keyingi geoxavflar kamida 10 yil (Tayvan zilzilasi) va hatto 40-50 yil davom etishi mumkin (Yaponiyadagi Kanto zilzilasi)4,5. Gradient zilzila xavfiga ta'sir qiluvchi asosiy omildir6,7.Shuning uchun yo'l nishabini saqlab turish va uning barqarorligini mustahkamlash zarur. Qayta tiklash8.Oddiy tuproq yonbag'irlari bilan solishtirganda, tog' yonbag'irlarida organik moddalar, azot, fosfor va kaliy kabi ozuqaviy omillar to'planmagan va o'simliklarning o'sishi uchun zarur bo'lgan tuproq muhiti mavjud emas. Katta qiyalik va yomg'ir eroziyasi kabi omillar tufayli qiyalik tuproqlari, o'simliklarning o'sishi uchun zarur bo'lgan sharoitlar oson yo'qoladi. Nishab tuprog'i barqarorlikni ta'minlay olmaydi9. Nishabni himoya qilish uchun tuproqni qoplash uchun asosiy material bilan nishabga purkash mening mamlakatimizda keng qo'llaniladigan qiyalik ekologik tiklash texnologiyasidir. Püskürtme uchun ishlatiladigan sun'iy tuproq maydalangan tosh, qishloq xo'jaligi tuproqlari, somon, aralash o'g'itlar, suvni ushlab turuvchi vosita va yopishtiruvchi moddalardan iborat. asfalt emulsifikatori) ma'lum nisbatda. Texnik jarayon: dastlab tosh ustiga tikanli sim yotqizish, so'ngra tikanli simni perchinlar va ankrajlar bilan mahkamlash va oxirida urug'li sun'iy tuproqni maxsus purkagich bilan nishabga sepish. diametri 2 mm.Metal to'r tuproq matritsasi tosh yuzasida mustahkam monolit plita hosil qilish imkonini beradi.Metal mash tuproqda korroziyaga uchraydi, chunki tuproqning o'zi elektrolit bo'lib, korroziya darajasi tuproqning xususiyatlariga bog'liq.Tuproqning korroziya omillarini baholash juda katta ahamiyatga ega. ko'chki xavfi.
O'simlik ildizlari qiyaliklarni barqarorlashtirish va eroziyaga qarshi kurashda hal qiluvchi rol o'ynaydi, deb ishoniladi10,11,12,13,14. Nishablarni sayoz ko'chkilarga qarshi barqarorlashtirish uchun o'simliklardan foydalanish mumkin, chunki o'simlik ildizlari ko'chkilarning oldini olish uchun tuproqni mahkamlashi mumkin15,16,17. Yog'ochli o'simliklar, ayniqsa daraxtlar, sayoz erlarning tuzilishini himoya qilishga yordam beradi18. Tuproqda mustahkamlovchi qoziqlar rolini oʻynaydigan oʻsimliklarning vertikal va lateral ildiz tizimlari.Ildiz arxitekturasining rivojlanishi genlar tomonidan boshqariladi va bu jarayonlarda tuproq muhiti hal qiluvchi rol oʻynaydi.Metallarning korroziyasi tuproq muhitiga qarab oʻzgaradi20.Tuproqdagi metallarning korroziya darajasi juda tez erishdan tortib to hosil boʻlishdan juda arzimas darajada farq qilishi mumkin. tabiiy tuproqlarning oʻn millionlab yillar davomida tashqi muhit va turli organizmlar oʻrtasidagi oʻzaro taʼsiri natijasidir22,23,24. Yogʻochli oʻsimliklar barqaror ildiz tizimi va ekotizim hosil qilgunga qadar, togʻ jinslari yonbagʻirlari va sunʼiy tuproq bilan qoʻshilgan metall toʻrning xavfsiz faoliyat koʻrsatishi tabiiy xoʻjalik va atrof-muhit xavfsizligini yaxshilash bilan bevosita bogʻliqdir.
Biroq, metallarning korroziyasi katta yo'qotishlarga olib kelishi mumkin. 1980-yillarning boshlarida Xitoyda kimyo mashinasozligi va boshqa sanoat tarmoqlarida o'tkazilgan so'rov natijalariga ko'ra, metall korroziyasidan kelib chiqadigan yo'qotishlar umumiy ishlab chiqarish qiymatining 4% ni tashkil etdi.Shuning uchun korroziya mexanizmini o'rganish va himoya qilish choralarini ko'rish katta ahamiyatga ega. mikroorganizmlar.Mikrob metabolitlari materiallarni korroziyaga olib kelishi mumkin, adashgan oqimlar ham korroziyaga olib kelishi mumkin.Shuning uchun tuproqqa ko'milgan metallarning korroziyasini oldini olish muhim ahamiyatga ega.Hozirgi vaqtda ko'milgan metall korroziyasi bo'yicha tadqiqotlar asosan (1) ko'milgan metall korroziyasiga ta'sir qiluvchi omillarga qaratilgan25; (2) metallni himoya qilish usullari26,27; (3) metall korroziya darajasini baholash usullari28; Turli muhitlarda korroziya. Biroq, tadqiqotda barcha tuproqlar tabiiy bo'lib, etarli darajada tuproq hosil bo'lish jarayonlaridan o'tgan. Biroq, temir yo'l tog' yonbag'irlarining sun'iy tuproq eroziyasi haqida hech qanday ma'lumot yo'q.
