川﨑　了 (カワサキ　サトル)

工学研究院　環境循環システム部門　地圏循環工学分野教授
高等教育推進機構教授
Last Updated :2024/12/06

■研究者基本情報

学位

  • 博士（工学）, 鳥取大学, 1999年03月
  • 工学修士, 鳥取大学, 1988年03月

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ホームページURL

研究者番号

  • 00304022

J-Global ID

研究キーワード

  • 微生物
  • シリカ
  • リン酸カルシウム
  • 炭酸カルシウム
  • 軟岩
  • ビーチロック
  • 地盤改良
  • 応用地質
  • 試験法
  • 新材料
  • 物性評価
  • 力学特性
  • 非破壊試験
  • バイオグラウト
  • 保存材料

研究分野

  • エネルギー, 地球資源工学、エネルギー学
  • 社会基盤（土木・建築・防災）, 地盤工学
  • 人文・社会, 博物館学
  • 人文・社会, 文化財科学

■経歴

経歴

  • 2014年04月 - 現在
    北海道大学（大学院工学研究院環境循環システム部門）, 教授
  • 2010年04月 - 2014年03月
    北海道大学（大学院工学研究院環境循環システム部門）, 准教授
  • 2007年04月 - 2010年03月
    北海道大学（大学院工学研究科環境フィールド工学専攻）, 准教授
  • 2006年12月 - 2007年03月
    岐阜大学（工学部社会基盤工学科）, 非常勤講師
  • 2005年04月 - 2007年03月
    北海道大学（大学院工学研究科環境フィールド工学専攻）, 助教授
  • 2002年05月 - 2005年03月
    北海道大学（大学院工学研究科環境資源工学専攻）, 助教授
  • 2000年02月 - 2002年04月
    大阪大学（大学院工学研究科地球総合工学専攻）, 学内講師
  • 2001年06月 - 2001年09月
    岐阜大学（工学部土木工学科）, 非常勤講師
  • 1998年04月 - 2000年01月
    大阪大学（大学院工学研究科地球総合工学専攻）, 助手
  • 1998年03月 - 1998年03月
    大阪大学（工学部土木工学科）, 助手
  • 1997年01月 - 1998年02月
    財団法人電力中央研究所（我孫子研究所地盤耐震部）, 主任研究員
  • 1995年08月 - 1996年12月
    財団法人電力中央研究所（我孫子研究所耐震部土質グループ）, 主査研究員
  • 1990年08月 - 1995年07月
    財団法人電力中央研究所（我孫子研究所立地部土質研究室）, 担当研究員
  • 1988年04月 - 1990年07月
    財団法人電力中央研究所（我孫子研究所立地部土質研究室）, 研究員

学歴

  • 1997年04月 - 1999年03月, 鳥取大学, 大学院工学研究科, 社会開発工学専攻 博士後期課程（社会人コース）, 日本国
  • 1986年04月 - 1988年03月, 鳥取大学, 大学院工学研究科, 海洋土木工学専攻 修士課程, 日本国
  • 1982年04月 - 1986年03月, 鳥取大学, 工学部, 土木工学科, 日本国

委員歴

  • 2023年 - 現在
    日本生物工学会, 代議員, 学協会
  • 2010年 - 現在
    北海道開発局, 道路防災有識者, 政府
  • 2004年 - 現在
    土木学会 岩盤力学委員会, 委員, 学協会
  • 2003年 - 現在
    資源・素材学会 岩盤工学部門委員会, 委員, 学協会
  • 2003年 - 現在
    資源・素材学会 北海道支部, 常議員, 学協会
  • 2019年 - 2023年
    土木学会, 岩盤力学委員会 岩盤力学改訂版編集小委員会 執筆者 執筆委員, 学協会
  • 2017年 - 2022年
    北海道環境保全技術協会, 北海道新幹線、新函館北斗・札幌間自然由来重金属等掘削土対策検討委員会 委員, 学協会
  • 2015年 - 2022年
    札幌市, 廃棄物処理施設設置等評価委員会 委員, 自治体
  • 2018年 - 2020年
    札幌市, 環境影響評価審議会 会長, 自治体
  • 2018年 - 2020年
    資源・素材学会 北海道支部, 支部長, 学協会
  • 2018年 - 2020年
    資源・素材学会, 理事, 学協会
  • 2017年 - 2020年
    地盤工学会, 次世代地盤改良技術に関する研究委員会 委員, 学協会
  • 2016年 - 2020年
    地盤工学会, 室内試験規格・基準委員会 WG1：物理特性 メンバー, 学協会
  • 2017年 - 2019年
    北海道環境保全技術協会, 北海道新幹線、新函館北斗・札幌間自然由来重金属等掘削土対策検討委員会 幹事会 幹事, 学協会
  • 2015年 - 2019年
    日本材料学会, 代議員, 学協会
  • 1998年 - 2019年
    日本材料学会 岩石力学部門委員会, 委員, 学協会
  • 2014年 - 2018年
    札幌市, 環境影響評価審議会 委員, 自治体
  • 2013年 - 2018年
    ICE Publishing, International Editorial Board of Environmental Geotechnics Editorial Board Member, 学協会
  • 2014年 - 2017年
    地盤工学会, 地盤調査および室内試験基準の英訳化に関する実行委員会 委員, 学協会
  • 2014年 - 2016年
    土木学会, 土木学会論文集編集委員会C分冊編集小委員会 委員, 学協会
  • 2013年 - 2016年
    地盤工学会, 室内試験規格・基準委員会 委員長, 学協会
  • 2013年 - 2015年
    ASEAN Engineering Journal Editorial Broad Member in Geological and Geo-Resource Engineering, 政府
  • 2014年 - 2014年
    資源・素材学会, Journal of MMIJ編集委員会 委員, 学協会
  • 2012年 - 2014年
    2014 ISRM International Symposium ARMS8 (The 8th Asian Rock Mechanics Symposium), Organizing Committee Vice Secretary General, 学協会
  • 2012年 - 2014年
    岩の力学連合会, 第8回アジア地域岩の力学シンポジウム（ARMS）組織委員会 委員兼副幹事長, 学協会
  • 2008年 - 2014年
    地盤工学会 北海道支部, 幹事, 学協会
  • 2012年 - 2013年
    資源・素材学会 Journal of MMIJ編集委員会, 編集幹事, 学協会
  • 2011年 - 2013年
    地盤工学会, 室内試験規格・基準委員会 岩石の繰返し強度試験方法基準化WG メンバー, 学協会
  • 2010年 - 2011年
    資源・素材学会 Journal of MMIJ編集委員会, 委員, 学協会
  • 2009年 - 2011年
    土木学会, 教育企画・人材育成委員会 大学・大学院小委員会 委員, 学協会
  • 2009年 - 2011年
    地盤工学会, 室内試験規格・基準委員会 岩石および岩盤不連続面の動的繰返し強度・変形試験方法基準化検討WG メンバー, 学協会
  • 2006年 - 2010年
    北海道道路管理技術センター, 道路防災ドクター, 政府
  • 2006年 - 2009年
    地盤工学会, 室内試験規格・基準委員会 WG11：赤本改訂版の総説執筆 WG幹事, 学協会
  • 2006年 - 2009年
    地盤工学会, 室内試験規格・基準委員会 WG1：物理特性 メンバー, 学協会
  • 2006年 - 2009年
    地盤工学会, 室内試験規格・基準委員会 委員兼幹事, 学協会
  • 2006年 - 2009年
    地盤工学会, 基準部 部員, 学協会
  • 2005年 - 2009年
    岩の力学連合会, 電子ジャーナル委員会 編集委員兼幹事, 学協会
  • 2006年 - 2007年
    岩の力学連合会, 企画委員会 委員, 学協会
  • 2006年 - 2007年
    岩の力学連合会, ISRM2007コングレス国内審査委員会 委員, 学協会
  • 2004年 - 2006年
    土木学会, 岩盤力学委員会 論文小委員会 委員長, 学協会
  • 2004年 - 2006年
    土木学会, 論文賞選考委員会 委員, 学協会
  • 2004年 - 2006年
    地盤工学会, 岩石のスレーキング試験方法基準化委員会 委員長, 学協会
  • 2002年 - 2006年
    地盤工学会, 岩の試験・調査規格・基準検討委員会 委員, 学協会
  • 1998年 - 2006年
    土木学会, 岩盤力学委員会 運営小委員会 委員, 学協会
  • 2004年 - 2005年
    岩の力学連合会, 賞表彰委員会 委員, 学協会
  • 2003年 - 2005年
    土木学会, 岩盤力学委員会 企画小委員会 委員, 学協会
  • 2002年 - 2005年
    資源・素材学会 北海道支部, 幹事, 学協会
  • 1996年 - 2004年
    土木学会, 岩盤力学委員会 論文小委員会 委員, 学協会
  • 2002年 - 2003年
    土木学会, 岩盤力学委員会 論文小委員会 幹事, 学協会
  • 2001年 - 2003年
    The Third International Symposium on Rock Stress (RS Kumamoto '03) Organizing Committee, Member, 学協会
  • 2001年 - 2003年
    地盤工学会 岩盤のせん断試験方法基準化委員会, 委員, 学協会
  • 2001年 - 2002年
    土木学会, トンネル工学委員会 トンネル工学研究発表会小委員会 委員兼幹事, 学協会
  • 2001年 - 2002年
    地盤工学会, 第31回地盤工学研究発表会実行委員会 研究発表講演部会 委員, 学協会
  • 2000年 - 2002年
    岩の力学連合会, 第11回岩の力学国内シンポジウム運営委員会 委員, 学協会
  • 2000年 - 2002年
    地盤工学会, 軟岩の圧密非排水（CU，CUバー）三軸圧縮試験方法基準化委員会 委員兼幹事, 学協会
  • 1999年 - 2002年
    地盤工学会 関西支部, 幹事, 学協会
  • 1999年 - 2002年
    土木学会 岩盤力学委員会 深地層における軟岩の評価に関する研究小委員会, 委員兼幹事, 学協会
  • 1998年 - 2002年
    日本建設機械化協会 関西支部, 技術部会 トンネル施工機材委員会 委員兼幹事, 学協会
  • 1998年 - 2000年
    土木学会 岩盤力学委員会 軟岩小委員会, 委員兼幹事, 学協会
  • 1998年 - 2000年
    地盤工学会 岩の三軸圧縮試験方法基準化委員会, 委員, 学協会
  • 1995年 - 1998年
    地盤工学会, 土質試験基準検討委員会 委員, 学協会
  • 1995年 - 1998年
    地盤工学会, 土質試験基準検討委員会 せん断試験小委員会 委員, 学協会
  • 1995年 - 1998年
    地盤工学会, 土の一面せん断試験方法基準化委員会 委員, 学協会
  • 1995年 - 1998年
    地盤工学会 岩石の超音波速度測定方法基準化委員会, 委員兼幹事, 学協会
  • 1990年 - 1998年
    土木学会 岩盤力学委員会 軟岩小委員会, 委員, 学協会
  • 1992年 - 1994年
    土質工学会, 大深度地下利用に関する地盤工学研究委員会 委員, 学協会

■研究活動情報

受賞

  • 2021年11月, The GEOMATE International Society, The Eleventh International Conference on Geotechnique, Construction Materials and Environment (GEOMATE 2021) Best Paper Award　　　　　　　　　　　　　　　
  • 2018年11月, The GEOMATE International Society, The Eighth International Conference on Geotechnique, Construction Materials and Environment (GEOMATE 2018) Best Paper Award　　　　　　　　　　　　　　　
  • 2016年02月, 北海道大学, 平成27年度教育総長賞　　　　　　　　　　　　　　　
    川﨑 了
  • 2012年11月, The GEOMATE International Society, The Second International Conference on Geotechnique, Construction Materials and Environment (GEOMATE 2012) Keynote Paper Award　　　　　　　　　　　　　　　
    川﨑 了
  • 2012年06月, 地盤工学会, 平成23年度地盤工学会賞論文賞（和文部門）　　　　　　　　　　　　　　　
    日本国
  • 2008年05月, 日本応用地質学会, 第18回日本応用地質学会論文賞　　　　　　　　　　　　　　　
    川﨑 了, 日本国

