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Study on salt damage prevention and plant's growth effects by capillary barrier using crushed shell particles

Research Project

Project/Area Number 16K06486
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Geotechnical engineering
Research InstitutionIbaraki University

Principal Investigator

KOBAYASHI KAORU  茨城大学, 理工学研究科(工学野), 教授 (80443638)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 森井 俊廣  新潟大学, 自然科学系, フェロー (30231640)
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2017: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Keywordsキャピラリーバリア / 地球温暖化 / 塩類化 / 砂漠化 / 気候変動 / 不飽和土 / 貝殻 / カルシウム / 塩類集積 / 破砕貝殻 / 塩水上昇遮断効果 / 数値解析 / 長期予測 / 限界長 / 塩類化防止工 / 土壌水分特性曲線 / 覆土 / 廃棄物最終処分場 / 中間貯蔵施設 / 礫層 / 破砕貝殻層 / 塩害防止 / 植物生育 / 植物根 / 塩水 / 土壌 / 半乾燥地
Outline of Final Research Achievements

Capillary barrier is composed of a fine grained soil layer and a coarse grained soil layer can be thought as one of the effective method which can prevent salt damage on semi arid regions. Authors found shell-type capillary barrier(CB) which can prevent dry sand from mixing in gap of coarse grained soil layer and keep to block and pool percolating water. This study experimentally reveals effect of blocking salt rise, and calcium which liquates out from crushed shell particles on plant's growth.
And the shell-type CB was composed of crushed shell layer containing fine scallop shell particles has possible to decrease the function. This study elucidated the CB composing of crushed shell particles layer containing fine particles has effect of the long-term capillary from observation in the laboratory experiment and was performed numerical analysis to clarify the water behavior in the specimen.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

SDGsでも指摘されているように,地球温暖化、砂漠化など、地球規模の環境問題が重要な課題になっている中で、食料危機に関係する土地の劣化、とりわけ塩類化(塩害→植生枯死→砂漠化)の問題は世界100ヶ国以上の国で発生している。塩害防止工の1つとして、現地で入手可能で礫代替材として活用できる貝殻を用いた砂混入の無い塩害防止工及び根群域の保水性向上と共に、貝殻のカルシウムの土中移動による酸性土壌の改質効果を同時に達成させる貝殻型キャピラリーバリア地盤の開発で、農業が出来ない塩害域の拡大防止と農業生産の向上に大きく寄与でき、地盤工学の分野から世界の食料危機問題に貢献することができる.

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report
  • Research Products

    (27 results)

All 2019 2018 2017 2016 Other

All Journal Article (12 results) (of which Peer Reviewed: 12 results,  Open Access: 12 results,  Acknowledgement Compliant: 5 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] Study on an appropriate fine soil(sand) for maximizing diversion length for capillary barrier of soil2019

    • Author(s)
      小林 薫、鈴木明日香、松元和伸、森井俊広
    • Journal Title

      Japanese Geotechnical Journal

      Volume: 14 Issue: 1 Pages: 43-56

    • DOI

      10.3208/jgs.14.43

    • NAID

      130007628995

    • ISSN
      1880-6341
    • Year and Date
      2019-03-31
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      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Evaluation of diversion length by numerical simulation for design of the capillary barrier2018

    • Author(s)
      松元和伸、井上光弘、小林 薫、森井俊広
    • Journal Title

      Japanese Geotechnical Journal

      Volume: 13 Issue: 3 Pages: 193-204

    • DOI

      10.3208/jgs.13.193

    • NAID

      130007493851

    • ISSN
      1880-6341
    • Year and Date
      2018-09-30
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      2018 Annual Research Report
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  • [Journal Article] キャピラリーバリア地盤の塩分上昇遮断機能に及ぼす破砕貝殻微粒子の影響2018

    • Author(s)
      小林 薫、松浦慶弥、松元和伸、森井俊広
    • Journal Title

      土木学会論文集(B3)海洋開発

      Volume: 74-2

    • NAID

      130007482322

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    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] キャピラリーバリア機能を利用した小規模雨水ハーベスティングシステムの開発2018

    • Author(s)
      森井俊廣、藤巻晴行、小林 薫、松元和伸、竹下祐二
    • Journal Title

      地盤工学会誌

      Volume: 66-4 Pages: 20-23

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  • [Journal Article] キャピラリーバリア地盤の塩分上昇遮断機能に及ぼす破砕貝殻微粒子の影響2018

    • Author(s)
      小林 薫、松浦慶弥、松元和伸、森井俊広
    • Journal Title

      土木学会論文集B3(海洋開発)

      Volume: 74

    • NAID

      130007482322

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  • [Journal Article] キャピラリーバリア機能を利用した小規模雨水ハーベスティングシステムの開発2018

    • Author(s)
      森井俊廣、藤巻晴行、小林 薫、松元和伸、竹下祐二
    • Journal Title

      地盤工学会誌

      Volume: 66 Pages: 20-23

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  • [Journal Article] 貝殻を用いたキャピラリーバリアの塩分上昇遮断とカルシウムが植物生育に及ぼす影響2017

    • Author(s)
      小林 薫、石沢彩夏、相馬嵐史、森井俊広
    • Journal Title

      土木学会論文集B3(海洋開発)