Boshqa korroziyali muhitlar bilan solishtirganda, sun'iy tuproq likvidlik, turg'unlik, mavsumiylik va mintaqaviylik xususiyatlariga ega. Sun'iy tuproqlarda metall korroziyasi metallar va sun'iy tuproqlar o'rtasidagi elektrokimyoviy o'zaro ta'sirlar natijasida yuzaga keladi. Tug'ma omillardan tashqari, metall korroziyasining tezligi atrof-muhitning turli xilligi yoki korroziya kabi individual ta'sir qiluvchi omillarga ham bog'liq. namlik miqdori, kislorod miqdori, umumiy eruvchan tuz miqdori, anion va metall ionlari miqdori, pH, tuproq mikroblari30,31,32.
30 yillik amaliyotda toshloq yonbag'irlarda sun'iy tuproqlarni qanday qilib doimiy ravishda saqlab qolish masalasi muammoga aylangan33.Tuproq eroziyasi tufayli 10 yil qo'lda parvarish qilinganidan keyin ba'zi yon bag'irlarda butalar yoki daraxtlar o'sib chiqa olmaydi.Metal to'rlar yuzasidagi kirlar ba'zi joylarda yuvilib ketgan.Korozyon tufayli ba'zilari metall to'rlarni yo'qotgan va hamma narsadan pastda yorilib ketgan. Hozirgi vaqtda temir yo'l yonbag'irlarining korroziyasi bo'yicha tadqiqotlar asosan temir yo'l podstansiyasining yerga ulash tarmog'ining korroziyasiga, engil temir yo'l tomonidan hosil bo'lgan adashgan oqim korroziyasiga, temir yo'l ko'priklari korroziyasiga34,35, yo'llar va boshqa transport vositalarining korroziyasiga qaratilgan. Suiyu temir yoʻlining janubi-gʻarbiy togʻ yonbagʻiridagi tuproqlar, tuproq xossalarini baholash yoʻli bilan metall korroziyasini bashorat qilish hamda tuproq ekotizimini tiklash va sunʼiy yoʻl bilan tiklash uchun nazariy va amaliy asoslarni taʼminlash. Nishab sunʼiy.
Sinov maydoni Sichuanning tepalikli hududida (30°32'sh., 105°32'E) Suining temir yo'l stansiyasi yaqinida joylashgan. Hudud Sichuan havzasining o'rtasida, past tog'lar va tepaliklar bilan, oddiy geologik tuzilishga va tekis erlarga ega. ustki qatlam asosan binafsha rangli qum va loytoshlardan iborat. Butunligi yomon, qoyasi blokli strukturadir. Oʻrganilayotgan hududda subtropik nam musson iqlimi mavsumiy xarakterga ega boʻlib, erta bahor, issiq yoz, qisqa kuz va kech qish. Yogʻingarchilik koʻp, yorugʻlik va issiqlik resurslari koʻp, sovuqsiz davr oʻrtacha yillik harorat 28 million, iqlimi oʻrtacha 28 million), 17,4 ° C, eng issiq oyning o'rtacha harorati (avgust) 27,2 ° C, ekstremal maksimal harorat 39,3 ° C. Eng sovuq oy yanvar (o'rtacha harorat 6,5 ° C), ekstremal minimal harorat -3,8 ° C, yillik o'rtacha yog'ingarchilik 920 mm, asosan iyul va qishda, yog'ingarchilik avgustda va qishda. juda farq qiladi. Yilning har bir faslidagi yogʻingarchilik ulushi mos ravishda 19-21%, 51-54%, 22-24% va 4-5% ni tashkil qiladi.
Tadqiqot maydoni 2003-yilda qurilgan Yu-Sui temir yoʻlining yon bagʻiridagi taxminan 45° nishabdir. 2012-yil aprel oyida u Suining temir yoʻl vokzalidan 1 km masofada janubga qaragan. Nazorat sifatida tabiiy qiyalikdan foydalanildi. Nishabning ekologik restavratsiyasida ekologik restavratsiya uchun tuproqni purkashning chet el ustki qatlamlari texnologiyasi qoʻllaniladi. Temir yoʻl yonbagʻirining balandligiga koʻra, qiyalik yuqoriga, oʻrta qiyalik va pastga boʻlinadi (2-rasm). tuproq metall to'r korroziya mahsulotlari ifloslanishini oldini olish uchun, biz faqat tuproq yuzasi 0-8cm olish uchun zanglamaydigan po'lat belkurak foydalanish. Har bir nishab holati uchun to'rt replikatsiya o'rnatildi, har bir replikatsiya 15-20 tasodifiy namuna olish nuqtalari bilan.Har bir replikatsiya 15-20 tasodifiy aralashmasidan iborat S-shaklidagi yangi vaznli chiziqdan tasodifiy aniqlangan.00I. gramm. Namunalarni qayta ishlash uchun polietilen fermuarli qoplarga solib laboratoriyaga olib keling. Tuproq tabiiy ravishda havoda quritiladi, shag‘al, hayvon va o‘simlik qoldiqlari tanlab olinadi, agat tayoq bilan maydalanadi va 20 ko‘zli, 100 ko‘zli neylon elakdan tashqari elakdan o‘tkaziladi.