論文

  • Feasibility study of alternative low-cost cementation media and tempeh starter for the MICP process　　　　　　　　　　　　　　　
    Lutfian R., Daryono, Gamaralale, G. N., N. Amarakoon, Tomohiko Abe, Kazunori Nakashima, Satoru Kawasaki
    Proceedings of the 10th Asian Young Geotechnical Engineers Conference and 28th Annual International Conference on Geotechnical Engineering, 37, 56, 2024年11月, ［査読有り］, ［最終著者］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Utilisation of acid-tolerant bacteria for base metal recovery under strongly acidic conditions　　　　　　　　　　　　　　　
    Chikara Takano, Kazunori Nakashima, Satoru Kawasaki, Hideki Aoyagi
    Extremophiles, 28, 45, 2024年09月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Development of a numerical simulation method for complex fracture process of rocks based on 3-D ECZM-FDEM using GPGPU parallel computation　　　　　　　　　　　　　　　
    Keigo Takarada, Daisuke Fukuda, Wu Di, Hong Liu, Sho Ogata, Yutaro Maeda, Gyeongjo Min, Satoru Kawasaki
    Abstract Book of International Symposium on Earth Resources Management and Environment (ISERME 2024), 2024年09月, ［査読有り］, ［最終著者］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Experimental and numerical analysis of dynamic fracture processes in rock and rock-like materials using NRC vapor pressure agent　　　　　　　　　　　　　　　
    Gyeongjo Min, Daisuke Fukuda, Wu Di, Hong Liu, Satoru Kawasaki, Sangho Cho
    Abstract Book of International Symposium on Earth Resources Management and Environment (ISERME 2024), 2024年09月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Enzymatically mediated precipitation of calcium phosphate compounds: a promising approach for sustainable soil enhancement
    M. Avramenko, K. Nakashima, C. Takano, S. Kawasaki
    Proceedings of the XVIII European Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, 2085, 2088, 2024年08月, ［査読有り］, ［最終著者］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, 36907423
  • Utilizing magnesium carbonate induced by CO2 to modify the performance of plastic clay　　　　　　　　　　　　　　　
    Hadi Mohamadzadeh Romiani, Hamed Abdeh Keykha, Saeed Chegini, Afshin Asadi, Satoru Kawasaki
    Minerals, 14, 9, 876, 2024年08月, ［査読有り］, ［最終著者］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Proposing a new sustainable approach for sand improvement using biologically-derived calcium phosphate cement
    Sivakumar Gowthaman, Yuta Kumamoto, Kazunori Nakashima, Chikara Takano, Satoru Kawasaki
    Biogeotechnics, 2024年08月, ［査読有り］, ［最終著者］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, 36907423
  • Exploration of airborne bacteria for high-efficiency microbial induced carbonate precipitation　　　　　　　　　　　　　　　
    Meiqi Chen, Sivakumar Gowthaman, Kazunori Nakashima, Chikara Takano, Satoru Kawasaki
    Abstract Book of the 2nd International Conference on Microbial Biotechnology in Construction Materials and Geotechnical Engineering (MBCMG2024), 2024年08月, ［査読有り］, ［最終著者］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Evaluating the performance and durability of concrete paving blocks enhanced by bio-cement posttreatment　　　　　　　　　　　　　　　
    Navaratnam Rathivarman, Sivakumar Yutharshan, Alakenthiran Kabishangar, Vignarajah Janani, Sivakumar Gowthaman, Thiloththama Hiranya Kumari Nawarathna, Meiqi Chen, Satoru Kawasaki
    Abstract Book of the 2nd International Conference on Microbial Biotechnology in Construction Materials and Geotechnical Engineering (MBCMG2024), 2024年08月, ［査読有り］, ［最終著者］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Effect of humic acid on soil solidification by enzyme induced carbonate precipitation　　　　　　　　　　　　　　　
    Meiqi Chen, Aoi Ichinohe, Kazunori Nakashima, Chikara Takano, Sivakumar Gowthaman, Lutfian R. Daryono, Satoru Kawasaki
    Biogeotechnics, 2024年08月, ［査読有り］, ［最終著者］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Ecofriendly solidification of sand using microbially induced calcium phosphate precipitation　　　　　　　　　　　　　　　
    Maksym Avramenko, Kazunori Nakashima, Chikara Takano, Satoru Kawasaki
    Scientific Reports, 14:12412, 2024年05月, ［査読有り］, ［最終著者］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Feasibility study of enhancing enzyme-induced carbonate precipitation with eggshell waste for sand solidification　　　　　　　　　　　　　　　
    Zhen Yan, Kazunori Nakashima, Chikara Takano, Satoru Kawasaki
    Biogeotechnics, 2024年05月, ［査読有り］, ［最終著者］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Evaluating the performance and durability of concrete paving blocks enhanced by bio-cement posttreatment　　　　　　　　　　　　　　　
    Navaratnam Rathivarman, Sivakumar Yutharshan, Alakenthiran Kabishangar, Vignarajah Janani, Sivakumar Gowthaman, Thiloththama Hiranya Kumari Nawarathna, Meiqi Chen, Satoru Kawasaki
    Biogeotechnics, 2024年05月, ［査読有り］, ［最終著者］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Biosynthesis of a functional silica-based biohybrid material with high Pb(II) capture ability　　　　　　　　　　　　　　　
    Ilham Maulidin, Kazunori Nakashima, Ryo Naota, Anju Pilakka Veedu, Chikara Takano, Satoru Kawasaki
    ACS Sustainable Resource Management, 2024年05月, ［査読有り］, ［最終著者］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Soil erosion control of Urmia Lake using indigenous ureolytic calcifying bacteria　　　　　　　　　　　　　　　
    A. Mohsenzadeh, T. Ebadi, S. M. Fattahi, A. A. Soorki, M. Bolfion, S. Kawasaki
    International Journal of Environmental Science and Technology, 2024年02月, ［査読有り］, ［最終著者］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Biomineralization grouting for beach sand cemented with MICP　　　　　　　　　　　　　　　
    Lutfian Rusdi Daryono, Sonoko Aoki, Masanao Kano, Mimori Miyanaga, Kazunori Nakashima, Satoru Kawasaki
    Journal of the Civil Engineering Forum, 10, 1, 31, 38, 2024年01月, ［査読有り］, ［最終著者］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Combination of cellulose nanofiber and artificial fusion protein for biocementation　　　　　　　　　　　　　　　
    Thiloththama Hiranya Kumari Nawarathna, Jin Sakai, Kazunori Nakashima, Tetsuya Kawabe, Miki Shikama, Chikara Takano, Satoru Kawasaki
    Frontiers in Built Environment, 9:1305003, 2024年01月, ［査読有り］, ［最終著者］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Bio-cementation of demolition wastes and recycled aggregates for sustainable production of paving blocks　　　　　　　　　　　　　　　
    H. N. Muhanna, R. K. M. Niras, U. N. C. Prasadini, S. Gowthaman, T. H. K. Nawarathna, M. Chen, S. Kawasaki
    Abstract Book of the 14th International Conference on Sustainable Built Environment – (ICSBE) 2023, 36, 2023年12月, ［査読有り］, ［最終著者］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Baseline investigation on enzyme induced calcium phosphate precipitation for solidification of sand
    Sivakumar Gowthaman, Moeka Yamamoto, Meiqi Chen, Kazunori Nakashima, Satoru Kawasaki
    Frontiers in Built Environment, 9:1307650, 2023年12月, ［査読有り］, ［最終著者］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, 36907423
  • State-of-the-art review of soil erosion control by MICP and EICP techniques: Problems, applications, and prospects　　　　　　　　　　　　　　　
    Yong Wang, Xiaohao Sun, Linchang Miao, Hengxing Wang, Linyu Wu, Wenbo Shi, Satoru Kawasaki
    Science of the Total Environment, 912, 169016, 2023年12月, ［査読有り］, ［最終著者］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • The physical and mechanical properties of recycled aggregates strengthened by enzyme induced carbonate precipitation
    Yuru Chen, Angran Tian, Xinyu Luo, Yu Zhou, Qiang Tang, Satoru Kawasaki
    Soils and Foundations, 63, 6, 101394, 2023年11月, ［査読有り］, ［最終著者］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Shallow Coastal Carbonate Sediment Mapping for Biomimetics MICP, Case Study of Indonesia Beachrock, Yogyakarta　　　　　　　　　　　　　　　
    Lutfian R. Daryono, Kazunori Nakashima, Satoru Kawasaki
    Extended Abstracts of International Conference on Case Histories in Geotechnical Engineering and 4th AsRTC6 Urban GeoEngineering Symposium (GEOCASE 2023), G1-1, G1-4, 2023年09月, ［査読有り］, ［最終著者］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Eco-friendly soil stabilization method using fish bone as cement material
    Maksym Avramenko, Kazunori Nakashima, Chikara Takano, Satoru Kawasaki
    Science of the Total Environment, 900, 165823, 2023年07月, ［査読有り］, ［最終著者］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, 36907423
  • Characterizing microbial and CO2-induced carbonate minerals: Implications for soil stabilization in sandy environments　　　　　　　　　　　　　　　
    Hamed Abdeh Keykha, Alireza Zangani, Hadi Mohamadzadeh Romiani, Afshin Asadi, Satoru Kawasaki, Niloofar Radmanesh
    Minerals, 13, 7, 976, 2023年07月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Isolation of acid tolerant bacteria capable of metal adsorption from acid mine drainage without neutralization　　　　　　　　　　　　　　　
    S. Iwama, C. Takano, K. Nakashima, H. Aoyagi, S. Kawasaki
    Proceedings of the 6th IWA International Conference on eco-Technologies for Wastewater Treatment: ecoSTP2023, 2023年06月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Metal biosorption from wastewater under acidic environment　　　　　　　　　　　　　　　
    C. Takano, K. Nakashima, S. Kawasaki, H. Aoyagi
    Proceedings of the 6th IWA International Conference on eco-Technologies for Wastewater Treatment: ecoSTP2023, 2023年06月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Effects of humic acid on process of microbial induced carbonate precipitation　　　　　　　　　　　　　　　
    M. Chen, S. Gowthaman, K. Nakashima, C. Takano, S. Kawasaki
    Proceedings of the 9th International Congress on Environmental Geotechnics, 5, 31, 38, 2023年06月, ［査読有り］, ［最終著者］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Baseline investigation on soil solidification through biocementation using airborne bacteria　　　　　　　　　　　　　　　
    Meiqi Chen, Sivakumar Gowthaman, Kazunori Nakashima, Chikara Takano, Satoru Kawasaki
    Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, 11:1216171, 2023年06月, ［査読有り］, ［最終著者］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Functional modification of mussel adhesive protein to control solubility and adhesion property　　　　　　　　　　　　　　　
    Anju Pilakka Veedu, Kazunori Nakashima, Hayahide Shiga, Takahiro Sato, Kasun Godigamuwa, Naoki Hiroyoshi, Satoru Kawasaki
