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2018 Fiscal Year Annual Research Report

Development of a new land restoration and conservation technology learned from beachrock formation mechanism

Research Project

Project/Area Number 16H04404
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

川崎 了  北海道大学, 工学研究院, 教授 (00304022)

Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Keywordsビーチロック / 炭酸カルシウム / 微生物 / 国土保全
Outline of Annual Research Achievements

本研究課題の最終年度となる平成30年度は,(1)小型円筒容器を用いた地盤の室内加速固化試験,(2)土槽を用いた地盤の室内加速固化試験,(3)提案する技術の有効性評価,の3項目に関する研究を実施し,本研究課題を終了した。主な成果の概要は,次のとおりである。
(1)小型円筒容器を用いた地盤の室内加速固化試験:国内の海岸域および内陸域の地盤材料から分離・単離した尿素分解菌を用いて,地盤材料の室内加速固化試験を小型円筒容器であるシリンジを使用して実施した。また,効率的な炭酸カルシウムの析出による地盤材料の固化条件について検討するため,試験条件を変化させた実験的検討を行った。以上より,シリンジサイズの地盤を加速固化できる条件がわかった。
(2)土槽を用いた地盤の室内加速固化試験:小型の土槽を用いた模型地盤の室内加速固化試験を実施する。炭酸カルシウムの析出による地盤材料の強度増加を定量的に評価するため,超音波パルス法によるP波・S波速度測定および炭酸カルシウムの析出により地盤材料が白色化する傾向を利用した色計測を実施し,実際の施工時における地盤の強度増加に関する定量的なモニタリング方法について検討した。また,加速固化試験による地盤材料の固化効果について評価するために,地盤材料の密度,間隙率,針貫入試験による推定一軸圧縮強さ,炭酸カルシウム含有量などの諸物性値の把握とそれらの分布について検討を行った。以上より,小型の土槽サイズの地盤を加速固化できることがわかった。
(3)提案する技術の有効性評価:新たに開発された地盤固化技術の有効性について,その機能性,安全性,環境保全性,自己修復性,コストなどの多方面から総合的な評価を実施した。その結果,提案する地盤固化技術が国土修復保全のための基本技術として有効であることがわかった。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (50 results)

All 2019 2018 Other

All Int'l Joint Research (5 results) Journal Article (14 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Peer Reviewed: 14 results,  Open Access: 14 results) Presentation (30 results) (of which Int'l Joint Research: 12 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] アテネ大学(ギリシャ)

    • Country Name
      GREECE
    • Counterpart Institution
      アテネ大学
  • [Int'l Joint Research] 国立食品技術大学(ウクライナ)

    • Country Name
      UKRAINE
    • Counterpart Institution
      国立食品技術大学
  • [Int'l Joint Research] ガジャマダ大学(インドネシア)

    • Country Name
      INDONESIA
    • Counterpart Institution
      ガジャマダ大学
  • [Int'l Joint Research] ブーインザーラ工科大学(イラン)

    • Country Name
      IRAN
    • Counterpart Institution
      ブーインザーラ工科大学
  • [Int'l Joint Research] オークランドインターナショナルカレッジ(ニュージーランド)

    • Country Name
      NEW ZEALAND
    • Counterpart Institution
      オークランドインターナショナルカレッジ
  • [Journal Article] Ammonium-free carbonate-producing bacteria as an ecofriendly soil biostabilizer2019

    • Author(s)
      Hamed A. Keykha, Hadi Mohamadzadeh, Afshin Asadi and Satoru Kawasaki
    • Journal Title

      Geotechnical Testing Journal

      Volume: 42(1) Pages: 19-29

    • DOI

      https://doi.org/10.1520/GTJ20170353

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Geological spatial plan toward groundwater resources in Kertek, Wonosobo Basin, Central Java, Indonesia2019

    • Author(s)
      L.R. Daryono, M.S.D. Wijayaningsih, A. Hendratno, M. Nukman, E. Hartantyo and S. Kawasaki
    • Journal Title

      Journal of Degraded and Mining Lands Management

      Volume: 6(2) Pages: 1595-1608

    • DOI

      https://doi.org/10.15243/jdmlm.2019.062.1595

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Biogeochemical simulation of microbially induced calcite precipitation2019

    • Author(s)
      Masaru Akiyama and Satoru Kawasaki
    • Journal Title

      Acta Geotechnica

      Volume: Online First Pages: 1-12

    • DOI

      https://doi.org/10.1007/s11440-019-00784-z

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Ecofriendly calcium phosphate and calcium bicarbonate biogrouts2019