Tuproqning qarshiligi Shengli Instrument kompaniyasi tomonidan ishlab chiqarilgan VICTOR4106 topraklama qarshiligini tekshirgich bilan o'lchandi; tuproqning qarshiligi dalada o'lchandi; tuproq namligi quritish usuli bilan o'lchandi. DMP-2 portativ raqamli mv/pH asbobi tuproq korroziya potentsialini o'lchash uchun yuqori kirish empedansiga ega. Potensial gradient va redoks potentsiali DMP-2 portativ raqamli mv/pH bilan aniqlandi, tuproqdagi umumiy eruvchan tuz qoldiq quritish usuli bilan aniqlandi, shuning uchun ANO3 da titrlash usuli bilan aniqlandi. (Mohr usuli), tuproqdagi sulfat miqdori bilvosita EDTA Titrlash usuli, tuproq karbonati va bikarbonatini aniqlash uchun qoʻsh indikatorli titrlash usuli, tuproq organik moddalarini aniqlash uchun kaliy dixromat oksidlanishini isitish usuli, ishqoriy eritmaning diffuziya usuli bilan tuproqning ishqoriy gidrolizi azot, H2SO4-HC diffuziya usuli bilan aniqlandi. tuproqdagi va tuproqdagi mavjud fosfor miqdori Olsen usuli (ekstragent sifatida 0,05 mol/L NaHCO3 eritmasi), tuproqdagi umumiy kaliy miqdori esa natriy gidroksid termoyadroviy-olovli fotometriya yordamida aniqlangan.
Eksperimental ma'lumotlar dastlab tizimlashtirildi.SPSS Statistics 20 o'rtacha, standart og'ish, bir tomonlama ANOVA va inson korrelyatsiyasini tahlil qilish uchun ishlatilgan.
1-jadvalda turli qiyaliklarga ega tuproqlarning elektromexanik xossalari, anionlari va ozuqa moddalari keltirilgan. Turli qiyaliklarning korroziya potentsiali, tuproq qarshiligi va sharq-g'arbiy potentsial gradienti hammasi muhim edi (P <0,05). Pastga, o'rta qiyalik va tabiiy qiyalikning oksidlanish-qaytarilish potentsiallari sezilarli bo'lgan (P < 0,05, ya'ni relsning gradienti, perpendi). shimoliy-janubiy potentsial gradient, tepaga>pastga>o'rta qiyalikdir. Tuproqning pH qiymati pastlikka>tepalikka>o'rta qiyalik>tabiiy qiyalik tartibida edi. Jami eruvchan tuz, tabiiy nishab temir yo'l nishabidan sezilarli darajada yuqori edi (P < 0,05). Jami eruvchan tuz miqdori temir yo'lning uchinchi darajasi mg5 / kg dan yuqori. va umumiy eruvchan tuz metall korroziyaga mo''tadil ta'sir ko'rsatadi.Tuproqning organik moddalari tarkibi tabiiy qiyalikda eng yuqori va eng pasti past (P <0,05) ni tashkil etdi. mavjud azot miqdori past va o'rta qiyalikda eng yuqori, tabiiy qiyalikda esa eng past bo'lgan; temir yoʻlning yuqori va past qiyaligidagi umumiy azot miqdori pastroq boʻlgan, ammo mavjud azot miqdori yuqoriroq boʻlgan.Bu koʻtarilish va pastda organik azot minerallashuvi tezligi tez ekanligini koʻrsatadi.Mavjud kaliy miqdori mavjud fosfor bilan bir xil.
Tuproqning qarshiligi elektr o'tkazuvchanligini ko'rsatadigan indeks va tuproq korroziyasini baholash uchun asosiy parametrdir. Tuproq qarshiligiga ta'sir qiluvchi omillarga namlik, umumiy eruvchan tuz miqdori, pH, tuproq teksturasi, harorat, organik moddalar miqdori, tuproq harorati va sızdırmazlık kiradi. Umuman olganda, korroziyaga chidamliligi past bo'lgan tuproqlar. sudya tuproq korroziyasi turli mamlakatlarda keng qo'llaniladigan usuldir. 1-jadvalda har bir alohida indeks uchun korrozivlik darajasini baholash mezonlari ko'rsatilgan37,38.
Mening mamlakatimdagi sinov natijalari va standartlarga ko'ra (1-jadval), agar tuproqning korroziyaliligi faqat tuproq qarshiligi bilan baholansa, tepalik yonbag'iridagi tuproq juda korrozivdir; qiyalikdagi tuproq o'rtacha darajada korroziv; o'rta qiyalik va tabiiy qiyalikdagi tuproqning korrozivligi nisbatan past darajada zaifdir.
Tepalik yonbag'irining tuproq qarshiligi qiyalikning boshqa qismlariga qaraganda sezilarli darajada past bo'lib, bu yomg'ir eroziyasi natijasida yuzaga kelishi mumkin. Nishabdagi tuproqning yuqori qatlami suv bilan o'rta nishabga oqib o'tadi, shuning uchun tepalikdagi metall qiyalik himoya tarmog'i tuproqning yuqori qatlamiga yaqin joylashgan. Metall to'rlarning ba'zilari ochiq va hatto havoda o'lchangan edi. ish olib borilayotgan joyda; qoziqlar orasidagi masofa 3 m; qoziq qoziq chuqurligi 15 sm dan past bo'lgan. Yalang'och metall to'r va po'stloq zang o'lchov natijalariga xalaqit berishi mumkin.Shuning uchun tuproq korroziyasini faqat tuproq qarshiligi ko'rsatkichi bo'yicha baholash ishonchsizdir.Korozyonni kompleks baholashda tepalikning tuproq qarshiligi hisobga olinmaydi.
