Development of biocementation technology for self-healing with selective and concentrative function

具有选择性和集中功能的自修复生物水泥技术的发展

基本信息

批准号：
21H01428
负责人：
松原仁
金额：
$ 10.73万
依托单位：
University of the Ryukyus
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

脆弱化した岩石の自己組織的な新しい修復技術の構築に向けて，フィールド調査，室内実験，X線画像解析，シミュレーションの観点からの研究を進めており，2022年度の活動は以下のようにまとめることができる。(1) 北海道の凝灰岩及び砂岩の露頭を対象にしたフィールド調査を実施し，2021年度に沖縄の凝灰岩及び砂岩で得られたDNAを比較分析した結果，岩内微生物の属分布が一致し，岩石の鉱化・風化作用にある特定の微生物が関与していることが明らかとなった。また，沖縄の砂岩で発見した微生物起源の炭酸塩の析出現象について，実験室にて再現することに成功した。加えて，沖縄県内の複数のサイトから地盤固化に有効な微生物の単離培養に成功した。(2) セルロース繊維材による微生物活性化の可能性について，珪砂及び国頭マージを用いた実験を実施したところ，特に，古紙繊維材を用いた時に，繊維材の周りに集中的に炭酸塩が析出することが明らかになった。微弱電流を用いた微生物制御法については，粒径分布の影響を受ける可能性が考えられた。(3) 前年度に作製した供試体（砂粒子のみ，砂粒子＋繊維材）のX線CT画像解析を継続し，バガス繊維と土粒子構造のX線CT画像取得に成功した。また，得られた空間情報を用いた炭酸塩の析出シミュレーションにも成功した（詳細については未検討）。(4) 前年度に構築したMICPシミュレータに，均質化法に基づいたマルチスケール応力解析機能を追加した。加えて，OpenMPを用いた並列計算機能も追加した。

我们正在从现场调查、实验室实验、X射线图像分析和模拟的角度进行研究，以开发一种新的弱化岩石自组织修复技术。我们2022年的活动总结如下。（1）我们针对北海道凝灰岩和砂岩露头进行了实地调查，并于2021年对冲绳凝灰岩和砂岩中获得的DNA进行了比较分析。结果，岩石中微生物的属分布相匹配，发现岩石中微生物的属分布相匹配，很明显某些微生物参与了矿化和风化作用。此外，我们在实验室成功再现了在冲绳砂岩中发现的微生物来源的碳酸盐的沉淀现象。此外，我们还从冲绳县的多个地点成功分离并培养了对土壤固化有效的微生物。 (2)关于纤维素纤维引起微生物活化的可能性，我们使用硅砂和国头玛吉进行了实验，发现碳酸盐沉淀物集中在纤维周围，特别是当使用废纸纤维时，这一点已明确。使用弱电流的微生物控制方法被认为受到粒度分布的影响。（3）继续对上一年生产的标本（仅砂粒、砂粒+纤维材料）进行X射线CT图像分析，成功获得了甘蔗渣纤维和土壤颗粒结构的X射线CT图像。他们还利用获得的空间信息成功地模拟了碳酸盐的沉淀（细节尚未研究）。 (4)去年建成的MICP模拟器增加了基于均质化方法的多尺度应力分析功能。此外，还添加了使用 OpenMP 的并行计算功能。