    Journal of Bioscience and Bioengineering, 1, 7, 2023年05月, ［査読有り］, ［最終著者］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Field experimentation of bio-cementation using low-cost cementation media for preservation of slope surface
    Sivakumar Gowthaman, Hiromu Koizumi, Kazunori Nakashima, Satoru Kawasaki
    Case Studies in Construction Materials, 18, e02086, 2023年04月, ［査読有り］, ［最終著者］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Interfacial biosilica coating of chitosan gel using fusion silicatein to fabricate robust hybrid material for biomolecular applications　　　　　　　　　　　　　　　
    Kasun Godigamuwa, Kazunori Nakashima, Sota Tsujitani, Ryo Naota, Ilham Maulidin, Satoru Kawasaki
    Journal of Materials Chemistry B, 11, 1654, 1658, 2023年02月, ［査読有り］, ［最終著者］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Soil improvement using calcium phosphate compounds as a novel sustainable method: A review
    Maksym Avramenko, Kazunori Nakashima, Chikara Takano, Satoru Kawasaki
    International Journal of GEOMATE, 24, 101, 68, 75, 2023年01月, ［査読有り］, ［最終著者］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, 36907423
  • Naturally derived cements learned from the wisdom of ancestors: A literature review based on the experiences of ancient China, India and Rome
    Zhan Su, Zhen Yan, Kazunori Nakashima, Chikara Takano, Satoru Kawasaki
    Materials, 16, 2, 603, MDPI, 2023年01月, ［査読有り］, ［最終著者］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, For over a thousand years, many ancient cements have remained durable despite long-term exposure to atmospheric or humid agents. This review paper summarizes technologies of worldwide ancient architectures which have shown remarkable durability that has preserved them over thousands of years of constant erosion. We aim to identify the influence of organic and inorganic additions in altering cement properties and take these lost and forgotten technologies to the production frontline. The types of additions were usually decided based on the local environment and purpose of the structure. The ancient Romans built magnificent structures by making hydraulic cement using volcanic ash. The ancient Chinese introduced sticky rice and other local materials to improve the properties of pure lime cement. A variety of organic and inorganic additions used in traditional lime cement not only changes its properties but also improves its durability for centuries. The benefits they bring to cement may also be useful in enzyme-induced carbonate precipitation (EICP) and microbially induced carbonate precipitation (MICP) fields. For instance, sticky rice has been confirmed to play a crucial role in regulating calcite crystal growth and providing interior hydrophobic conditions, which contribute to improving the strength and durability of EICP- and MICP-treated samples in a sustainable way.
  • Densification of sandy soil using geopolymer-modified microbial induced carbonate precipitation　　　　　　　　　　　　　　　
    H. M. R. A. Bandara, B. W. C. E. Bandara, T. H. K. Nawarathna, S. Gowthaman, K. Nakashima, S. Kawasaki
    Proceedings of the 13th International Conference on Sustainable Built Environment - 2022 (ICSBE 2022), 2022年12月, ［査読有り］, ［最終著者］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Metal biosorption process under strongly acidic condition　　　　　　　　　　　　　　　
    Chikara Takano, Kazunori Nakashima, Satoru Kawasaki, Hideki Aoyagi
    Proceedings of the 27th Symposium of Young Asian Biological Engineers’ Community (YABEC2022), 2022年12月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Prospects and merits of using calcium phosphate compounds for soil improvement: A review　　　　　　　　　　　　　　　
    Maksym Avramenko, Kazunori Nakashima, Satoru Kawasaki
    Proceedings of the Twelveth International Conference on Geotechnique, Construction Materials and Environment (GEOMATE 2022), 90, 95, 2022年11月, ［査読有り］, ［最終著者］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Naturally derived cements for construction and building materials learned from the wisdom of ancestors: A literature review　　　　　　　　　　　　　　　
    Su Zhan, Kazunori Nakashima, Satoru Kawasaki
    Proceedings of the Twelveth International Conference on Geotechnique, Construction Materials and Environment (GEOMATE 2022), 114, 118, 2022年11月, ［査読有り］, ［最終著者］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Biomineralization Grouting for Beach Sand Cemented with MICP　　　　　　　　　　　　　　　
    Lutfian Rusdi Daryono, Sonoko Aoki, Masanao Kano, Mimori Miyanaga, Kazunori Nakashima, Satoru Kawasaki
    Proceedings of the 2022 Annual National Conference 26th PIT HATTI (The 26th Indonesian Society for Geotechnical Engineering (ISGE) Annual Conference), 2022年11月, ［査読有り］, ［最終著者］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Feasibility of bacterial-enzyme induced carbonate precipitation technology for stabilizing fine-grained slope soils
    Sivakumar Gowthaman, Takashi Iki, Aoi Ichinohe, Kazunori Nakashima, Satoru Kawasaki
    Frontiers in Built Environment, 8:1044598, 1, 15, Frontiers Media SA, 2022年10月12日, ［査読有り］, ［最終著者］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, Microbial Induced Carbonate Precipitation (MICP) has recently become a new technology for stabilizing the slope surface. The applicability of MICP, however, is limited in fine-grained soils due to the restrictions regarding the transportation of bacteria cells. The purpose of this study was to assess the feasibility of an alternative called Bacterial-Enzyme Induced Carbonate Precipitation (B-EICP) for stabilizing the fine-grained slope soils. Unlike the MICP strategy (involving whole-cells of bacteria), the proposed B-EICP utilizes bacterial urease to induce the bio-cement formation within soil. The whole-cell culture of Lysinibacillus xylanilyticus was subjected to cyclic sonication to extract the free urease suspension. The B-EICP treatment was performed to the columns prepared using two different soils obtained from representative expressway slopes. The cementation responses of the proposed B-EICP were compared with that of typical MICP method, especially from the following viewpoints, (i) adaptability to soil with high fine-grained content, (ii) conditions under which B-EICP can be effectively applied and (iii) cementation under low temperature. The results revealed that the extract solution had higher urease activity compared to original bacteria culture, and the activity remained more stable at low temperature conditions (15°C). The results further confirmed that B-EICP method is more suitable for stabilizing soils with large amount of fine particles. Comparing with MICP, the B-EICP resulted higher unconfined compressive strength (over 1200 kPa) and deeper cementation in the silty sand. Microscale analysis suggested that the B-EICP could induce smaller calcium carbonate crystals than that by MICP, but the number of crystals in B-EICP were significantly more, thus contributed to increased particle-particle cementation., 13227211
  • State-of-the-art review on engineering uses of calcium phosphate compounds: An eco-friendly approach for soil improvement
    Maksym Avramenko, Kazunori Nakashima, Satoru Kawasaki
    Materials, 15, 19, 6878, 6878, MDPI AG, 2022年10月03日, ［査読有り］, ［最終著者］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, Greenhouse gas emissions are a critical problem nowadays. The cement manufacturing sector alone accounts for 8% of all human-generated emissions, and as the world’s population grows and globalization intensifies, this sector will require significantly more resources. In order to fulfill the need of geomaterials for construction and to reduce carbon dioxide emissions into the atmosphere, conventional approaches to soil reinforcement need to be reconsidered. Calcium phosphate compounds (CPCs) are new materials that have only recently found their place in the soil reinforcement field. Its eco-friendly, non-toxic, reaction pathway is highly dependent on the pH of the medium and the concentration of components inside the solution. CPCs has advantages over the two most common environmental methods of soil reinforcement, microbial-induced carbonate precipitation (MICP) and enzyme induced carbonate precipitation (EICP); with CPCs, the ammonium problem can be neutralized and thus allowed to be applied in the field. In this review paper, the advantages and disadvantages of the engineering uses of CPCs for soil improvement have been discussed. Additionally, the process of how CPCs perform has been studied and an analysis of existing studies related to soil reinforcement by CPC implementation was conducted., 36907423
  • Metal biosorption process under low pH conditions for E-waste recycling and polluted water treatment　　　　　　　　　　　　　　　
    Chikara Takano, Kazunori Nakashima, Satoru Kawasaki, Hideki Aoyagi
    Proceedings of the 15th Asian Congress on Biotechnology, 2022年10月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Influence of humic acid on microbial induced carbonate precipitation for organic soil improvement
    Meiqi Chen, Sivakumar Gowthaman, Kazunori Nakashima, Satoru Kawasaki
    Environmental Science and Pollution Research, 1, 11, Springer Science and Business Media LLC, 2022年09月, ［査読有り］, ［最終著者］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Control of adhesion property of mussel foot protein by fusing soluble protein　　　　　　　　　　　　　　　
    Anju Pilakka Veedu, Kazunori Nakashima, Takahiro Sato, Satoru Kawasaki
    The 19th Asian Pacific Confederation of Chemical Engineering (APCChE) Congress, 2022年08月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Metal biosorption process under strongly acidic conditions: A part of sustainable metal recycling system　　　　　　　　　　　　　　　
    Chikara Takano, Koichi Murayama, Kazunori Nakashima, Satoru Kawasaki, Hideki Aoyagi
    International Union of Microbiological Societies, 2022年07月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Polymer‑assisted enzyme induced carbonate precipitation for non‑ammonia emission soil stabilization
    Zhen Yan, Sivakumar Gowthaman, Kazunori Nakashima, Satoru Kawasaki
    Scientific Reports, 12, 1, 8821, Springer Science and Business Media LLC, 2022年05月25日, ［査読有り］, ［最終著者］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, Abstract