Yuqori nisbiy namlik tufayli, Sichuan hududidagi ko'p yillik nam havo havoga ta'sir qiladigan metall to'r tuproqqa ko'milgan metall to'rga qaraganda jiddiyroq korroziyaga olib keladi39. Havoga sim to'rning ta'siri xizmat muddatini qisqartirishi mumkin, bu esa tepalikdagi tuproqlarni beqarorlashtirishi mumkin. Tuproqning yo'qolishi o'simliklarning, ayniqsa o'simliklarning o'sishini qiyinlashtirishi mumkin. Shu bilan birga, o'simliklarning o'sishi tuproq sifatini yaxshilashi va tuproqdagi chirindi miqdorini oshirishi mumkin, bu nafaqat suvni ushlab turishi, balki hayvonlar va o'simliklarning o'sishi va ko'payishi uchun yaxshi muhitni ta'minlaydi, shu bilan tuproq yo'qotilishini kamaytiradi. Yomg'ir suvi bilan tepa tuproqning eroziyasini kamaytirish uchun himoya qilish uchun plyonka bilan.
Korroziya potentsiali uch darajali qiyalikda qiyalik himoya tarmog'ining korroziyasiga ta'sir qiluvchi muhim omil bo'lib, tepalikka nishabga eng katta ta'sir ko'rsatadi (2-jadval). Oddiy sharoitlarda korroziya potentsiali ma'lum bir muhitda unchalik o'zgarmaydi. Sezilarli o'zgarish adashgan oqimlar tufayli yuzaga kelishi mumkin. Transport vositalari jamoat transporti tizimidan foydalanganda. Transport tizimining rivojlanishi bilan mening mamlakatim temir yo'l transporti tizimi keng ko'lamli elektrlashtirishga erishdi va elektrlashtirilgan temir yo'llardan to'g'ridan-to'g'ri oqimning oqib chiqishi natijasida ko'milgan metallarning korroziyasini e'tiborsiz qoldirib bo'lmaydi. Hozirgi vaqtda tuproqning potentsial gradientidan foydalanish mumkin. 0,5 mv/m, adashgan oqim past; potentsial gradient 0,5 mv / m dan 5,0 mv / m oralig'ida bo'lsa, adashgan oqim o'rtacha; potentsial gradient 5,0 mv/m dan katta bo'lsa, adashgan oqim darajasi yuqori bo'ladi. O'rta qiyalik, yuqoriga va pastga qiyalikning potentsial gradientining (EW) suzuvchi diapazoni 3-rasmda ko'rsatilgan. Suzuvchi diapazon nuqtai nazaridan, oqimning sharqiy-g'arbiy va shimoli-janubiy yo'nalishlarida o'rtacha adashgan oqimlar mavjud. o'rta qiyalikda va pastda, ayniqsa o'rta qiyalikda metall to'rlarning korroziyasiga ta'sir qiluvchi muhim omil.
Umuman olganda, tuproqning oksidlanish-qaytarilish potentsiali (Eh) 400 mV dan yuqori bo'lsa, oksidlanish qobiliyatini, 0-200 mV dan yuqori bo'lsa, o'rtacha pasaytirish qobiliyatini va 0 mV dan past bo'lsa, katta qaytaruvchi qobiliyatni ko'rsatadi. Tuproqning oksidlanish-qaytarilish potentsiali qanchalik past bo'lsa, tuproq mikroorganizmlarining metallarga korroziyaga chidamliligi shunchalik yuqori bo'ladi44. potentsial.Tadqiqot shuni ko'rsatdiki, uchta qiyalikning tuproqning oksidlanish-qaytarilish potentsiali 500 mv dan ortiq, korroziya darajasi esa juda kichik bo'lgan. Bu nishabli erlarning tuproqning ventilyatsiya holati yaxshi ekanligini ko'rsatadi, bu tuproqdagi anaerob mikroorganizmlarning korroziyasiga yordam bermaydi.
Oldingi tadqiqotlar tuproq pH ning tuproq eroziyasiga ta'siri aniq ekanligini aniqladi. pH qiymatining o'zgarishi bilan metall materiallarning korroziya tezligi sezilarli darajada ta'sir qiladi. Tuproqning pH darajasi hudud va tuproqdagi mikroorganizmlar bilan chambarchas bog'liq45,46,47.Umuman olganda, tuproqdagi pH ning korroziyaga ta'siri unchalik katta emas. aniq.Uchta temir yo'l yonbag'irlarining tuproqlari hammasi ishqoriy, shuning uchun pH ning metall to'rning korroziyasiga ta'siri zaif.