    • Author(s)
      Volodymyr Ivanov, Viktor Stabnikov and Satoru Kawasaki
    • Journal Title

      Journal of Cleaner Production

      Volume: 218 Pages: 328-334

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.01.315

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Microbial induced slope surface stabilization using industrial-grade chemicals: A preliminary laboratory study2019

    • Author(s)
      Sivakumar Gowthaman, Shumpei Mitsuyama, Kazunori Nakashima, Masahiro Komatsu and Satoru Kawasaki
    • Journal Title

      International Journal of GEOMATE

      Volume: 17(60) Pages: 110-116

    • DOI

      https://doi.org/10.21660/2019.60.8150

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Environmental safety and biosafety in construction biotechnology2019

    • Author(s)
      Volodymyr Ivanov, Viktor Stabnikov, Olena Stabnikova and Satoru Kawasaki
    • Journal Title

      World Journal of Microbiology and Biotechnology

      Volume: 35(2) Pages: 1-11

    • DOI

      https://doi.org/10.1007/s11274-019-2598-9

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Soil improvement using plant-derived urease-induced calcium carbonate precipitation2018

    • Author(s)
      R. A. N. Dilrukshi, Kazunori Nakashima and Satoru Kawasaki
    • Journal Title

      Soils and Foundations

      Volume: 58 Pages: 894-910

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.sandf.2018.04.003

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] A state-of-the-art review on soil reinforcement technology using natural plant fiber materials: Past findings, present trends and future directions2018

    • Author(s)
      Sivakumar Gowthaman, Kazunori Nakashima and Satoru Kawasaki
    • Journal Title

      Materials

      Volume: 11(4), 553 Pages: 1-23

    • DOI

      https://doi.org/10.3390/ma11040553

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Effects of cationic polypeptide on CaCO3 crystallization and sand solidification by microbial-induced carbonate precipitation2018

    • Author(s)
      Thiloththama H. K. Nawarathna, Kazunori Nakashima, Masahiro Fujita, Momoko Takatsu and Satoru Kawasaki
    • Journal Title

      ACS Sustainable Chemistry and Engineering

      Volume: 6(8) Pages: 10315-10322

    • DOI

      https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssuschemeng.8b01658

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Effects of various factors on carbonate particle growth using ureolytic bacteria2018

    • Author(s)
      Md. Al Imran, Mai Shinmura, Kazunori Nakashima and Satoru Kawasaki
    • Journal Title

      Materials Transactions

      Volume: 59(9) Pages: 1520-1527

    • DOI

      https://doi.org/10.2320/matertrans.M-M2018830

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Comparative characteristics of cement materials in natural and artificial beachrocks using a petrographic method2018

    • Author(s)
      L. R. Daryono, A. D. Titisari, I. W. Warmada and S. Kawasaki
    • Journal Title

      Bulletin of Engineering Geology and the Environment

      Volume: Online First Pages: 1-16

    • DOI

      https://doi.org/10.1007/s10064-018-1355-x

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Electricity generation from rice bran by a microbial fuel cell and the influence of hydrodynamic cavitation pretreatment2018

    • Author(s)
      Yuta Yoshimura, Kazunori Nakashima, Masaji Kato, Kengo Inoue, Fumiyoshi Okazaki, Hitoshi Soyama and Satoru Kawasaki
    • Journal Title

      ACS Omega

      Volume: 3(11) Pages: 15267-15271

    • DOI

      https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsomega.8b02077

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Assessment of groundwater facies in Wates Coastal Area, Kulon Progo, Yogyakarta, Indonesia2018

    • Author(s)
      Phyu Phyu Thin, Heru Hendrayana, Wahyu Wilopo and Satoru Kawasaki
    • Journal Title

      Journal of Degraded and Mining Lands Management

      Volume: 5(4) Pages: 1389-1401

    • DOI

      https://doi.org/10.15243/jdmlm.2018.054.1389

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Biogeotechnical Approach for Slope Soil Stabilization Using Locally Isolated Bacteria and Inexpensive Low-grade Chemicals: A Feasibility Study on Hokkaido Expressway Soil, Japan2018

    • Author(s)
      Sivakumar Gowthaman, Shumpei Mitsuyama, Kazunori Nakashima, Masahiro Komatsu and Satoru Kawasaki
    • Journal Title

      Soils and Foundations

      Volume: Articles in press Pages: 1-16

    • DOI

      https://doi.org/10.1016/j.sandf.2018.12.010

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Bio-inspired stabilization of embankment soil mediating Psychrobacillus sp. and low-grade chemicals: Preliminary laboratory investigation2018