    Biocementation using enzyme induced carbonate precipitation (EICP) process has become an innovative method for soil improvement. One of the major limitations in scaling-up of biocement treatment is the emission of gaseous ammonia during the urea hydrolysis, which is environmentally hazardous. In order to eliminate this shortcoming, this paper presents a series of experiments performed to evaluate a novel approach for preventing the ammonia byproducts in the EICP process via the use of polyacrylic acid (PAA). Through the adjustment of the pH to acidic, PAA not only promotes the enzyme activity, but also averts the conversion of ammonium to gaseous ammonia and its release, thus preventing any harm to the environment. The sand samples were treated with cementation solution and assessed for improvement in strength. Calcium carbonate content measurements and X-ray powder diffraction analysis identified the calcite crystals precipitated in the soil pores. Scanning electron microscopy analysis clearly showed that calcium carbonate was precipitated connecting soil particles, thus providing a uniaxial compressive strength (UCS) of up to 1.65 MPa. Overall, the inhibition in the speciation of gaseous ammonia shows the great potential of PAA for large-scale promotion of biocement., 36907423
  • Functional modification of mussel adhesive protein for the control of adhesion and aggregation property　　　　　　　　　　　　　　　
    Anju Pilakka Veedu, Kazunori Nakashima, Takahiro Sato, Satoru Kawasaki
    European Federation of Biotechnology (EFB) Spring 2022, 2022年05月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Effects of reaction conditions on EICP-treated desert aeolian sand　　　　　　　　　　　　　　　
    Linyu Wu, Linchang Miao, Satoru Kawasaki, Hengxing Wang
    KSCE Journal of Civil Engineering, 2022年03月24日, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Durability improvement of biocemented sand by fiber-reinforced MICP for coastal erosion protection
    Md Al Imran, Kazunori Nakashima, Niki Evelpidou, Satoru Kawasaki
    Materials, 15, 7, 2389, 2389, MDPI AG, 2022年03月24日, ［査読有り］, ［最終著者］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, Soil improvement via MICP (microbially induced carbonate precipitation) technologies has recently received widespread attention in the geoenvironmental and geotechnical fields. The durability of MICP-treated samples remains a critical concern in this novel method. In this work, fiber (jute)-reinforced MICP-treated samples were investigated to evaluate their durability under exposure to distilled water (DW) and artificial seawater (ASW), so as to advance the understanding of long-term performance mimicking real field conditions, along with improvement of the MICP-treated samples for use in coastal erosion protection. Primarily, the results showed that the addition of fiber (jute) improved the durability of the MICP-treated samples by more than 50%. Results also showed that the wet–dry (WD) cyclic process resulted in adverse effects on the mechanical and physical characteristics of fiber-reinforced MICP-treated samples in both DW and ASW. The breakdown of calcium carbonates and bonding effects in between the sand particles was discovered to be involved in the deterioration of MICP samples caused by WD cycles, and this occurs in two stages. The findings of this study would be extremely beneficial to extend the insight and understanding of improvement and durability responses for significant and effective MICP treatments and/or re-treatments.
  • Solubilization and aggregation control of silica-polymerizing enzyme fused with a removable soluble protein
    Hidetoshi Oguri, Kazunori Nakashima, Kasun Godigamuwa, Junnosuke Okamoto, Yudai Takeda, Fumiyoshi Okazaki, Masafumi Sakono, Satoru Kawasaki
    Journal of Bioscience and Bioengineering, 133, 3, 222, 228, Elsevier BV, 2022年03月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Developing a new soil improvement technology using calcium phosphate bio-cement derived from bone waste　　　　　　　　　　　　　　　
    M. M. S. Ahamed, M. Y. M. Husny, Sivakumar Gowthaman, Satoru Kawasaki
    The 3rd Edition of Advancements in Geotechnical Engineering from Research to Practice (AGERP): International Workshop on Biogeotechnics, 2022年02月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Coir fiber reinforced EICP-based bio-cementation for the production of low-cost sand bricks　　　　　　　　　　　　　　　
    R. Dinoth, P. Purushalini, S. Gowthaman, Satoru Kawasaki
    The 3rd Edition of Advancements in Geotechnical Engineering from Research to Practice (AGERP): International Workshop on Biogeotechnics, 2022年02月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Bio-cementation of demolition waste and recycled aggregates for sustainable pavement construction　　　　　　　　　　　　　　　
    W. M. Nabris, J. P. Roshan, S. Gowthaman, Satoru Kawasaki
    The 3rd Edition of Advancements in Geotechnical Engineering from Research to Practice (AGERP): International Workshop on Biogeotechnics, 2022年02月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Removal of ammonium by-products from the effluent of bio-cementation system through struvite precipitation
    Sivakumar Gowthaman, Arash Mohsenzadeh, Kazunori Nakashima, Satoru Kawasaki
    Materials Today: Proceedings, 61, 2, 243, 249, Elsevier BV, 2022年02月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Bio‐mediated soil improvement: An introspection into processes, materials, characterization and applications
    Ning‐Jun Jiang, Yi‐Jie Wang, Jian Chu, Satoru Kawasaki, Chao‐Sheng Tang, Liang Cheng, Yan‐Jun Du, Bettadapura S. Shashank, Devendra N. Singh, Xiao‐Le Han, Yu‐Ze Wang
    Soil Use and Management, 38, 1, 68, 93, Wiley, 2022年01月28日, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Beachrock formation mechanism using multiproxy experimental data from natural and artificial beachrocks: Insights for a potential soft engineering method　　　　　　　　　　　　　　　
    Giannis Saitis, Anna Karkani, Eleni Koutsopoulou, Konstantinos Tsanakas, Satoru Kawasaki, Niki Evelpidou
    Journal of Marine Science and Engineering, 10, 1, 87, 2022年01月10日, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Geochemical characterization of the coastal alluvial aquifer in Wates, Yogyakarta, Indonesia　　　　　　　　　　　　　　　
    Phyu Phyu Thin, Heru Hendrayana, Wahyu Wilopo, Satoru Kawasaki
    Proceedings of the 13th AUN/SEED-Net Regional Conference on Geological and Geo-Resource Engineering (RC GeoE 2021), 2021年12月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Influence of cementation level on the mechanical behavior of bio-cemented slope soil treated by surface injection　　　　　　　　　　　　　　　
    S. Gowthaman, M. Chen, H. Nakamura, K. Nakashima, S. Kawasaki
    Proceedings of the Third International Conference on Geotechnical Engineering ICGE-Colombo-2020, 401, 406, 2021年12月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Polymer modified microbial induced carbonate precipitation: Novel approach to densify the loose sand　　　　　　　　　　　　　　　
    T. H. K. Nawarathna, K. Nakashima, S. Kawasaki
    Proceedings of the Third International Conference on Geotechnical Engineering ICGE-Colombo-2020, 332, 336, 2021年12月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • A soil improvement method based on plant-derived urease-induced carbonate precipitation　　　　　　　　　　　　　　　
    R. A. N. Dilrukshi, K. Nakashima, S. Kawasaki
    Proceedings of the Third International Conference on Geotechnical Engineering ICGE-Colombo-2020, 361, 366, 2021年12月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Aggregation of magnetite particles by mussel adhesive protein triggered by protease　　　　　　　　　　　　　　　
    Anju Pilakka Veedu, Kazunori Nakashima, Hiroki Miyagawa, Satoru Kawasaki
    The 26th Symposium of Young Asian Biological Engineers’ Community (YABEC2021), 2021年11月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Plant enzyme induced carbonate precipitation for sand cementation　　　　　　　　　　　　　　　
    Linyu Wu, Linchang Miao, Satoru Kawasaki
    Proceedings of the Eleventh International Conference on Geotechnique, Construction Materials and Environment (GEOMATE 2021), 63, 68, 2021年11月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • High water content peat soil improved by MICP technique with fiber reinforcement　　　　　　　　　　　　　　　
    Meiqi Chen, Sivakumar Gowthaman, Kazunori Nakashima, Shin Komatsu, Satoru Kawasaki
    Proceedings of the Eleventh International Conference on Geotechnique, Construction Materials and Environment (GEOMATE 2021), 16, 21, 2021年11月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Evaluating the effects of polymers on microbially induced carbonate precipitation　　　　　　　　　　　　　　　
    Zhen Yan, Sivakumar Gowthaman, Kazunori Nakashima, Satoru Kawasaki
    Proceedings of the Eleventh International Conference on Geotechnique, Construction Materials and Environment (GEOMATE 2021), 10, 15, 2021年11月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Used Paper Fibers for Sustainably Enhancing the MICP Stabilization of Sand　　　　　　　　　　　　　　　
    Meiqi Chen, Sivakumar Gowthaman, Kazunori Nakashima, Shin Komatsu, Satoru Kawasaki
    Proceedings of the 6th GeoChina International Conference on Civil & Transportation Infrastructures: From Engineering to Smart & Green Life Cycle Solutions (GeoChina 2021), 52, 64, 2021年09月19日, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Experimental study on sand stabilization using bio-cementation with wastepaper fiber integration
    Meiqi Chen, Sivakumar Gowthaman, Kazunori Nakashima, Shin Komatsu, Satoru Kawasaki
    Materials, 14, 18, 5164, MDPI, 2021年09月08日, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, Recently, green materials and technologies have received considerable attention in geotechnical engineering. One of such techniques is microbially-induced carbonate precipitation (MICP). In the MICP process, CaCO3 is achieved bio-chemically within the soil, thus enhancing the strength and stiffness. The purpose of this study is to introduce the wastepaper fiber (WPF) onto the MICP (i) to study the mechanical properties of MICP-treated sand with varying WPF content (0-8%) and (ii) to assess the freeze-thaw (FT) durability of the treated samples. Findings revealed that the ductility of the treated samples increases with the increase in WPF addition, while the highest UCS is found with a small fiber addition. The results of CaCO3 content suggest that the WPF addition enhances the immobilization of the bacteria cells, thus yielding the precipitation content. However, shear wave velocity analysis indicates that a higher addition of WPF results in rapid deterioration of the samples when subjected to freeze-thaw cycles. Microscale analysis illuminates that fiber clusters replace the solid bonding at particle contacts, leading to reduced resistance to freeze-thaw damage. Overall, the study demonstrates that as a waste material, WPF could be sustainably reused in the bio-cementation.
  • Calcium phosphate biocement using bone meal and acid urease: An eco-friendly approach for soil improvement　　　　　　　　　　　　　　　
    Sivakumar Gowthaman, Moeka Yamamoto, Kazunori Nakashima, Volodymyr Ivanov, Satoru Kawasaki
    Journal of Cleaner Production, 319, 128782, 2021年08月22日, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Artificial fusion protein to facilitate calcium carbonate mineralization on insoluble polysaccharide for efficient biocementation
    Thiloththama H. K. Nawarathna, Kazunori Nakashima, Tetsuya Kawabe, Wilson Mwandira, Kiyofumi Kurumisawa, Satoru Kawasaki
    ACS Sustainable Chemistry & Engineering, 9, 34, 11493, 11502, AMER CHEMICAL SOC, 2021年08月12日, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, Biomineralization is a process of mineral formation in living organisms. Compared with nonbiogenic minerals, biominerals can be defined as organic-inorganic hybrid materials that have excellent physical and optical properties. In the current study, an artificial protein mimicking the outer shell of crayfish, composed of CaCO3, chitin, and proteins, was developed to facilitate organic-inorganic hybrid material formation by precipitation of calcium carbonate on the chitin matrix. The fusion protein (CaBP-ChBD) was constructed by introducing a short-sequence calcite-binding peptide (CaBP) into the chitin-binding domain (ChBD). Calcium carbonate precipitation experiments by enzymatic urea hydrolysis revealed that a significant increase in the CaCO3 formation was achieved by adding CaBP-ChBD. Also, CaCO3 was efficiently deposited on chitin particles decorated with CaBP-ChBD. Most interestingly, CaBP-ChBD would improve the performance in sand solidification more efficiently and sustainably in the process of biocementation technique. The developed recombinant protein could be used for the sustainable production of organic-inorganic green materials for engineering applications.
  • CO2-induced carbonate minerals as soil stabilizing agents for dust suppression　　　　　　　　　　　　　　　
    Hamed A. Keykha, Hadi Mohamadzadeh Romiani, Ehsan Zebardast, Afshin Asadi, Satoru Kawasaki
    Aeolian Research, 52, 100731, 2021年08月03日, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Effect of scallop powder addition on MICP treatment of amorphous peat
    Sivakumar Gowthaman, Meiqi Chen, Kazunori Nakashima, Satoru Kawasaki
    Frontiers in Environmental Science, 9: 690376, 1, 13, FRONTIERS MEDIA SA, 2021年07月12日, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, Peat is one of the most challenging and problematic soils in the fields of geotechnical and environmental engineering. The most critical problems related to peat soils are extremely low strength and high compressibility, resulting in poor inhabitancy and infrastructural developments in their vicinity. Thus far, peat soils were stabilized using Portland cement; however, the production of Portland cement causes significant emission of greenhouse gases, which is not environmentally desirable. Microbial-induced carbonate precipitation (MICP) is an innovative technique for improving the mechanical properties of soil through potentially environmentally friendly processes. This article presents a laboratory study carried out with the aim of investigating the viability and effect of scallop shell powder (SSP) on enhancing the mechanical properties of the MICP-treated amorphous peat. The hypothesis was that the distribution of SSP (as-derived calcite particles) would (i) provide more nucleation sites to precipitates and (ii) increase the connectivity of MICP bridges to facilitate mineral skeleton to amorphous peat, accompanied by an increase in its compressive strength. Specimens were treated at varying combinations of SSP and MICP reagents, and the improvement was comprehensively assessed through a series of unconfined compression tests and supported by microscale and chemical analyses such as scanning electron microscopy, energy-dispersive X-ray analysis, and X-ray diffraction analysis. The outcomes showed that incorporating SSP in MICP treatment would be a promising approach to treat amorphous peat soils. The proposed approach could improve the unconfined compressive strength by over 200% after a 7-day curing period, while the conventional MICP could not exhibit any significant improvements.