3-jadvaldan ko'rinib turibdiki, korrelyatsiya tahlili shuni ko'rsatadiki, oksidlanish-qaytarilish potentsiali va qiyalik holati sezilarli darajada ijobiy korrelyatsiya (R2 = 0,858), korroziya potentsiali va potentsial gradient (SN) sezilarli darajada ijobiy korrelyatsiya (R2 = 0,755) va oksidlanish-qaytarilish potentsiali va potentsial gradient (SN) sezilarli darajada ijobiy korrelyatsiya (R25). Potensial va pH (R2 = -0,724) o'rtasida sezilarli salbiy korrelyatsiya mavjud edi. Nishab holati oksidlanish-qaytarilish potentsiali bilan sezilarli darajada ijobiy bog'liq edi. Bu turli xil nishab pozitsiyalarining mikro muhitida farqlar mavjudligini va tuproq mikroorganizmlari redoks potentsiali48, 49, 50 bilan chambarchas bog'liqligini ko'rsatadi. pH va Eh qiymatlari tuproqning oksidlanish-qaytarilish jarayoni davomida har doim ham sinxron ravishda o'zgarmasligini, lekin salbiy chiziqli munosabatga ega ekanligini ko'rsatdi. Metall korroziya potentsiali elektronlarni olish va yo'qotishning nisbiy qobiliyatini ifodalashi mumkin. Garchi korroziya potentsiali potentsial gradient (SN) bilan sezilarli darajada ijobiy bog'liq bo'lsa-da, potentsial gradient metall tomonidan elektronlarning oson yo'qolishi bilan bog'liq bo'lishi mumkin.
Tuproqning umumiy eriydigan tuz miqdori tuproqning korrozivligi bilan chambarchas bog'liq. Umuman olganda, tuproq sho'rligi qanchalik yuqori bo'lsa, tuproq qarshiligi shunchalik past bo'ladi, shuning uchun tuproq qarshiligini oshiradi.Tuproq elektrolitlarida nafaqat anionlar va turli diapazonlar, balki korroziya ta'siri ham asosan karbonatlar, xloridlar va sulfatlarning umumiy tarkibiga bilvosita ta'sir qiladi. metallardagi elektrod potentsialining ta'siri va tuproq kislorodining eruvchanligi kabi boshqa omillarning ta'siri53.
Tuproqdagi eruvchan tuz bilan dissotsilangan ionlarning aksariyati elektrokimyoviy reaksiyalarda bevosita ishtirok etmaydi, balki tuproq qarshiligi orqali metall korroziyaga ta’sir qiladi.Tuproq sho‘rligi qanchalik yuqori bo‘lsa, tuproq o‘tkazuvchanligi shunchalik kuchli bo‘ladi va tuproq eroziyasi kuchliroq bo‘ladi.Tabiiy yonbag‘irlardagi tuproq sho‘rlanish miqdori temir yo‘l yonbag‘irlariga qaraganda ancha yuqori bo‘lishi mumkin, bu tabiiy nishabliklarga bog‘liq bo‘lishi mumkin. tuproq va suvni saqlash uchun qulay. Yana bir sabab, tabiiy yonbag'irda etuk tuproq hosil bo'lishi (toshlarning parchalanishi natijasida hosil bo'lgan tuproqning asosiy materiali) bo'lishi mumkin, ammo temir yo'l qiyalik tuprog'i "sun'iy tuproq" matritsasi sifatida maydalangan tosh bo'laklaridan iborat va etarli darajada tuproq hosil bo'lish jarayonidan o'tmagan. Minerallar ajralmagan.Bundan tashqari, tabiiy yonbag'irlarning chuqur tuprog'idagi tuz ionlari sirt bug'lanishi jarayonida kapillyar ta'sir orqali ko'tarilib, yer usti tuproqlarida to'planib qoladi, natijada er usti tuproqlarida tuz ionlari miqdori ko'payadi.Temir yo'l yonbag'irining tuproq qalinligi 20 sm dan kam bo'lib, tuproqning ustki qatlamidan sho'r singib keta olmaydi.
Ijobiy ionlar (K+, Na+, Ca2+, Mg2+, Al3+ va boshqalar) tuproq korroziyasiga kam ta'sir qiladi, anionlar korroziyaning elektrokimyoviy jarayonida muhim rol o'ynaydi va metall korroziyaga sezilarli ta'sir ko'rsatadi.Cl- anodning korroziyasini tezlashtirishi mumkin va eng korroziv anion hisoblanadi; Cl− miqdori qancha yuqori bo‘lsa, tuproq korroziyasi shunchalik kuchli bo‘ladi. SO42− po‘latning korroziyasini qo‘llabgina qolmay, balki ba’zi beton materiallarda korroziyaga olib keladi54. Shuningdek, temirni korroziyaga olib keladi. Bir qator kislotali tuproq tajribalarida korroziya tezligi tuproqning kislotaliligiga mutanosib ekanligi aniqlandi55. metallar.Tadqiqotlar ishqoriy tuproqlarda uglerod po'latining korroziya vazn yo'qotishi xlorid va sulfat ionlarining qo'shilishi bilan deyarli proportsional ekanligini ko'rsatdi56,57.Lee va boshqalar. SO42- korroziyaga to'sqinlik qilishi mumkin, ammo allaqachon hosil bo'lgan korroziya chuqurlarining rivojlanishiga yordam beradi58.
