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J-GLOBAL ID：202202227812447014   整理番号：22A0714110

反応拡散理論に基づくMICPシミュレーション技術の開発

The Development of MICP Simulation Technique Based on Reaction Diffusion System

著者 (2件)： 西村伊吹 (琉球大学大学院 理工学研究科環境建設工学専攻) ,  松原仁 (琉球大学 工学部工学科)
資料名： 材料  (Journal of the Society of Materials Science, Japan)
巻： 71  号： 1  ページ： 59-66(J-STAGE)  発行年： 2022年 
JST資料番号： F0385A  ISSN： 0514-5163  CODEN： ZARYA  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： 微生物誘起炭酸塩析出(MICP)と呼ばれる土壌改良技術は,杭やセメントミルクを使った従来技術よりも環境に優しいと認識されている。土壌粒子は,微生物の活性に依存して,粒子上または細孔内に炭酸カルシウムを析出させることにより結合する。活性結合または不活性結合などの結合構造は,化学ベースのモデリングから数値的にシミュレーションされているが,微生物増殖を考慮した炭酸塩析出のシミュレーションは行われていない。さらに,空間析出パターンと機械的特性の改善との間の関係は,あいまいなままである。本研究では,微生物増殖を扱う新しいMICPシミュレーションシキームを提案し,MICP処理材料の機械的特性に及ぼす炭酸塩析出の影響を考察した。このスキームでは,反応拡散系と均質化法を,それぞれ,マイクロスケールの細菌増殖とマルチスケールの応力および歪解析に使用した。炭酸カルシウム析出の結果は,10.3時間で4.5μmol/mm³であり,これは,実験データよりも僅かに高かった。さらに,均質化シミュレーションは,土壌の安定化が土壌粒子と炭酸カルシウム充填土壌細孔を含む新規骨格構造の形成に起因する可能性があることを示した。(翻訳著者抄録)

シソーラス用語： *土壌改良 ,  *微生物 ,  誘導 ,  *炭酸塩 ,  微生物学 ,  鉱化作用 ,  無機化 ,  *析出 ,  *反応拡散系 ,  近似法 ,  均質化 ,  増殖 ,  応力解析 ,  解析 ,  歪 ,  *炭酸カルシウム ,  *シミュレーション ,  安定化 ,  機械的性質
準シソーラス用語： MICP ,  バイオミネラリゼーション ,  機械的特性 ,  均質化法 ,  細菌増殖 ,  微生物利用学 ,  誘起 ,  歪解析

著者キーワード (1件)： MICP反応拡散系微生物増殖結合機構均質化法カップリングシミュレーション

分類 (1件)： 土壌管理  (FB04070J)

引用文献 (26件)：

• 1) J. T. DeJong, B. M. Mortensen, B. C. Martinez and D. C. Nelson, “Bio-mediated soil improvement”, Ecological Engineering, Vol.36, No.2, pp.197-210 (2010).
• 2) O. Bonacci, S. ottstein and T. Roje-Bonacci, “Negative impacts of grouting on the underground karst environment. Ecohydrology: Ecosystems, Land and Water Process Interactions”, Ecohydrogeomorphology, Vol.2, No.4, pp.492-502 (2009).
• 3) X. Yan, X. Liu, M. Zhang, J. Wang, J. Zhong, D. Ma, C. Tang, and X. Hu, “Lab-scale evaluation of the microbial bioremediation of Cr (VI): contributions of biosorption, bioreduction, and biomineralization”, Environmental Science and Pollution Research, Vol.28, No.18, pp.22359-22371 (2021).
• 4) J. T. DeJong, M. B. Fritzges and K. Nüsslein, “Microbially induced cementation to control sand response to undrained shear”, Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, Vol.132, No.11, pp.1381-1392 (2006).
• 5) H. Oshiro and H. Matsubara, “Carbonate precipitation through photoautotrophic microorganisms at the Giza cliff in Okinawa, Japan”, Environmental earth sciences, Vol.77, No.16, pp.1-11 (2018).

タイトルに関連する用語 (3件)： 拡散理論 ,  シミュレーション ,  開発