  • Durability analysis of bio‑cemented slope soil under the exposure of acid rain
    Sivakumar Gowthaman, Kazunori Nakashima, Satoru Kawasaki
    Journal of Soils and Sediments, 21, 2831, 2844, 2021年06月11日, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, 13227211
  • Distribution and cementation characteristics of beachrocks along southern, southwestern and western coast of Sri Lanka
    Pahala Ge Nishadi Nayanthara, Anjula Buddhika Nayomi Dassanayake, Kazunori Nakashima, Satoru Kawasaki
    Journal of Sedimentary Environments, 6, 93, 106, Springer Science and Business Media LLC, 2021年06月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, AbstractBeachrocks are sedimentary structures where gravelly or sandy beaches have been transformed into rock outcrops formed through precipitation of connective cements amid their interstices. They are well-noted coastal features along the coastal belt of Sri Lanka due to the prevalent tropical climate. This study was aimed at gathering data on surface nature and cementation characteristics of beachrock occurrences along a part of Sri Lankan shoreline through field observations and a series of analyses including X-ray diffraction, X-ray fluorescence, scanning electron microscopy (SEM) techniques and petrographic thin-section analysis. The combined research findings from different techniques are also employed as a preliminary step to determine the formation mechanism of the studied beachrocks. The seaward-inclined low-angle beds running parallel to present shoreline are composed mostly of sandstone with occasional conglomerate. Almost all the beachrocks are made of quartz grains amalgamated by cement. One remarkable feature of Sri Lankan beachrocks is the presence of heavy minerals generally in thin lamina form. The cementing agents are predominantly composed of metastable carbonate phases, high magnesium calcite (HMC) and aragonite (Ar) with varying microfabrics and textures. From SEM examinations and thin-section images, main morphologies identified are acicular Ar, scalenohedral magnesium calcites along with bridge cements and micritic coatings which are typical of a marine-phreatic precipitation with the exception of occasional meniscus cements. Further, the presence of evidences of living organisms may be an indication of influence from the biological aspects which can be confirmed by more detailed analyses.
  • Fabrication of silica on chitin in ambient conditions using silicatein fused with a chitin-binding domain　　　　　　　　　　　　　　　
    Kasun Godigamuwa, Kazunori Nakashima, Sota Tsujitani, Satoru Kawasaki
    Bioprocess and Biosystems Engineering, 44, 9, 1883, 1890, 2021年05月11日, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Bio-mediated soil improvement using plant derived enzyme in addition to magnesium ion
    Md Al Imran, Kazunori Nakashima, Satoru Kawasaki
    Crystals, 11, 5, 516, MDPI, 2021年05月06日, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, Recently, soil improvement using EICP (Enzyme-Induced Carbonate Precipitation) methods in the geotechnical and geo-environmental field has become a prominent interest worldwide. The objective of this study was to develop an improved extraction technique of crude urease from watermelon seeds in both dry and germinated conditions. Subsequently, this study also analyzed the improvement methodology of crystal polymorphs and soil bonding incorporation of various Mg2+/Ca2+ ratios. The optimization of enzyme-mediated carbonate precipitation was also investigated by Scanning Electron Microscope (SEM) and X-ray Diffraction (XRD) analysis. Results confirmed that the precipitated crystals are mainly calcite, vaterite and aragonite primarily (depending on the Mg2+/Ca2+ ratios). Therefore, to improve the bonding capacity in between the sand particles a novel improvement methodology was investigated by adding various Mg2+/Ca2+ ratios. The mechanical properties of the treated soil (Mikawa Sand, D-50 = 0.870 mm) specimens were tested by unconfined compressive strength (UCS) and this confirmed the effectiveness of adding various Mg2+/Ca2+ ratios. The results of the UCS tests showed that, the lower molar ratios of Mg2+/Ca2+ can significantly improve the UCS of the specimen (up to 50%) which could be considered a significant outcome for different bio-geotechnical applications., 13227211
  • Fabrication of chitosan gel-silica hybrid materials using fusion silicatein　　　　　　　　　　　　　　　
    Kasun Godigamuwa, Kazunori Nakashima, Satoru Kawasaki
    Virtual conference organized by the European Federation of Biotechnology (EFB2021), 2021年05月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Insights in beachrock formation mechanism using multiproxy experimental data: Case study of Diolkos, Corinth, Greece　　　　　　　　　　　　　　　
    Giannis Saitis, Konstantinos Tsanakas, Anna Karkani, Satoru Kawasaki, Niki Evelpidou
    European Geosciences Union General Assembly 2021, vEGU21, 2021年04月27日, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Effect of wetting and drying cycles on the durability of bio‑cemented soil of expressway slope
    S. Gowthaman, K. Nakashima, S. Kawasaki
    International Journal of Environmental Science and Technology, Online first article, 1, 14, 2021年04月15日, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, 13227211
  • Experimental study on strengthening near-surface of slopes using bio-grouting technique　　　　　　　　　　　　　　　
    Sivakumar Gowthaman, Kazunori Nakashima, Hiromi Nakamura, Satoru Kawasaki
    Proceedings of the 1st International Symposium on Construction Resources for Environmentally Sustainable Technologies (CREST 2020), 2021年03月10日, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Green soil improvement: using carbon dioxide to enhance the behaviour of clay
    Hadi Mohamadzadeh Romiani, Hamed Abdeh Keykha, Milad Talebi, Afshin Asadi, Satoru Kawasaki
    Proceedings of the Institution of Civil Engineers - Ground Improvement, Ahead of Print, 1, 26, Thomas Telford Ltd., 2021年02月22日, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Improvement of using crude extract urease from watermelon seeds for biocementation technology
    Md Al Imran, Kazunori Nakashima, Niki Evelpidou, Satoru Kawasaki
    International Journal of GEOMATE, 20, 78, 148, 153, GEOMATE INT SOC, 2021年02月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, In recent years, the formation of artificial beachrock and bio-cementation method has gained considerable attention as a sustainable alternative tool in the area of geotechnical and geo-environmental engineering field for soil improvement and construction materials. In general, earlier methods of soil improvement were mostly concentrated on microbes (Bacteria, Fungi, etc.) as a source of urease enzyme widely known as MICP method (Microbial Induced Carbonate Precipitation). To address some of the key limitations of MICP method this study focused on using crude enzyme (low cost, eco-friendly). Crude enzyme was extracted from watermelon seeds (Citrullus lanatus) considered as "food waste material" and the carbonate formation process known as EICP "Enzyme Induced Carbonate Precipitation." Crushed and blended watermelon seeds (both dry and germinated) used as a source of urease enzyme. Subsequently, their urease activity was also investigated with various environmental parameters (Temperature, pH, etc.) and investigated the carbonate precipitation trend using calcium chloride (CaCl2) and urea [ (CO(NH2)(2)]. The form of carbonate (calcite, aragonite, vaterite, etc.) was also confirmed by XRD and SEM-EDX analysis. Finally, syringe (d = 2.3 cm, h= 7.1 cm) sand solidification test was conducted using commercially available "Mikawa sand" (mean diameter, D-50 = 870 mm) and successfully achieved unconfined compressive strength (UCS) of about 1.2 MPa at neutral pH (similar to 7) and temperature condition (30 degrees C) considering various curing days and conditions. This study could be useful as an eco-friendly and sustainable method for numerous bio-geotechnical applications (for instance, ground improvement, liquefaction mitigation, artificial beach rock formations, coastal erosion protection, etc.) and the extracted crude urease from watermelon seeds could play as an alternative to replace commercially available urease for carbonate precipitation.
  • Evaluating mechanical strength of peat soil treated by fiber incorporated bio-cementation
    Meiqi Chen, Sivakumar Gowthaman, Kazunori Nakashima, Satoru Kawasaki
    International Journal of GEOMATE, 20, 78, 121, 127, GEOMATE INT SOC, 2021年02月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, Peat soil is an accumulation of partially decayed vegetation, formed under the condition of nearly permanent water saturation, which makes the high moisture and compressibility as two main features of peat. In recent years, the lack of construction lands diverts researchers' attention to make use of marginal grounds, like peatland, after some improvements. The past decade has witnessed a growing interest in microbial induced carbonate precipitation (MICP) due to its reliability, broad application, and potential contribution to sustainable and green development. This study has two primary aims: (i) investigating the feasibility and effectiveness of MICP in peat soil combined with bamboo fiber reinforcement, and (ii) ascertaining the mechanism of bamboo fiber incorporated MICP. Bamboo fiber possesses some unparalleled advantages owing to its fast growth and ability to survive in diverse climates. This study differs from previous researches in the use of native bacteria isolated from the peat soil, while most of them were conducted using exogenous bacteria, which might pose a threat regarding adaption and microbial pollution. Different concentrations of cementation resources (1-3 mol/L) and proportion of fibers (0-50%) were studied, and each case was well designed. Treated samples were subjected to the fall cone test to estimate the undrained shear strength at certain time intervals. The results revealed that samples with higher fiber content gained higher strength than others did, whereas high initial cementation resources in soil could reduce strength. Microscale observations were also performed on treated samples to clarify the mechanism of MICP incorporated with fiber.
  • A two-stage treatment process for the management of produced ammonium by-products in ureolytic bio-cementation process
    A. Mohsenzadeh, E. Aflaki, S. Gowthaman, K. Nakashima, S. Kawasaki, T. Ebadi
    International Journal of Environmental Science and Technology, Online first article, Springer Science and Business Media LLC, 2021年01月27日, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Shoreline mapping based on beachrocks identification in Krakal-Sadranan beach, Yogyakarta, Indonesia
    Lutfian R. Daryono, Kazunori Nakashima, Satoru Kawasaki, Anastasia D. Titisari, Didit H. Barianto, Imam Suyanto, Arief Rahmadi
    Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 80, 3, 2825, 2844, Springer Science and Business Media LLC, 2021年01月10日, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, A great deal of progress has been made in recent years to investigate the chemical characteristics of beachrocks. Beachrocks found in Krakal-Sadranan Beach (Yogyakarta, Indonesia) are spread locally, parallel to the coastline with a breadth of about 10-30 m(2). In this research, unmanned aerial vehicle (UAV) drone mapping, geological analysis, direct current resistivity survey, and surface seismic surveys were conducted to detect the underground structure of the beachrocks and to emphasize the coastal mapping based on targeted beachrocks. The correlation was developed between the sections and the data on the study site. Toward survey validation, laboratory tests were conducted on the beachrock samples collected from the study site to identify its properties. The evolution of the coastal zone based on beachrocks study is highly affected by relative sea-level changes that were described in the 3D model of beachrocks. The coastal changes are significantly impact the natural and cultural resources, and the understanding of coastal evolution is important for the preservation, development, and management of the coastal zone. This paper focused on the cementation processes and mechanism of beachrocks as a natural wave barrier in a tropical area, which is also appropriate for advanced marine ecosystems study including shorelines microbiotas.
  • Biosorption of Pb (II) and Zn (II) from aqueous solution by Oceanobacillus profundus isolated from an abandoned mine
    Wilson Mwandira, Kazunori Nakashima, Satoru Kawasaki, Allison Arabelo, Kawawa Banda, Imasiku Nyambe, Meki Chirwa, Mayumi Ito, Tsutomu Sato, Toshifumi Igarashi, Hokuto Nakata, Shouta Nakayama, Mayumi Ishizuka
    Scientific Reports, 10, 1, 21189, 21189, Springer Science and Business Media LLC, 2020年12月, ［査読有り］, ［国際誌］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, AbstractThe present study investigated biosorption of Pb (II) and Zn (II) using a heavy metal tolerant bacterium Oceanobacillus profundus KBZ 3-2 isolated from a contaminated site. The effects of process parameters such as effect on bacterial growth, pH and initial lead ion concentration were studied. The results showed that the maximum removal percentage for Pb (II) was 97% at an initial concentration of 50 mg/L whereas maximum removal percentage for Zn (II) was at 54% at an initial concentration of 2 mg/L obtained at pH 6 and 30 °C. The isolated bacteria were found to sequester both Pb (II) and Zn (II) in the extracellular polymeric substance (EPS). The EPS facilitates ion exchange and metal chelation-complexation by virtue of the existence of ionizable functional groups such as carboxyl, sulfate, and phosphate present in the protein and polysaccharides. Therefore, the use of indigenous bacteria in the remediation of contaminated water is an eco-friendly way of solving anthropogenic contamination.
  • Development of artificial beachrock using watermelon seeds as a source of urease　　　　　　　　　　　　　　　
    Md. Al Imran, Kazunori Nakashima, Niki Evelpidou, Satoru Kawasaki
    Proceedings of the Tenth International Conference of Geotechnique, Construction Materials and Environment (GEOMATE 2020), 356, 361, 2020年11月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Evaluation on the performance of MICP treated slope soil under acid rain environment　　　　　　　　　　　　　　　
    Sivakumar Gowthaman, Arash Mohsenzadeh, Kazunori Nakashima, Hiromi Nakamura, Satoru Kawasaki
    Proceedings of the Tenth International Conference of Geotechnique, Construction Materials and Environment (GEOMATE 2020), 82, 87, 2020年11月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Mechanical strength of peat soil treated by fiber incorporated microbial cementation　　　　　　　　　　　　　　　
    Meiqi Chen, Sivakumar Gowthaman, Kazunori Nakashima, Satoru Kawasaki
    Proceedings of the Tenth International Conference of Geotechnique, Construction Materials and Environment (GEOMATE 2020), 41, 46, 2020年11月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Enzyme Induced Biocementation Using Watermelon Seed as a Source of Urease　　　　　　　　　　　　　　　