Tuproqning korroziyligini baholash standarti va sinov natijalariga ko'ra, har bir qiyalik tuproq namunasidagi xlorid ioni miqdori 100 mg/kg dan yuqori bo'lgan, bu tuproqning kuchli korroziyligini ko'rsatadi. Tepalikka va pastlikka nishablardagi sulfat ionlari miqdori 200 mg/kg dan yuqori va 500 mg/kg dan past bo'lgan va tuproqning sulfat miqdori o'rta darajada bo'lgan. 200mg/kg dan past bo'ladi va tuproq korroziyasi zaifdir.Tuproq muhiti yuqori konsentratsiyani o'z ichiga olgan bo'lsa, u reaktsiyada ishtirok etadi va metall elektrod yuzasida korroziya shkalasini hosil qiladi, shu bilan korroziya reaktsiyasini sekinlashtiradi.Konsentratsiyaning oshishi bilan shkala to'satdan sinishi mumkin, shu bilan korroziya tezligini sezilarli darajada tezlashtiradi; konsentratsiyani oshirishda davom etar ekan, korroziya shkalasi metall elektrodning sirtini qoplaydi va korroziya tezligi yana sekinlashuv tendentsiyasini ko'rsatadi59. Tadqiqot shuni ko'rsatdiki, tuproqdagi miqdor pastroq bo'lgan va shuning uchun korroziyaga juda oz ta'sir qilgan.
4-jadvalga ko'ra, qiyalik va tuproq anionlari o'rtasidagi bog'liqlik qiyalik va xlorid ionlari o'rtasida sezilarli ijobiy bog'liqlik (R2=0,836), qiyalik va umumiy eruvchan tuzlar (R2=0,742) o'rtasida sezilarli ijobiy korrelyatsiya mavjudligini ko'rsatdi.
Bu shuni ko'rsatadiki, tuproqdagi umumiy eriydigan tuzlarning o'zgarishi uchun sirt oqimi va tuproq eroziyasi sabab bo'lishi mumkin. Umumiy eruvchan tuzlar va xlorid ionlari o'rtasida sezilarli ijobiy bog'liqlik mavjud edi, bu umumiy eruvchan tuzlar xlorid ionlari hovuzi bo'lganligi va umumiy eriydigan tuzlarning tarkibi xloridlar tarkibidagi farqni aniqlashi mumkin. Nishab metall to'r qismini qattiq korroziyaga olib kelishi mumkin.
Organik moddalar, umumiy azot, mavjud azot, mavjud fosfor va mavjud kaliy tuproqning asosiy oziq moddalari bo'lib, ular tuproq sifatiga va ozuqa moddalarining ildiz tizimi tomonidan so'rilishiga ta'sir qiladi. Temir yo'l qurilishi 2003 yilda qurib bitkazilgan, ya'ni sun'iy tuproqda organik moddalar to'planishi atigi 9 yil bo'lgan. Sun'iy tuproqning o'ziga xosligi tufayli sun'iy tuproqdagi ozuqa moddalarini yaxshi tushunish kerak.
Tadqiqot shuni ko'rsatadiki, organik moddalar miqdori butun tuproq hosil bo'lish jarayonidan keyin tabiiy qiyalikli tuproqda eng yuqori bo'ladi. Past qiyalikli tuproqdagi organik moddalar miqdori eng past bo'lgan. Ob-havoning ta'siri va er usti oqimlari ta'sirida tuproq ozuqa moddalari qiyalikning o'rtasida va pastda to'planib, qalin chirindi qatlamini hosil qiladi. mikroorganizmlar tomonidan oson parchalanadi.Tekshirish natijasida qiyalik oʻrtasi va pastda joylashgan oʻsimliklar qoplami va xilma-xilligi yuqori, lekin bir jinsliligi past boʻlganligi aniqlandi, bu esa yer usti ozuqa moddalarining notekis taqsimlanishiga olib kelishi mumkin.Gumusning qalin qatlami suvni ushlab turadi va tuproq organizmlari faoldir.Bularning barchasi shunday organik moddalarning parchalanishini tezlashtiradi.
Nishabning yuqori, oʻrta qiyalik va pastdagi temir yoʻllarda gidroksidi gidrolizlangan azot miqdori tabiiy qiyaliknikiga qaraganda yuqori boʻlgan, bu esa temir yoʻl yonbagʻiridagi organik azot minerallashuvi darajasi tabiiy qiyalikdagiga qaraganda ancha yuqori ekanligini koʻrsatadi. agregatlarda va minerallashgan organik azot hovuzi qancha ko'p bo'lsa60,61.62 tadqiqot natijalariga ko'ra, temir yo'l yonbag'irlari tuproqlaridagi mayda zarrachali agregatlarning miqdori tabiiy yonbag'irlardagiga qaraganda ancha yuqori bo'lgan.Shuning uchun temir yo'llardagi o'g'itlar, organik moddalar va soillar tarkibini yaxshilash uchun tegishli choralar ko'rish zarur. tuproqdan barqaror foydalanish.Yer usti oqimlari natijasida yuzaga kelgan mavjud fosfor va mavjud kaliy chiqindilari temir yoʻl yonbagʻirining umumiy yoʻqotilishining 77,27% dan 99,79% gachani tashkil qiladi. Er usti oqimlari nishabli tuproqlarda mavjud ozuqa moddalarining yoʻqolishining asosiy omili boʻlishi mumkin63,64,65.