      Volume: 73

    • NAID

      130005995605

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    • Author(s)
      小林 薫,石沢彩夏,相馬嵐史,森井俊広
    • Journal Title

      土木学会論文集B3(海洋開発)

      Volume: 73

    • NAID

      130005995605

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  • [Journal Article] Evaluation method of diversion length of capillary barrier composing of 3 layers ground in considering the thickness of the upper soil layer2016

    • Author(s)
      松元和伸,小林 薫,森井俊広,中房 悟
    • Journal Title

      Japanese Geotechnical Journal

      Volume: 11 Issue: 4 Pages: 305-313

    • DOI

      10.3208/jgs.11.305

    • NAID

      130005239672

    • ISSN
      1880-6341
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      2016 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 不飽和浸透特性を活かした水産系副産物(貝殻)の地盤材料への有効活用2016

    • Author(s)
      小林 薫,森井俊広,辻本剛三,菅 紘毅,松元和伸,中房 悟
    • Journal Title

      地盤工学会誌

      Volume: 64 Pages: 16-19

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      2016 Research-status Report
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  • [Journal Article] 廃棄物最終処分場覆土に用いる水産系副産物(貝殻)の適用性に関する実験的研究2016

    • Author(s)
      小林 薫,鈴木ひかり,進藤里歩,村上 哲,松元和伸,森井俊広
    • Journal Title

      土木学会論文集B3(海洋開発)

      Volume: 72

    • NAID

      130005263425

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      2016 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Evaluation of diversion length of the capillary barrier with nonflatness of regular sine wave shape between sand and gravel layers2016

    • Author(s)
      松元和伸,小林 薫,森井俊広,中房 悟
    • Journal Title

      Japanese Geotechnical Journal

      Volume: 11 Issue: 2 Pages: 139-148

    • DOI

      10.3208/jgs.11.139

    • NAID

      130005161618

    • ISSN
      1880-6341
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      2016 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 破砕貝殻の微粒子がキャピラリーバリア地盤の塩分上昇遮断効果に及ぼす影響検討2018

    • Author(s)
      松浦慶弥,小林薫,森井俊広
    • Organizer
      地盤工学会(第53回地盤工学研究発表会)
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      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 破砕貝殻を用いたキャピラリーバリア地盤の長期毛管上昇遮断効果に関する実験的研究2018

    • Author(s)
      松浦慶弥,小林薫,森井俊広,榎本忠夫
    • Organizer
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    • Author(s)
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  • [Presentation] 破砕貝殻の微粒子がキャピラリーバリア地盤の塩分上昇遮断効果に及ぼす影響検討2018

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      松浦慶弥、小林 薫、森井俊広
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  • [Presentation] キャピラリーバリア地盤への植物根侵入が遮断・貯留機能に及ぼす影響2017

    • Author(s)
      相馬嵐史,小林 薫,石沢彩夏,森井俊広
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      地盤工学会
    • Place of Presentation
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    • Year and Date
      2017-07-12
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  • [Presentation] 3層キャピラリーバリア地盤の限界長の検討2017

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    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      2017-07-12
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  • [Presentation] An Experimental Study on Beach Profile Changes Using Reduced Shells2017

    • Author(s)
      Hiroki Suga, Gozo Tsujimoto,Tetsuya Kakinoki, Kohji Uno and Kaoru Kobayashi
    • Organizer
      International Society of Offshore and Polar Engineers
    • Place of Presentation
      San Francisco, California USA
    • Year and Date
      2017-06-25
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] キャピラリーバリア型覆土に用いる細粒土に関する検討2017

    • Author(s)
      鈴木明日香、小林 薫、森井俊広、松元和伸、榎本忠夫、増子直也
    • Organizer
      第14回地盤工学会関東支部発表会
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  • [Presentation] 半乾燥地における破砕貝殻を用いたキャピラリーバリア地盤の農耕地としての有効性2017

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      相馬嵐史、小林 薫、森井俊広、松元和伸、松浦慶弥、七夕 小百合
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      第14回地盤工学会関東支部発表会
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  • [Presentation] 粘性土を用いた覆土に発生するひび割れと降雨流入量に関する基礎的研究2017

    • Author(s)
      進藤里歩、小林 薫、榎本忠夫
    • Organizer
      第14回地盤工学会関東支部発表会
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  • [Presentation] 土のキャピラリーバリアの社会実装を考える2016

    • Author(s)
      森井俊広,小林 薫,松元和伸,藤巻晴行,井上光弘,竹下祐二
    • Organizer
      不飽和土研究会
    • Place of Presentation
      鉄道総合技術研究所
    • Year and Date
      2016-12-14
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  • [Presentation] 貝殻を用いたキャピラリーバリアによる農業生産性向上に関する基礎的研究2016

    • Author(s)
      石沢彩夏,小林薫,相馬嵐史,進藤里歩
    • Organizer
      地盤工学会関東支部
    • Place of Presentation
      日本科学未来館
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  • [Remarks] 茨城大学 工学部 都市システム工学科 防災・環境地盤工学研究室

    • URL

      http://wwwgeo.civil.ibaraki.ac.jp/papers/jpaper.htm

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    • URL

      http://wwwgeo.civil.ibaraki.ac.jp/

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  • [Remarks] 小林 薫の研究成果,研究テーマ・キーワード

    • URL

      https://info.ibaraki.ac.jp/Profiles/28/0002744/profile.html

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Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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