    Md Al Imran, Kazunori Nakashima, Satoru Kawasaki
    Proceedings of the First International Conference (Online) on Microbial Biotechnology in Construction Materials and Geotechnical Engineering (MBCMG2020), 2020年11月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Mechanical Strength of Organic Soil Treated by Fiber Incorporated Microbial Cementation　　　　　　　　　　　　　　　
    Sivakumar Gowthaman, Pahala Ge Nishadi Nayanthara, Kazunori Nakashima, Satoru Kawasaki, Atsuko Sato
    Proceedings of the First International Conference (Online) on Microbial Biotechnology in Construction Materials and Geotechnical Engineering (MBCMG2020), 2020年11月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Control of aquifer weathering degree to the groundwater chemical composition in Wates Coastal Aquifer, Yogyakarta, Indonesia
    Heru Hendrayana, Phyu Phyu Thin, Wahyu Wilopo, Satoru Kawasaki
    E3S Web of Conferences, The 1st Geosciences and Environmental Sciences Symposium (ICST 2020), 200, 02005, 02005, EDP Sciences, 2020年10月23日, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, The studied coastal aquifer has been encountered a complex hydrochemical evolution. Interesting aspect is the occurrence of groundwater facies with different water chemistries in close proximity to each other. Water salinity is reported from local parts away from shore. This research was conducted for assessment of aquifer weathering and its control on groundwater chemistry. An investigation of major ions in 27 water samples was performed with geostatistics, graphical method, mineral saturation index and mass balance transport to identify the groundwater evolution. Geochemical analysis of sediments was made of 8 samples, to estimate the weathering degree using chemical index of alteration and chemical index of weathering. Silicate dissolution was promoted by low weathering, which was reflected in low ions dominated by calcium and bicarbonate in fresh water. It leaded to fine sands. Silts were dominant under moderate weathering. Sodium and calcium were higher than fresh water. Bicarbonate was still highest concentration. Main water was the mixed type which was indicated by moderate ions. Clays were formed by high weathering. Water salinity with highest dissolved solids was caused by halite dissolution and calcium adsorption on clays. Overall, groundwater chemistry in the study area is locally characterized by prevailing lithology in grouping patterns.
  • The Influence of the Addition of Plant-Based Natural Fibers (Jute) on Biocemented Sand Using MICP Method　　　　　　　　　　　　　　　
    Md Al Imran, Sivakumar Gowthaman, Kazunori Nakashima, Satoru Kawasaki
    Materials, 13, 18, 4198, 2020年09月, ［査読有り］, ［最終著者］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • The Utilization of Agricultural Waste as Agro-Cement in Concrete: A Review
    Jing He, Satoru Kawasaki, Varenyam Achal
    Sustainability, 12, 17, 6971, 6971, MDPI AG, 2020年08月27日, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, Concrete, as the world’s most implemented construction material, is increasingly being used because of the rapid development of industrialization and urbanization. Limited resources and progressive depravation of the environment are forcing scientific efforts to seek alternative and effective materials from large amounts of natural resources as additives in the partial replacement of cement. Cement is a main constituent of concrete. To solve and minimize environmental issues, research works attempting to employ the wide availability of agricultural wastes, such as sugar cane bagasse, rice husk, sugar cane straw, and palm oil fuel, among others, into cement, and to finally bring sustainable and environmentally friendly properties to concrete are being examined. Agro-waste materials are crushed into fine and coarse aggregates or are burnt into ash, and are then mixed with cement, which is known as agro-cement. The replacement of aggregates, either partially or fully, is also deemed as a sustainable material in construction. This paper mainly reviews the current research on agro-cement that has been researched and applied for the enhancement of the strength and durability of concrete. It further summarizes the relevant knowledge and techniques, while providing optimal parameters for applying agricultural wastes in concrete.
  • Freeze-thaw durability and shear responses of cemented slope soil treated by microbial induced carbonate precipitation
    Sivakumar Gowthaman, Kazunori Nakashima, Satoru Kawasaki
    Soils and Foundations, 60, 4, 840, 855, Elsevier BV, 2020年08月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Biological route to fabricate silica on cellulose using immobilized silicatein fused with a carbohydrate-binding module
    Kasun Godigamuwa, Kazunori Nakashima, Junnosuke Okamoto, Satoru Kawasaki
    Biomacromolecules, American Chemical Society (ACS), 2020年06月16日, ［査読有り］, ［最終著者］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Influence of Wet-Dry and Freeze-Thaw Cycles on the Physical and Mechanical Properties of MICP Treated Slope Soil　　　　　　　　　　　　　　　
    S. Gowthaman, K. Nakashima, H. Nakamura, S. Kawasaki
    Proceedings of the 54th U.S. Rock Mechanics/Geomechanics Symposium, ARMA-2020-1119, 2020年06月, ［査読有り］, ［最終著者］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Innovative Approach for Addressing Coastal Erosion Protection Using Microbial Induced Carbonate Precipitation　　　　　　　　　　　　　　　
    Md Al Imran, Kazunori Nakashima, Niki Evelpidou, Satoru Kawasaki
    European Geosciences Union General Assembly 2020, 2020年05月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • A Feasibility Investigation for Developing Artificial Beachrocks: A Potential Measure for Coastal Protection in Southeast Yogyakarta Coast, Indonesia　　　　　　　　　　　　　　　
    Lutfian Rusdi Daryono, Kazunori Nakashima, Satoru Kawasaki, Koichi Suzuki, Anastasia Dewi Titisari, Didit Hadi Barianto, Imam Suyanto, Arief Rahmadi
    European Geosciences Union General Assembly 2020, 2020年05月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Cellulose-metallothionein biosorbent for removal of Pb(II) and Zn(II) from polluted water　　　　　　　　　　　　　　　
    Wilson Mwandira, Kazunori Nakashima, Yuki Togo, Tsutomu Sato, Satoru Kawasaki
    Chemosphere, 246, 125733, 2020年05月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Investigation of natural beachrock and physical-mechanical comparison with artificial beachrock induced by MICP as a protective measure against beach erosion at Yogyakarta, Indonesia　　　　　　　　　　　　　　　
    Lutfian R. Daryono, Kazunori Nakashima, Satoru Kawasaki, Koichi Suzuki, Imam Suyanto, Arief Rahmadi
    Geosciences, 10, 4, 143, 2020年04月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • A novel metal adsorbent composed of hexa-histidine tag and carbohydrate-binding module on cellulose　　　　　　　　　　　　　　　
    Yuki Togo, Kazunori Nakashima, Wilson Mwandira, Satoru Kawasaki
    Analytical Sciences, 36, 4, 459, 464, 2020年04月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Microbial Leaching of Iron from Hematite: Direct or Indirect Elution　　　　　　　　　　　　　　　
    Apichaya Aneksampant, Kazunori Nakashima, Satoru Kawasaki
    Materials Transactions, 61, 2, 396, 401, 2020年02月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Sediment characteristics of beachrock: A baseline investigation based on microbial induced carbonate precipitation at Krakal-Sadranan Beach, Yogyakarta, Indonesia　　　　　　　　　　　　　　　
    Lutfian Rusdi Daryono, Kazunori Nakashima, Satoru Kawasaki, Anastasia Dewi Titisari, Didit Hadi Barianto
    Applied Sciences, 10, 2, 520, 2020年01月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Evolution of relative sea level in Okinawa (Japan) during Holocene　　　　　　　　　　　　　　　
    Niki Evelpidou, Satoru Kawasaki, Anna Karkani, Giannis Saitis, Giorgio Spada, Georgios Economou
    Geografia Fisica e Dinamica Quaternaria, 42, 1, 3, 16, 2019年12月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Laboratory conditions for maximal calcium carbonate precipitation induced by Sporosarcina pasteurii and Sporosarcina aquimarina bacteria　　　　　　　　　　　　　　　
    Hamed A. Keykha, Afshin Asadi, Bujang B. K. Huat, Satoru Kawasaki
    Environmental Geotechnics, 6, 8, 562, 566, 2019年12月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Feasibility study for slope soil stabilization by microbial induced carbonate precipitation (MICP) using indigenous bacteria isolated from cold subarctic region　　　　　　　　　　　　　　　
    Sivakumar Gowthaman, Takashi Iki, Kazunori Nakashima, Koji Ebina, Satoru Kawasaki
    SN Applied Sciences, 1, 11, 1480, 2019年11月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Biocementation of Sri Lankan beach sand using locally isolated bacteria: A baseline study on the effect of segregated culture media　　　　　　　　　　　　　　　
    Pahala Ge Nishadi Nayanthara, Anjula Buddhika Nayomi Dassanayake, Kazunori Nakashima, Satoru Kawasaki
    International Journal of GEOMATE, 17, 63, 55, 62, 2019年11月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Feasibility study of native ureolytic bacteria for biocementation towards coastal erosion protection by MICP method
    Md Al Imran, Shuya Kimura, Kazunori Nakashima, Niki Evelpidou, Satoru Kawasaki
    Applied Sciences (Switzerland), 9, 20, MDPI AG, 2019年10月01日
    英語, 研究論文（学術雑誌）, In recent years, traditional material for coastal erosion protection has become very expensive and not sustainable and eco-friendly for the long term. As an alternative countermeasure, this study focused on a sustainable biological ground improvement technique that can be utilized as an option for improving the mechanical and geotechnical engineering properties of soil by the microbially induced carbonate precipitation (MICP) technique considering native ureolytic bacteria. To protect coastal erosion, an innovative and sustainable strategy was proposed in this study by means of combing geotube and the MICP method. For a successful sand solidification, the urease activity, environmental factors, urease distribution, and calcite precipitation trend, among others, have been investigated using the isolated native strains. Our results revealed that urease activity of the identified strains denoted as G1 (Micrococcus sp.), G2 (Pseudoalteromonas sp.), and G3 (Virgibacillus sp.) relied on environment-specific parameters and, additionally, urease was not discharged in the culture solution but would discharge in and/or on the bacterial cell, and the fluid of the cells showed urease activity. Moreover, we successfully obtained solidified sand bearing UCS (Unconfined Compressive Strength) up to 1.8 MPa. We also proposed a novel sustainable approach for field implementation in a combination of geotube and MICP for coastal erosion protection that is cheaper, energy-saving, eco-friendly, and sustainable for Mediterranean countries, as well as for bio-mediated soil improvement.
  • A novel sustainable approach for coastal erosion protection through biocementation　　　　　　　　　　　　　　　
    Md Al Imran, Shuya Kimura, Kazunori Nakashima, Niki Evelpidou, Satoru Kawasaki
    Applied Sciences, 9, 20, 4462, 2019年10月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • A Comparative Study of Beachrock Mechanism Formation Focusing on Natural and Artificial Beachrocks: Case of Diolkos, Corinth, Greece and Sumuide, Okinawa, Japan　　　　　　　　　　　　　　　
    Giannis Saitis, Eleni Koutsopoulou, Niki Evelpidou, Satoru Kawasaki
    The International Association of Geomorphologists (IAG) Regional Conference on Geomorphology (RCG2019), P.2.05, 2019年09月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Engineered Escherichia coli cell capable of specific binding to metal surface　　　　　　　　　　　　　　　
    K. Nakashima, Y. Iwata, S. Kawasaki
    ACS Fall 2019 National Meeting & Exposition, San Diego, United States, 2019年08月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Microbially induced carbonate precipitation assisted by poly-L-lysine: ecofriendly approach inspired by nature　　　　　　　　　　　　　　　
    T.H.K. Nawarathna, K. Nakashima, S. Kawasaki
    ACS Fall 2019 National Meeting & Exposition, San Diego, United States, 2019年08月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Beachrock identification using geology and geophysical approaches in Indonesia　　　　　　　　　　　　　　　
    Daryono L. R, Nakashima K, Kawasaki S, Titisari A. D, Barianto D. H, Suyanto I, Rahmadi A
    Proceedings of International Symposium on Earth Resources Management and Environment, ISERME 2019, 51, 59, 2019年08月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Microbial Induced Carbonate Precipitation Using a Native Inland Bacterium for Beach Sand Stabilization in Nearshore Areas　　　　　　　　　　　　　　　
    Pahala Ge Nishadi Nayanthara, Anjula Buddhika Nayomi Dassanayake, Kazunori Nakashima, Satoru Kawasaki
    Applied Sciences, 9, 15, 3201, 2019年08月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Solidification of sand by Pb(II)-tolerant bacteria for capping mine waste to control metallic dust: Case of the abandoned Kabwe Mine, Zambia.
    Wilson Mwandira, Kazunori Nakashima, Satoru Kawasaki, Mayumi Ito, Tsutomu Sato, Toshifumi Igarashi, Meki Chirwa, Kawawa Banda, Imasiku Nyambe, Shouta Nakayama, Hokuto Nakata, Mayumi Ishizuka
    Chemosphere, 228, 17, 25, 2019年08月, ［査読有り］, ［国際誌］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, Environmental impacts resulting from historic lead and zinc mining in Kabwe, Zambia affect human health due to the dust generated from the mine waste that contains lead, a known hazardous pollutant. We employed microbially induced calcium carbonate precipitation (MICP), an alternative capping method, to prevent dust generation and reduce the mobility of contaminants. Pb-resistant Oceanobacillus profundus KBZ 1-3 and O. profundus KBZ 2-5 isolated from Kabwe were used to biocement the sand that would act as a cover to prevent dust and water infiltration. Sand biocemented by KBZ 1-3 and KBZ 2-5 had maximum unconfined compressive strength values of 3.2 MPa and 5.5 MPa, respectively. Additionally, biocemented sand exhibited reduced water permeability values of 9.6 × 10-8 m/s and 8.9 × 10-8 m/s for O. profundus KBZ 1-3 and KBZ 2-5, respectively, which could potentially limit the entrance of water and oxygen into the dump, hence reducing the leaching of heavy metals. We propose that these isolates represent an option for bioremediating contaminated waste by preventing both metallic dust from becoming airborne and rainwater from infiltrating into the waste. O. profundus KBZ 1-3 and O. profundus KBZ 2-5 isolated form Kabwe represent a novel species that has, for the first time, been applied in a bioremediation study.
  • Microbial induced slope surface stabilization using industrial-grade chemicals: A preliminary laboratory study　　　　　　　　　　　　　　　
    Sivakumar Gothaman, Shumpei Mitsuyama, Kazunori Nakashima, Masahiro Komatsu, Satoru Kawasaki
    International Journal of GEOMATE, 17, 60, 110, 116, 2019年08月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Zinc and Lead Biosorption by Oceanobacillus Profundus Kbz 3-2: a Bacterial Strain Resistant to Metals Isolated from Metal polluted Soils in Kabwe, Zambia　　　　　　　　　　　　　　　