    • Author(s)
      S. Gowthaman, S. Mitsuyama, K. Nakashima, M. Komatsu and S. Kawasaki
    • Organizer
      8th International GEOMATE Conference on Geotechnique, Construction Materials and Environment
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Evaluating possible avenues for soil improvement by biocementation in Sri Lanka: A preliminary investigation2018

    • Author(s)
      P.G.N. Nayanthara, A.B.N. Dassanayake, K. Nakashima and S. Kawasaki
    • Organizer
      8th International GEOMATE Conference on Geotechnique, Construction Materials and Environment
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Quantifying the solidification effect of biogrouted soil using native bacteria: Initial investigation for slope soil stabilization2018

    • Author(s)
      S. Gowthaman, S. Mitsuyama, K. Nakashima, S. Kawasaki and M. Komatsu
    • Organizer
      Bio-mediated and Bio-inspired Geotechnics (B2G-Atlanta 2018)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] The strength and microstructure of lead-contaminated mine waste materials stabilized by Pararhodobacter sp.2018

    • Author(s)
      W. Mwandira, S. K. Nakashima, S. Kawasaki, M. Ito, T. Igarashi, T. Sato, M. Chirwa, K. E. Banda, I. Nyambe and M. Ishizuka
    • Organizer
      Bio-mediated and Bio-inspired Geotechnics (B2G-Atlanta 2018)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Biocemented rocks as a novel solution against coastal erosion: A lesson learnt from nature2018

    • Author(s)
      P. G. N. Nayanthara, K. Nakashima and S. Kawasaki
    • Organizer
      6th Joint Seminar on Geoenvironmental Engineering and Recycling (GER 2018),
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Enzyme mediated CaCO3 crystallization in the presence of natural polysaccharides2018

    • Author(s)
      T.H.K. Nawarathna, Kazunori Nakashima and Satoru Kawasaki
    • Organizer
      14th International Chitin and Chitosan Conference (ICCC) & 12th Asia-Pacific Chitin and Chitosan Symposium (APCCS )
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Applicability of coastal ureolytic bacteria to coastal protection in Greece2018

    • Author(s)
      Md. Al Imran, Kazunori Nakashima, Niki Evelpidou and Satoru Kawasaki
    • Organizer
      2018 International Conference on Geomechanics and Engineering (ICGE18)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Experimental optimization of biocement formation: Alternative countermeasure for surface erosion of cut slope2018

    • Author(s)
      S. Gowthaman, K. Nakashima, K. Ebina and S. Kawasaki
    • Organizer
      International Symposium on Earth Resources Management & Environment (ISERME 2018)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A preliminary investigation on isolation and identification of marine bacteria for biocementation in nearshore environments2018

    • Author(s)
      P. G. N. Nayanthara, A. B. N. Dassanayake, K. Nakashima and S. Kawasaki
    • Organizer
      International Symposium on Earth Resources Management & Environment (ISERME 2018)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Biocementation using ureolytic bacteria: an eco-friendly alternative for treatment of mine waste in Kabwe Mine site2018

    • Author(s)
      W. Mwandira, K. Nakashima, S. Kawasaki, M. Ito, T. Sato, T. Igarashi, M. Chirwa, K. E. Banda, I. Nyambe and M. Ishizuka
    • Organizer
      2nd International KAMPAI Symposium & JST Mid-term Evaluation Meeting, Lusaka, Zambia, August 14
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Polymerization of titania by silica-polymerizing enzymes2018

    • Author(s)
      J. Okamoto, H. Oguri, K. Nakashima and S. Kawasaki
    • Organizer
      European Congress on Biotechnology (ECB2018)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Bio-based cementation using urease-producing bacteria: sand solidification and kinetics2018

    • Author(s)
      K. Nakashima, M. Fujita, T. H. K. Nawarathna and S. Kawasaki
    • Organizer
      European Congress on Biotechnology (ECB2018)
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 海岸域より単離した尿素分解菌を用いたウレアーゼ活性評価と砂の固化試験2018

    • Author(s)
      木村修也,中島一紀,Niki Evelpidou,川﨑 了
    • Organizer
      資源・素材 2018(福岡)
  • [Presentation] 炭酸塩の析出能力に着目した新たな微生物スクリーニング法2018

    • Author(s)
      菅原雄太,八重樫彩,中島一紀,川﨑 了
    • Organizer
      資源・素材 2018(福岡)
  • [Presentation] 尿素分解菌の探索とウレアーゼ活性に対する諸条件の影響2018

