2015 Fiscal Year Research-status Report
八重山島嶼沿岸域における生物学的岩盤風化機構の解明と理論シミュレーション研究
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26790079
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| Research Institution | University of the Ryukyus |
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Principal Investigator |
松原 仁 琉球大学, 工学部, 准教授 (50414537)
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2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 岩盤風化 / 微生物風化 / マッドクラック / 数理モデル / 八重山層群 / 琉球層群 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
八重山層群の乾燥収縮風化を屋内実験室で再現できるシステムを構築した。その結果，ベントナイトを使用した検証実験を実施したところ，ベントナイトペーストのスレーキング化に伴って，乾燥収縮亀裂のフラクタル次元が大きく変化することが明らかとなった。
同時に，この現象を計算機内で再現できるシミュレーション技術も開発することができた。本技術によって，亀甲状に拡散していくマッドクラックの進展挙動をコンピュータ上で解析することが可能となった。これらの成果については，国内外の学術誌や学術講演会にて発表済である。
また，反応拡散理論に基づいた岩盤の生物学的風化モデルについては，特に微生物風化に着目し，エネルギー，栄養源，活性微生物，非活性微生物，紫外線を考慮した数理モデルを開発し，実装段階にまできている。これらの成果については，今後も積極的に発表していく予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
現在までに，岩盤風化の基本となるスレーキング現象を再現できる実験システムや，それをコンピュータ上で解析できるモデルを構築することができており，幾つかの成果は，計算工学・土木工学・地盤工学分野の学術誌へも掲載されている。
一方，微生物風化の数理モデル化については，八重山層群上に発達するハニカム風化や八重山層群と琉球層群の境界部分に発達する奇妙な風化形態を，定性的に再現できる数理モデルを実装する段階にまできている。今後は，次年度に集中的に実施するフィールド調査や実験結果を本モデルに組み入れることになる。
以上のことから，本研究達成のために必要な知見やデータは順調に蓄積できていると考えている。なお，昨年度から引き続き実施している文献調査や他の研究者との会合を通じ，岩盤の生物学的風化作用に関しては，微生物風化の知見や研究が極端に少ないことから，今後もより集中的な研究が必要であることを確認している。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の研究計画書に沿い，八重山層群，琉球層群における生物学的風化に関するフィールド調査，実験，数理モデルの構築を進める。特に，モルフォロジー理論を積極的に考慮し，フィールド調査・実験結果を数理モデルに導入することを予定している。また，得られた成果は，国内外の学術誌や学術講演会において積極的に発表する。
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Research Products
(9 results)
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[Journal Article] Numerical modelling of mudcrack grows2016
Author(s)
Hitoshi Matsubara, Kosaburo Hirose, Taka-aki Edo, Kei-ichi Tamanaha, Hisao Hara and Tomonori Yamada
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Journal Title
Japanese Geotechnical Society Special Publication (15th Asian Regional Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering)
Volume: -
Pages: 1143~1147
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] Crack propagation simulation on mud pastes2015
Author(s)
Kosaburo Hirose, Takaaki Edo and Hitoshi Matsubara
Organizer
Proceedings of 13th US National Congress on Computational Mechanics (USNCCM)
Place of Presentation
San Diego, CA, USA
Year and Date
2015-07-26 – 2015-07-30
Int'l Joint Research
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