    Wilson Mwandira, Kazunori Nakashima, Satoru Kawasaki, Mayumi Ito, Tsutomu Sato, Toshifumi Igarashi, Meki Chirwa, Kawawa Banda, Imasiku Nyambe, Shouta Nakayama, Mayumi Ishizuka
    Proceedings of the 14th Asian Congress on Biotechnology (ACB2019), 2019年07月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Biological Control of Filament Formation Composed of Silica-polymerizing Enzymes　　　　　　　　　　　　　　　
    Kazunori Nakashima, Junnosuke Okamoto, Satoru Kawasaki
    Proceedings of the 14th Asian Congress on Biotechnology (ACB2019), 2019年07月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Chitosan enhances calcium carbonate precipitation and solidification mediated by bacteria　　　　　　　　　　　　　　　
    Thiloththama Hiranya Kumari Nawarathna, Kazunori Nakashima, Satoru Kawasaki
    International Journal of Biological Macromolecules, 133, 867, 874, 2019年07月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Bio-cementation for Slope Soil Stabilization againstSurface Erosion: A Bench-scale Preliminary Investigation　　　　　　　　　　　　　　　
    S. Gowthaman, K. Nakashima, K. Ebina, S. Kawasaki
    Proceedings of the 53rd US Rock Mechanics/Geomechanics Symposium, 2019年06月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Development of small scale biocemented rocks based on natural beachrock cement characteristics as a novel approach towards coastal erosion mitigation　　　　　　　　　　　　　　　
    P. G. N. Nayanthara, A. B. N. Dassanayake, K. Nakashima, S. Kawasaki
    Proceedings of the 53rd US Rock Mechanics / Geomechanics Symposium, 2019年06月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • A minerochemical cement study of a beachrock slab: The case study of Peristeria, Salamis Island　　　　　　　　　　　　　　　
    Saitis G, Evelpidou N, Kawasaki S, Koutsopoulou E, Komi A
    Proceedings of the 15th International Congress of the Goelogical Society of Greece, 2019年05月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Ecofriendly calcium phosphate and calcium bicarbonate biogrouts　　　　　　　　　　　　　　　
    Volodymyr Ivanov, Viktor Stabnikov, Satoru Kawasaki
    Journal of Cleaner Production, 218, 328, 334, 2019年05月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Efficacy of biocementation of lead mine waste from the Kabwe Mine site evaluated using Pararhodobacter sp.　　　　　　　　　　　　　　　
    Wilson Mwandira, Kazunori Nakashima, Satoru Kawasaki, Mayumi Ito, Tsutomu Sato, Toshifumi Igarashi, Kawawa Banda, Meki Chirwa, Imasiku Nyambe, Shouta Nakayama, Mayumi Ishizuka
    Environmental Science and Pollution Research, 26, 15653, 15664, 2019年04月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Biogeotechnical approach for slope soil stabilization using locally isolated bacteria and inexpensive low-grade chemicals: A feasibility study on Hokkaido expressway soil, Japan　　　　　　　　　　　　　　　
    Sivakumar Gothaman, Shumpei Mitsuyama, Kazunori Nakashima, Masahiro Komatsu, Satoru Kawasaki
    Soils and Foundations, 59, 2, 484, 499, 2019年04月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Factors affecting the urease activity of native ureolytic bacteria isolated from coastal areas　　　　　　　　　　　　　　　
    Md Al Imran, Kazunori Nakashima, Niki Evelpidou, Satoru Kawasaki
    Geomechanisc and Engineering, An International Journal, 17, 5, 421, 427, 2019年04月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Biogeochemical simulation of microbially induced calcite precipitation with Pararhodobacter sp. strain SO1　　　　　　　　　　　　　　　
    Masaru Akiyama, Satoru Kawasaki
    Acta Geotechnica, 14, 3, 685, 696, 2019年03月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Environmental safety and biosafety in construction biotechnology　　　　　　　　　　　　　　　
    Volodymyr Ivanov, Viktor Stabnikov, Olena Stabnikova, Satoru Kawasaki
    World Journal of Microbiology and Biotechnology, 35, 26, 1, 11, 2019年02月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Ammonium-free carbonate-producing bacteria as an ecofriendly soil biostabilizer　　　　　　　　　　　　　　　
    Keykha, H. A, Mohamadzadeh, H, Asadi, A, Kawasaki, S
    Geotechnical Testing Journal, 42, 1, 19, 29, 2019年01月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Geological spatial plan toward groundwater resources in Kertek, Wonosobo Basin, Central Java, Indonesia　　　　　　　　　　　　　　　
    L.R. Daryono, M.S.D. Wijayaningsih, A. Hendratno, M. Nukman, E. Hartantyo, S. Kawasaki
    Journal of Degraded and Mining Lands Management, 6, 2, 1595, 1608, 2019年01月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Evaluating possible avenues for soil improvement by biocementation in Sri Lanka: A preliminary investigation　　　　　　　　　　　　　　　
    P. G. N. Nayanthara, A. B, N. Dassanayake, Kazunori Nakashima, Satoru Kawasaki
    Proceedings of the Eighth International Conference of Geotechnique, Construction Materials and Environment (GEOMATE 2018), 759, 764, 2018年11月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Bio-inspired stabilization of embankment soil mediating Psychrobacillus sp. and low-grade chemicals: Preliminary laboratory investigation　　　　　　　　　　　　　　　
    Sivakumar Gowthaman, Shumpei Mitsuyama, Kazunori Nakashima, Masahiro Komatsu, Satoru Kawasaki
    Proceedings of the Eighth International Conference of Geotechnique, Construction Materials and Environment (GEOMATE 2018), 163, 168, 2018年11月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Electricity generation from rice bran by a microbial fuel cell and the influence of hydrodynamic cavitation pretreatment
    Yuta Yoshimura, Kazunori Nakashima, Masaji Kato, Kengo Inoue, Fumiyoshi Okazaki, Hitoshi Soyama, Satoru Kawasaki
    ACS Omega, 3, 11, 15267, 15271, AMER CHEMICAL SOC, 2018年11月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, Single-chamber microbial fuel cells (MFCs) were constructed using rice bran (carbon source) and pond bottom mud (microbial source). The total electric charge obtained in the MFC combining rice bran with pond bottom mud was four times higher than that in MFC using only rice bran. Phylogenetic analyses revealed dominant growth of fermentative bacteria such as Bacteroides and Clostridium species, and exoelectrogenic Geobacter species in the anode biofilms, suggesting that mutualism of these bacteria is a key factor for effective electricity generation in the MFC. Furthermore, rice bran, consisting of persistent polysaccharide, was pretreated by the hydrodynamic cavitation system to improve the digestibility and enhance the efficiency in MFC, resulting in 26% increase in the total production of electricity.
  • Bio-based cementation using urease-producing bacteria: Sand solidification and kinetics　　　　　　　　　　　　　　　
    K. Nakashima, M. Fujita, T. H. K. Nawarathna, S. Kawasaki
    New Biotechnology, 44, s154, 2018年10月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Comparative characteristics of cement materials in natural and artificial beachrocks using a petrographic method　　　　　　　　　　　　　　　
    L. R. Daryono, A. D. Titisari, I. W. Warmada, S. Kawasaki
    Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 2018年09月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Effects of various factors on carbonate particle growth using ureolytic bacteria　　　　　　　　　　　　　　　
    Md. Al Imran, Mai Shinmura, Kazunori Nakashima, Satoru Kawasaki
    Materials Transactions, 59, 9, 1520, 1527, 2018年09月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • A preliminary investigation on isolation and identification of marine bacteria for biocementation in nearshore environments　　　　　　　　　　　　　　　
    Nayanthara P. G. N, Dassanayake A. B. N, Nakashima K, Kawasaki S
    Proceedings of International Symposium on Earth Resources Management and Environment, ISERME 2018, 111, 118, 2018年08月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Experimental optimization of biocement formation: Alternative countermeasure for surface erosion of cut slope　　　　　　　　　　　　　　　
    Gowthaman S, Nakashima K, Ebina K, Kawasaki S
    Proceedings of International Symposium on Earth Resources Management and Environment, ISERME 2018, 97, 103, 2018年08月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Soil improvement using plant-derived urease-induced calcium carbonate precipitation　　　　　　　　　　　　　　　
    R. A. N. Dilrukshi, Kazunori Nakashima, Satoru Kawasaki
    Soils and Foundations, 58, 4, 894, 910, 2018年08月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Applicability of coastal ureolytic bacteria to coastal protection in Greece　　　　　　　　　　　　　　　
    Md. Al Imran, Kazunori Nakashima, Niki Evelpidou, Satoru Kawasaki
    2018 International Conference on Geomechanics and Engineering (ICGE18), 2018年08月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Effects of cationic polypeptide on CaCO3 crystallization and sand solidification by microbial-induced carbonate precipitation　　　　　　　　　　　　　　　
    Thiloththama H. K. Nawarathna, Kazunori Nakashima, Masahiro Fujita, Momoko Takatsu, Satoru Kawasaki
    ACS Sustainable Chemistry and Engineering, 6, 8, 10315, 10322, 2018年07月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Assessment of groundwater facies in Wates coastal area, Kulon Progo, Yogyakarta, Indonesia　　　　　　　　　　　　　　　
    Phyu Phyu Thin, Heru Hendrayana, Wahyu Wilopo, Satoru Kawasaki
    Journal of Degraded and Mining Lands Management, 5, 4, 1389, 1401, 2018年07月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • A state-of-the-art review on soil reinforcement technology using natural plant fiber materials: Past findings, present trends and future directions
    Sivakumar Gowthaman, Kazunori Nakashima, Satoru Kawasaki
    Materials, 11, 4, 553, MDPI AG, 2018年04月04日, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, Incorporating sustainable materials into geotechnical applications increases day by day due to the consideration of impacts on healthy geo-environment and future generations. The environmental issues associated with conventional synthetic materials such as cement, plastic-composites, steel and ashes necessitate alternative approaches in geotechnical engineering. Recently, natural fiber materials in place of synthetic material have gained momentum as an emulating soil-reinforcement technique in sustainable geotechnics. However, the natural fibers are innately different from such synthetic material whereas behavior of fiber-reinforced soil is influenced not only by physical-mechanical properties but also by biochemical properties. In the present review, the applicability of natural plant fibers as oriented distributed fiber-reinforced soil (ODFS) and randomly distributed fiber-reinforced soil (RDFS) are extensively discussed and emphasized the inspiration of RDFS based on the emerging trend. Review also attempts to explore the importance of biochemical composition of natural-fibers on the performance in subsoil reinforced conditions. The treatment methods which enhances the behavior and lifetime of fibers, are also presented. While outlining the current potential of fiber reinforcement technology, some key research gaps have been highlighted at their importance. Finally, the review briefly documents the future direction of the fiber reinforcement technology by associating bio-mediated technological line.
  • Fly ash incorporated with biocement to improve strength of expansive soil　　　　　　　　　　　　　　　
    Mengmeng Li, Chaolin Fang, Satoru Kawasaki, Varenyam Achal
    Scientific Reports, 8:2565, 2018年02月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Bio-consolidation of cracks in masonry cement mortars by Acinetobacter sp. SC4 isolated from a karst cave
    Mengmeng Li, Chaolin Fang, Satoru Kawasaki, Minsheng Huang, Varenyam Achal
    International Biodeterioration and Biodegradation, 141, 94, 100, Elsevier Ltd, 2018年, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, Microbially induced carbonate precipitation (MICP) is one of techniques for consolidation of cementitious materials
    however, limited biodiversity and inadequate information on its application suggests further extensive research in this area. In this study, bacteria with ability to precipitate carbonate, preferably CaCO3, were isolated from Yixing Shanjuan Cave, China after analyzing bacterial diversity using Illumina MiSeq sequencing the V3-V4 region of 16S rRNA gene. A total of 58,712 effective 16S rRNA gene sequences were obtained, classified into 31 bacterial phyla. One of the highest urease-producing bacterium, Acinetobacter sp. SC4, was then used in consolidation of cracks created in masonry cement mortars. The bio-consolidation led to significant improvement in compressive strength and reduction in water absorption of mortars. It formed calcite observed under scanning electron microscopy, which were in agreement with X-ray diffraction and thermogravimetric analysis. The presented work is the first extensive study on Acinetobacter sp. induced carbonate precipitation in MICP related research.
  • Enhancement of microbially induced carbonate precipitation using organic biopolymer
    Thiloththama Hiranya Kumari Nawarathna, Kazunori Nakashima, Satoru Kawasaki
    International Journal of GEOMATE, 14, 41, 7, 12, GEOMATE International Society, 2018年, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, Microbially induced carbonate precipitation (MICP) by using ureolytic bacteria is a novel and environmentally friendly way to treat the un-cemented sand. It was implemented successfully in number of geotechnical applications. Use of organic additives to improve the MICP process is a novel and interesting approach. In this research, effect of the cationic biopolymer poly-l-lysine on the MICP process was investigated by using ureolytic bacteria Pararhodobacter sp. Urea hydrolysis by the bacteria in the presence of CaCl2 was conducted with the addition of the polymer under different conditions. Morphology of the precipitate of CaCO3 after oven dried was analyzed by using the scanning electron microscope. Bell-shaped curve was obtained for the variation between the amount of the precipitate with the increase of the amount of the poly-l-lysine. Poly-L-lysine gives higher amount of precipitate than conventional MICP process and morphology of the crystals changed drastically from well-developed rhombohedral crystals to ellipsoidal shaped aggregates.
  • Factors Affecting Sand Solidiflcation Using MICP with Pararhodobacter sp.
    G. G.N.N. Amarakoon, Satoru Kawasaki