4-jadvalda ko'rsatilganidek, qiyalik holati va mavjud fosfor (R2 = 0,948) o'rtasida sezilarli ijobiy korrelyatsiya mavjud edi va qiyalik holati va mavjud kaliy o'rtasidagi bog'liqlik bir xil edi (R2 = 0,898). Bu qiyalik holati soildagi mavjud fosfor va mavjud kaliy tarkibiga ta'sir qilishini ko'rsatadi.
Gradient tuproqning organik moddalari tarkibiga va azot bilan boyitishga ta'sir qiluvchi muhim omil66 va gradient qanchalik kichik bo'lsa, boyitish tezligi shunchalik yuqori bo'ladi. Tuproqning ozuqaviy moddalarini boyitish uchun ozuqa moddalarining yo'qolishi zaiflashgan va qiyalik holatining tuproqdagi organik moddalar miqdori va umumiy azot boyitishiga ta'siri aniq emas edi. O'simlik ildizlari.Organik kislotalar tuproqdagi mavjud fosfor va mavjud kaliyni mahkamlash uchun foydalidir.Shuning uchun qiyalik holati va mavjud fosfor, va qiyalik holati va mavjud kaliy o'rtasida sezilarli bog'liqlik mavjud edi.
Tuproq ozuqa moddalari va tuproq korroziyasi o'rtasidagi bog'liqlikni aniqlash uchun korrelyatsiyani tahlil qilish kerak.5-jadvalda ko'rsatilganidek, oksidlanish-qaytarilish potentsiali mavjud azot (R2 = -0,845) bilan sezilarli darajada salbiy korrelyatsiya qilingan va mavjud fosfor (R2 = 0,842) va qizil kaliy = 89R potentsiali bilan sezilarli darajada ijobiy korrelyatsiya qilingan. odatda tuproqning ayrim fizik-kimyoviy xossalari ta'sir qiladigan oksidlanish-qaytarilish sifatini aks ettiradi, keyin esa tuproqning bir qator xossalariga ta'sir qiladi.Shuning uchun u tuproqning ozuqa moddalarini o'zgartirish yo'nalishini aniqlashda muhim omil hisoblanadi67. Turli xil oksidlanish-qaytarilish sifatlari turli holatlarga va ozuqaviy omillarning mavjudligiga olib kelishi mumkin. fosfor va mavjud kaliy.
Metall xususiyatlaridan tashqari, korroziya potentsiali tuproq xususiyatlariga ham bog'liq. Korroziya potentsiali organik moddalar bilan sezilarli darajada salbiy bog'liq bo'lib, bu organik moddalarning korroziya potentsialiga sezilarli ta'sir ko'rsatganligini ko'rsatdi. Bundan tashqari, organik moddalar potentsial gradient (SN) (R2=-0,713) va sulfat ioni (R2=0,01) bilan ham sezilarli darajada salbiy bog'liq edi. gradient (SN) va sulfat ioni..Tuproq pH va mavjud kaliy (R2 = -0,728) o'rtasida sezilarli salbiy korrelyatsiya mavjud edi.
Mavjud azot umumiy eruvchan tuzlar va xlorid ionlari bilan sezilarli darajada salbiy bog'liq edi va mavjud fosfor va mavjud kaliy umumiy eruvchan tuzlar va xlorid ionlari bilan sezilarli darajada ijobiy bog'liq edi. Bu shuni ko'rsatdiki, mavjud ozuqa moddalari umumiy eriydigan tuzlar va xloridlar va eritmalar miqdoriga sezilarli darajada ta'sir qiladi. mavjud bo'lgan ozuqa moddalarining to'planishi va ta'minlanishi. Jami azot sulfat ioni bilan sezilarli darajada salbiy va bikarbonat bilan sezilarli darajada ijobiy bog'liq edi, bu umumiy azotning sulfat va bikarbonat tarkibiga ta'sir qilganligini ko'rsatadi. kolloidlar.Bikarbonat ionlari azotning tuproqda to'planishiga yordam beradi, sulfat ionlari esa tuproqdagi azotning mavjudligini kamaytiradi.Shuning uchun tuproqdagi mavjud azot va gumus miqdorini mos ravishda oshirish tuproqning korroziyasini kamaytirish uchun foydalidir.
Tuproq murakkab tarkib va ​​xususiyatlarga ega tizimdir. Tuproqning korroziyasi ko'plab omillarning sinergik ta'sirining natijasidir. Shuning uchun tuproq korroziyasini baholash uchun keng qamrovli baholash usuli odatda qo'llaniladi. "Geotexnik muhandislik tekshiruvi kodeksi" (GB50021-94) va Xitoyning tuproq korroziyasini sinovdan o'tkazish tarmog'ining sinov usullariga asoslanib, tuproq korroziya darajasini har tomonlama baholash mumkin, agar faqat quyidagi standartlarga muvofiq zaif bo'lsa: 1) korroziya , o'rtacha korroziya yoki kuchli korroziya yo'q; (2) agar kuchli korroziya bo'lmasa, u o'rtacha korroziya sifatida baholanadi; (3) agar kuchli korroziyaning bir yoki ikkita joyi bo'lsa, u kuchli korroziya sifatida baholanadi; (4) agar 3 yoki undan ortiq kuchli korroziya joyi bo'lsa, u kuchli korroziya uchun kuchli korroziya sifatida baholanadi.
