International collaboration in challenging field application of microbial induced carbonate precipitation (MICP)

微生物诱导碳酸盐沉淀（MICP）富有挑战性的现场应用国际合作

• 批准号: 18KK0427
• 负责人: 中野 晶子
• 金额: $ 9.98万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (A))
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019 至 2022
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18KK0427/
• 关键词: 地盤改良; 微生物代謝機能; バイオグラウト; 海岸浸食; バイオミネラリゼーション; 炭酸カルシウム; 固化; 砂; 微生物機能利用; 地盤修復; 次世代型地盤改良技術; 微生物機能

本研究は、海岸浸食の対策技術として、微生物代謝機能を通して得られる生物化学的反応を用いた砂の固化技術の実地盤への適用を目指し、提案する固化プロセスの改良と、本手法による浸食対策としての地盤改良効果の評価を目的とする。自然海岸の整備は、生態系保護などの環境保全や景観維持の観点から施工方法に制約が多いのが現状であり、より環境負荷の低い地盤改良技術の開発を目指すという点においても本研究の意義がある。当初計画では、ベトナムハノイの沿岸域を研究対象とし、現地の実験フィールドにおいて沿岸砂の固化実験を計画していたが、2020年度以降の新型コロナウイルス感染拡大により実行が困難となった。そこで、フィールドを国内に移すこととし、国内研究協力者の協力の下、海岸浸食を課題とする国内の自然海岸の沿岸域を新たに研究対象として選定することができた。また、2019年度の米国滞在中に得た、現場実証実験などの北米の研究事例の研究結果から学び、本研究の提案する固化プロセスの課題点を再考し、固化物質生成プロセスの改良を目指した基礎研究を昨年度から引き続き取り組んだ。本研究を通して得られた新たな知見は、2021年7月4-8日に開催された国際学会（Goldschmidt2021 Virtual）において口頭発表した。昨年度から継続して実施した微生物代謝による固化物質の生成反応を検証する室内実験では、砂の種類に加え、土粒子の表面改質、補助材料の添加によって微生物代謝速度や固化物質生成の違いが明確に表れた。これらについて、それぞれの要因を詳細に検討することにより、固化物質の生成により有効な手法の提案が可能になる。本手法においてより高い固化効果を得るためには、固化物質が生成する土粒子の表面環境において、微生物や固化物質の沈殿生成に有利な環境を誘引することが必要であり、来年度以降の検討事項とする。

This study aims to provide guidance on the application of biochemical-based sand solidification techniques and to evaluate the effects of this technique on soil remediation. The significance of this study is to provide guidance on the development of land improvement technology for natural coastal improvement, ecosystem protection, environmental preservation, landscape maintenance and construction methods. The initial plan is to study the coastal sand in the coastal area, and the local implementation plan is to reduce the new type of coastal sand infection in 2020. Domestic research collaborators work together on coastal issues. In 2019, the research results of the research cases of the United States in the middle of the year and the field were verified. The research proposal of this study was re-examined. The basic research of the improvement of the curing material generation system was conducted last year. This study was published orally by Goldschmidt2021 Virtual on July 4-8, 2021. In the past year, it has been proved that the production of solidified substances in the process of microbial metabolism, the indoor practice, the addition of sand, the surface modification of soil particles, the addition of auxiliary materials, the speed of microbial metabolism and the production of solidified substances are clearly indicated. The main causes of solidification are discussed in detail, and the production of solidified substances is possible. This method can achieve high curing results, but it is necessary to attract the surface environment of soil particles where curing substances are produced, and the favorable environment for the formation of microorganisms and curing substances. This will be discussed in the coming year.

项目成果

Seminar at Division of Geotechnology,Thuyloi University

Thuyloi大学地球技术系研讨会

• 发表时间: 2019

The effect of surface characteristic of sand for denitrification and calcium carbonate mineralization on the surface

砂表面特性对表面反硝化及碳酸钙矿化的影响

• 发表时间: 2021
• 作者: Kazuhiro Koikawa;Shin Kibe;Futoshi Suizu;Nobufumi Sekino;Nami Kim;Theresa D Manz;Benika J Pinch;Dipikaa Akshinthala;Ana Verma;Giorgio Gaglia;Yutaka Nezu;Masafumi Nakamura;Nathanael S Gray;Xiao Zhen Zhou;Kun Ping Lu et al.;Akiko Nakano
• 通讯作者: Akiko Nakano