    • Author(s)
      吉田光平,中島一紀,大岡太郎,川﨑 了
    • Organizer
      資源・素材 2018(福岡)
  • [Presentation] 外膜表層に金属結合ペプチドを提示した微生物の無機固体表面に対する選択的な吸着特性2018

    • Author(s)
      岩田至叡,中島一紀,川﨑 了
    • Organizer
      第70回日本生物工学会大会 (大阪)
  • [Presentation] GFPを融合したシリカ重合酵素の機能解析2018

    • Author(s)
      竹田雄大,小栗秀俊,中島一紀,川﨑 了
    • Organizer
      第70回日本生物工学会大会 (大阪)
  • [Presentation] 海綿由来シリカ重合酵素の可溶性発現と凝集コントロール2018

    • Author(s)
      中島一紀,小栗秀俊,岡本淳之介,川﨑 了
    • Organizer
      第70回日本生物工学会大会 (大阪)
  • [Presentation] MICP法による砂の現場固化試験2018

    • Author(s)
      青木園子,宇次原雅之,池田 淳,藤田 哲,川﨑 了,品田宗忠,永峰 賢,深野 透
    • Organizer
      第53回地盤工学研究発表会(高松)
  • [Presentation] 宮崎海岸周辺に生息する尿素分解菌を用いた地盤固化試験2018

    • Author(s)
      宮永未森,中島一紀,川﨑 了,宇次原雅之,藤田 哲
    • Organizer
      2018年度生物工学若手研究者の集い(若手会)夏のセミナー(北見)
  • [Presentation] 道内の尿素分解菌を用いたMICP法による砂の固化試験2018

    • Author(s)
      品田宗忠,中島一紀,川﨑 了,青木園子,永峰 賢
    • Organizer
      2018年度生物工学若手研究者の集い(若手会)夏のセミナー(北見)
  • [Presentation] セルロースをベースとした金属イオン吸着剤の開発2018

    • Author(s)
      東郷佑樹,中島一紀,川﨑 了
    • Organizer
      2018年度生物工学若手研究者の集い(若手会)夏のセミナー(北見)
  • [Presentation] GFPを融合したシリカ重合酵素の機能解析2018

    • Author(s)
      竹田雄大,小栗秀俊,中島一紀,川﨑 了
    • Organizer
      2018年度生物工学若手研究者の集い(若手会)夏のセミナー(北見)
  • [Presentation] 尿素分解菌の探索とウレアーゼ活性の評価2018

    • Author(s)
      大岡太郎,張 満良,柴 博志,吉田光平,川﨑 了
    • Organizer
      平成30年度資源・素材学会北海道支部春季講演会(北見)
  • [Presentation] 温泉水を熱源とした水素吸蔵合金熱輸送システムの開発2018

    • Author(s)
      鈴木千裕,加藤昌治,吉田 晋,吉田静男,川﨑 了,中島一紀
    • Organizer
      平成30年度資源・素材学会北海道支部春季講演会(北見)
  • [Presentation] セルロースをベースとした金属イオン吸着剤の開発2018

    • Author(s)
      東郷祐樹,岩田至叡,岡本知之,中島一紀,川﨑 了
    • Organizer
      平成30年度資源・素材学会北海道支部春季講演会(北見)
  • [Presentation] 宮崎海岸周辺の尿素分解菌を用いた地盤固化試験2018

    • Author(s)
      宮永未森,中島一紀,川﨑 了,宇次原雅之,藤田 哲
    • Organizer
      平成30年度資源・素材学会北海道支部春季講演会(北見)
  • [Presentation] 現地の微生物を用いたMICP法による砂の固化試験2018

    • Author(s)
      品田宗忠,中島一紀,川﨑 了,青木園子,永峰 賢
    • Organizer
      平成30年度資源・素材学会北海道支部春季講演会(北見)
  • [Presentation] 生物機能を用いた炭酸塩析出における炭酸脱水酵素の影響2018

    • Author(s)
      志賀敏英,藤田賢大,菅原雄太,中島一紀,川﨑 了
    • Organizer
      平成30年度資源・素材学会北海道支部春季講演会(北見)
  • [Presentation] シリカ重合酵素群の凝集制御とチタニア重合活性の評価2018

    • Author(s)
      岡本淳之介,小栗秀俊,中島一紀,川﨑 了
    • Organizer
      平成30年度資源・素材学会北海道支部春季講演会(北見)
  • [Remarks] 北海道大学大学院工学研究院環境循環システム部門地圏循環工学分野資源生物工学研究室ホームページ

    • URL

      https://labs.eng.hokudai.ac.jp/labo/bio-res/www/

URL: 

Published: 2019-12-27  

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