Tuproqning chidamliligi, oksidlanish-qaytarilish potentsiali, suv miqdori, tuz miqdori, pH qiymati va Cl- va SO42- tarkibiga ko'ra, turli yon bag'irlardagi tuproq namunalarining korroziya darajalari har tomonlama baholandi.Tadqiqot natijalari shuni ko'rsatadiki, barcha yon bag'irlardagi tuproqlar yuqori darajada korrozivdir.
Korroziya potentsiali nishab himoya tarmog'ining korroziyasiga ta'sir qiluvchi muhim omil hisoblanadi. Uchta qiyalikning korroziya potentsiallari hammasi -200 mv dan past bo'lib, bu yuqoriga ko'tarilgan metall to'rning korroziyasiga eng katta ta'sir ko'rsatadi. Potensial gradient tuproqdagi adashgan oqimning kattaligini baholash uchun ishlatilishi mumkin. O'rta yon bag'irlarida. Yuqori, o'rta va pastki yon bag'irlaridagi tuproqlarda jami eruvchan tuz miqdori 500 mg/kg dan yuqori bo'lib, qiyalik himoya tarmog'iga korroziya ta'siri o'rtacha edi. Tuproqdagi suv miqdori qiyalikning o'rta va pastdagi metall to'rlarining korroziyasiga ta'sir qiluvchi muhim omil bo'lib, ko'pchilik korroziyadan himoyalanishga ko'proq ta'sir qiladi. o'rta qiyalik tuproq, tez-tez mikrob faoliyati va tez o'simliklar o'sishi borligini ko'rsatadi.
Tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, korroziya potentsiali, potentsial gradient, umumiy eruvchan tuz miqdori va suv miqdori uchta qiyalikda tuproq korroziyasiga ta'sir qiluvchi asosiy omillardir va tuproqning korroziyasi kuchli deb baholanadi. Nishabni himoya qilish tarmog'ining korroziyasi o'rta qiyalikda eng jiddiy hisoblanadi, bu esa mavjud temir yo'l va qo'shimcha qurilmalarning korroziyaga qarshi dizayni uchun ma'lumot beradi. o'g'it tuproq korroziyasini kamaytirish, o'simliklarning o'sishini osonlashtirish va nihoyat nishabni barqarorlashtirish uchun foydalidir.
Ushbu maqolani qanday keltirish mumkin: Chen, J. va boshqalar. Tuproq tarkibi va elektrokimyosining Xitoy temir yo'li bo'ylab tosh yonbag'irlari tarmog'ining korroziyasiga ta'siri.science.Rep. 5, 14939; doi: 10.1038/srep14939 (2015).
Lin, YL & Yang, GL Zilzila qo'zg'alishi ostida temir yo'l er osti yonbag'irlarining dinamik xususiyatlari.tabiiy ofat.69, 219–235 (2013).
Sui Vang, J. va boshqalar. Sichuan provinsiyasining Venchuan zilzilasidan zarar ko'rgan hududidagi avtomobil yo'llarining tipik zilzila zararini tahlil qilish [J]. Xitoyning tosh mexanikasi va muhandislik jurnali.28, 1250–1260 (2009).
Weilin, Z., Zhenyu, L. & Jinsong, J. Wenchuan zilzilasida avtomobil yo'li ko'priklarining seysmik zarar tahlili va qarshi choralari. Xitoyning tosh mexanikasi va muhandislik jurnali.28, 1377-1387 (2009).
Lin, CW, Liu, SH, Li, SY & Liu, CC. Chichi zilzilasining Tayvanning markaziy qismida keyingi yog'ingarchilik natijasida yuzaga kelgan ko'chkilarga ta'siri. Muhandislik geologiyasi.86, 87–101 (2006).
Koi, T. va boshqalar. Zilzila natijasida yuzaga kelgan ko'chkilarning tog'li suv havzasida cho'kindi hosil bo'lishiga uzoq muddatli ta'siri: Tanzava viloyati, Yaponiya.geomorfologiya.101, 692-702 (2008).
Hongshuai, L., Jingshan, B. & Dedong, L. Geoteknik yonbag'irlarning seysmik barqarorligini tahlil qilish bo'yicha tadqiqotlarni ko'rib chiqish. Zilzila muhandisligi va muhandislik tebranishlari.25, 164-171 (2005).
Yue Ping, Sichuandagi Venchuan zilzilasidan kelib chiqqan geologik xavflarni o'rganish. Muhandislik geologiyasi jurnali 4, 7–12 (2008).
Ali, F. Nishabni o'simliklar bilan himoya qilish: ba'zi tropik o'simliklarning ildiz mexanikasi. International Journal of Physics Sciences.5, 496–506 (2010).
Takyu, M., Aiba, SI & Kitayama, K. Kinabalu tog'idagi turli geologik sharoitlarda tropik past tog'li o'rmonlarga topografik ta'sir, Borneo. O'simlik ekologiyasi.159, 35-49 (2002).
Stokes, A. va boshqalar. Tabiiy va muhandislik nishablarini ko'chkilardan himoya qilish uchun ideal o'simlik ildiz xususiyatlari. O'simliklar va tuproqlar, 324, 1-30 (2009).
De Baets, S., Poesen, J., Gyssels, G. & Knapen, A. Konsentrlangan oqim paytida o't ildizlarining ustki qatlamning eroziyalanishiga ta'siri. Geomorfologiya 76, 54-67 (2006).