    Materials Transactions, 59, 1, 72, 81, Japan Institute of Metals (JIM), 2018年, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, Biomineralization is an environmentally friendly technology for improving soil-engineering properties. One of the most common biomineralization processes is microbially induced calcite precipitation (MICP). In this study, sand solidification tests were conducted using Pararhodobacter sp., which is a local ureolytic bacteria obtained from the sand near beach rock in Okinawa, Japan. The goal of this study was to solidify a specimen having an estimated unconfined compressive strength (UCS) of more than several MPa to improve soil properties and investigate the influence of various factors on the engineering properties of treated soil catalyzed by ureolytic bacteria (curing temperature, injection interval of cementation solution, Ca2+ concentration, curing time, bacterial population, re-injection of bacteria and particle size of sand). Model test specimens were cemented up to an estimated UCS of 10 MPa after 14 days under the following conditions: a curing temperature of 30°C, an injection interval of 1 day, and a Ca2+ concentrations in cementation solution of 0.5 M. Multiple regression analysis showed that the relevant conditions for estimating UCS were test period, D (days), and Ca2+ concentration of the cementation solution, Cca (M). The formula for predicting the estimated UCS (qeu (MPa)) was qeu = 13.99 Cca + 0.37 D-0.09. Overall, the results of this study will contribute to the application of a new technique to sand improvement and bio-stimulation.
  • Bioremediation of lead-contaminated mine waste by Pararhodobacter sp based on the microbially induced calcium carbonate precipitation technique and its effects on strength of coarse and fine grained sand
    Wilson Mwandira, Kazunori Nakashima, Satoru Kawasaki
    ECOLOGICAL ENGINEERING, 109, Part A, 57, 64, ELSEVIER SCIENCE BV, 2017年12月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, Lead (Pb2+) is a toxic heavy metal that has a severe negative effect on human health and the environment. Physical, chemical and biological remediation techniques have long been used to remediate lead contamination. However, because of the great danger posed by lead contamination, there is increasing interest to apply ecofriendly and sustainable methods to remediate lead. Therefore, this study was conducted to use the microbially induced calcium carbonate precipitation (MICP) technique in conjunction with the bacterium Pararhodobacter sp. to bioremediate lead. Laboratory scale experiments were conducted and complete removal of 1036 mg/L of Pb2+ was achieved. These results were further confirmed by scanning electron microscope (SEM) and X-ray diffraction (XRD) analysis, which indicated coprecipitation of calcium carbonate (CaCO3) and lead. The unconfined compressive strength increased with an increase in injection interval with maximum unconfined compressive strength of 1.33 MPa for fine sand, 2.87 MPa for coarse sand and 2.80 MPa for mixed sand. For Pararhodobacter sp. to efficiently induce lead immobilisation the bacterial interval required is four times with a calcium and urea concentration of 0.5 M and bacterial concentration of 109 cfu/mL. Very few low-cost in situ heavy metal treatment processes for lead bioremediation are available; therefore, bioimmobilization of lead by MICP has the potential for application as a low-cost and eco-friendly method for heavy metal remediation.
  • Microbially induced carbonate precipitation for expressway slope protection　　　　　　　　　　　　　　　
    Mitsuyama, S, Nakashima, K, Komatsu, M, Kawasaki, S
    Abstract Proceedings of the 1st International KAMPAI Symposium on Sustainable Management of Resources and Environment in the 21st Century, 23, 2017年11月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Effect of cationic bio-polymer on CaCO3 crystallization by microbe　　　　　　　　　　　　　　　
    T.H.K. Nawarathna, Kazunori Nakashima, Satoru Kawasaki
    Abstract Proceedings of the 1st International KAMPAI Symposium on Sustainable Management of Resources and Environment in the 21st Century, 24, 2017年11月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Immobilization of Lead-Contaminated Mine Waste by Pararhodobacter sp.　　　　　　　　　　　　　　　
    Mwandira, W, Nakashima, K, Kawasaki, S, Chirwa, M, Banda, K.E, Nyambe, I.A
    Abstract Proceedings of the 1st International KAMPAI Symposium on Sustainable Management of Resources and Environment in the 21st Century, 39, 2017年11月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Effect of Organic biopolymer on the microbially induced carbonate precipitation and its morphology　　　　　　　　　　　　　　　
    Thiloththama Hiranya Kumari Nawarathna, Kazunori Nakashima, Satoru Kawasaki
    Proceedings of the Seventh International Conference of Geotechnique, Construction Materials and Environment (GEOMATE 2017), 7, 1, 719, 724, 2017年11月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Usefulness of artificial beachrock and geotextile tube technology　　　　　　　　　　　　　　　
    Md. Al Imran, Kazanori Nakashima, Satoru Kawasaki
    Proceedings of the Seventh International Conference of Geotechnique, Construction Materials and Environment (GEOMATE 2017), 7, 1, 423, 428, 2017年11月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • 尿素分解型バイオグラウトへの微生物反応シミュレーションの適用
    秋山 克, 川﨑 了
    地盤工学ジャーナル, 12, 3, 337, 349, 公益社団法人 地盤工学会, 2017年09月, ［査読有り］
    日本語, 研究論文（学術雑誌）, 尿素分解型バイオグラウトを用いたシリンジ固化試験に対し，固化反応に関する現況再現解析ならびに再現精度向上のためのパラメータ調整を実施した。ウレアーゼ活性試験に基づく再現解析で得られた，尿素分解菌Pararhodobacter sp. strain SO1の尿素分解反応の反応速度定数は1×10-8 mol/mg/sec，半飽和定数は0.635 mol/Lとなった。鉱物析出解析の結果より，実測と解析の析出鉱物を整合させるために，カルサイトのみが析出する設定とした。シリンジ固化試験再現の逐次解析において，反応に寄与する微生物量を考慮した「調整指数」の導入により，排出されるCa2+濃度の変化を再現できた。以上の結果は，尿素分解型バイオグラウトのカルサイト析出に関わる微生物反応シミュレーションを実施することによって，施工時の強度発現の予測や施工管理が可能であることを示している。
  • Efect of organic bio-polymer on bio-mineralization of CaCO3　　　　　　　　　　　　　　　
    T.H.K. Hiranya, Kazunori Nakashima, Satoru Kawasaki
    Proceedings of International Symposium on Earth Resources Management and Environment, ISERME 2017, 59, 66, 2017年08月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Bioremediation of lead-contaminated mine waste using microbially induced carbonate precipitation　　　　　　　　　　　　　　　
    Wilson Mwandira, Kazunori Nakashima, Satoru Kawasaki
    Proceedings of International Symposium on Earth Resources Management and Environment, ISERME 2017, 21, 25, 2017年08月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Whole-cell evaluation of urease activity of Pararhodobacter sp isolated from peripheral beachrock
    Masahiro Fujita, Kazunori Nakashima, Varenyam Achal, Satoru Kawasaki
    BIOCHEMICAL ENGINEERING JOURNAL, 124, 1, 5, ELSEVIER SCIENCE BV, 2017年08月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, Pararhodobacter sp. SW is a urease-producing bacterium and can be used for microbial induced calcium carbonate precipitation (MICP). In the present study, microbial cells are directly used for the analysis of urease activity without extraction or purification of urease. The whole-cell evaluation of the bacteria provides important and comprehensive information on urease activity because the bacterial cells are directly used in biomineralization process. The urease activity of Pararhodobacter sp. increased with cell growth during cultivation and the bacteria maintained its enzyme activity even after 15-days culture. High urease activity was obtained at relatively high temperature around 60 degrees C and neutral pH around 8. It is revealed that urease was not secreted in culture medium but would accumulate in/on the cell, and resuspended cells obviously showed urease activity. Meanwhile, the enzyme activity was detected in a soluble fraction of cell lysate. Furthermore, clear band based on urease activity was observed in soluble fraction of cell lysate in native PAGE analysis followed by activity staining. These findings will contribute to the efficient biocementation using this ureolytic bacteria. (c) 2017 Elsevier B.V. All rights reserved.
  • Solubilization and functional evaluation of silica-polymerizing enzyme　　　　　　　　　　　　　　　
    Hidetoshi Oguri, Kazunori Nakashima, Satoru Kawasaki
    The 13th the Asian Congress on Biotechnology 2017 (ACB2017), 2017年07月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Combination technology of geotextile tube and artificial beachrock for coastal protection
    Md. Al Imran, Kazunori Nakashima, Satoru Kawasaki
    International Journal of GEOMATE, 13, 39, 67, 72, GEOMATE International Society, 2017年, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, In recent years, traditional forms of river and coastal structures have become very expensive to build and maintain, because of the shortage of natural rock. Therefore, the materials used in hydraulic and coastal structures are changing from traditional rubble and concrete systems to cheaper, sustainable, and eco-friendly materials and systems such as artificial rock, gabion, slags, geosynthetics, and so on. Moreover, shorelines are being continually eroded by the wave action of the sea, and the river and coastal structures are frequently damaged by both anthropogenic and natural causes such as over wash and storm. How to deal with eroding coastal problems is a main topic of this article. Recently, artificial beachrock and geotextile tube technology has changed from being an alternative construction technique and, in fact, has advanced to become the prime solution of choice. Therefore, the objectives of the present study is to find out the feasibility to protect coastal erosion in Asia along with using artificial beachrock and geotextile tube technology in a cheaper, sustainable and eco-friendly way.
  • Evaluation of porosity in biogrouted sand using microfocus X-ray CT
    Shumpei Mitsuyama, Kazunori Nakashima, Satoru Kawasaki
    International Journal of GEOMATE, 12, 31, 71, 76, GEOMATE International Society, 2017年, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, Biogrouting is a method employed for ground improvement based on microbially induced calcium carbonate precipitation. It is commonly believed that biogrout has environmental and economic benefits. However, there remains the need to clearly understand the internal structure of biogrouted soil. In this study, we use microfocus X-ray computed tomography (CT) to evaluate the porosity in biogrouted sand. X-ray CT is useful as a non-distractive inspection tool. First, we prepare small specimens using coral sand at different dilution rates of culture solution. After carrying out a solidification test for 2 wks., we perform an unconfined compressive strength (UCS) test and measure the porosity of the specimens. Our aim is to investigate the influence of the dilution rate on the UCS and the porosity of sand specimens. The results show that a lower dilution rate resulted in a lower sand-specimen porosity and an increase in the UCS. We investigate the precipitation that fills a void. Then, we investigate the relationship between UCS and the ratio of porosity. There was a negative correlation between UCS and porosity, which closely agrees with previous research. We confirm the validity of the result, and we determine the UCS from the porosity.
  • Effect of acid rain on geotechnical properties of residual soils
    Zeinab Bakhshipour, Afshin Asadi, Bujang B. K. Huat, A. Sridharan, Satoru Kawasaki
    SOILS AND FOUNDATIONS, 56, 6, 1008, 1020, JAPANESE GEOTECHNICAL SOC, 2016年12月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, In this study, the effect of acid rain on the physico-chemical and microstructural properties of two different residual soils was investigated. In order to reproduce the process of soil-acid rain-chemical interaction, an infiltration setup was fabricated. The samples were then infiltrated by different pH levels of acid rain, and for different fluxes of acid rain equivalent to the precipitation, for 1-20 years. The compressive strength, consistency limit, compaction characteristics, and coefficient of permeability were evaluated, to investigate the mechanical changes of the soils after being exposed to acid rain. In addition, zeta potential, atomic adsorption spectroscopy (AAS), scanning electron microscope (SEM) and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) were carried out to identify the underlying controlling mechanisms. The results showed that low pH and high fluxes of acid rain led to a reduction in soil strength and maximum dry density as well as an increase in the coefficient of permeability, liquid limit, and optimum moisture content of the soil. The SEM, EDX, and atomic absorption analysis of the soils confirmed the reduction in the concentration of elements, and the loose structure for both soils due to the effects of acid rain. (C) 2017 The Japanese Geotechnical Society. Production and hosting by Elsevier B.V.
  • Evaluation of porosity in biogrouted sand using microfocus X-ray CT　　　　　　　　　　　　　　　
    Shumpei Mitsuyama, Kazunori Nakashima, Satoru Kawasaki
    Proceedings of the Sixth International Conference of Geotechnique, Construction Materials and Environment (GEOMATE 2016), 145, 150, 2016年11月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Effects of various powders on strength reinforcement of calcium phosphate compounds precipitated in sand specimens　　　　　　　　　　　　　　　
    Dilrukshi, R.A.N, Kawasaki, S
    Abstract Proceedings of International Doctoral Symposium on Sustainable Management of Resources and Environment in the 21st Century, 8, 2016年11月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Anthropogenic Beachrock for Eco-Environment Shoreline Development　　　　　　　　　　　　　　　
    L. R. Daryono, A. D. Titisari, I. W. Warmada, S. Kawasaki
    The 2nd International Conference on Science and Technology 2016 (ICST2016), 2016年10月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Strength reinforcement of sand test specimens cemented with calcium phosphate compounds and different powders　　　　　　　　　　　　　　　
    R.A.N. Nadeeka, S. Kawasaki
    Proceedings of the 9th Asian Rock Mechanics Symposium, ARMS9-RMC3-P86, 2016年10月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Coral sand solidification test through microbial calcium carbonate precipitation using Pararhodobacter sp.　　　　　　　　　　　　　　　
    Md. Nakibul, Hasan Khan, S. Shimazaki, S. Kawasaki
    International Journal of GEOMATE, 11, 26, 2665, 2670, 2016年10月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Comparison of Cementation Mechanism between Natural Beachrock and Anthropogenic Beachrock, Case Study: Okinawa Island, Japan　　　　　　　　　　　　　　　
    L. R. Daryono, A. D. Titisari, I. W. Warmada, S. Kawasaki
    The 41st Scientific Annual Meeting of Indonesian Association of Geophysicists, PITHAGI2016-042, 2016年09月, ［査読有り］
    研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Plant-derived urease induced sand cementation used in geotechnical engineering applications　　　　　　　　　　　　　　　
    R. A. N. Dilrukshi, S. Kawasaki
    Proceedings of the International Conference on Geomechanics, Geo-energy and Geo-resources IC3G 2016, Theme 7-100, Theme 7-107, 2016年09月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Strengthening of sand cemented with calcium phosphate compounds using plant-derived urease　　　　　　　　　　　　　　　
    R. A. N. Dilrukshi, Jun Watanabe, Satoru Kawasaki
    International Journal of GEOMATE, 11, 25, 2461, 2467, 2016年09月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Development of biogrouting using plant-derived urease and calcium phosphate compound　　　　　　　　　　　　　　　
    M. Takatsu, R. A. N. Dilrukshi, S. Kawasaki
    Proceedings of the 50th US Rock Mechanics / Geomechanics Symposium, ARMA 16-471, 2016年06月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Soil reinforcement using calcium phosphate compounds　　　　　　　　　　　　　　　
    S. Kawasaki, M. Akiyama
    ASEAN Engineering Journal, Part C, 5, 1, 5, 13, 2016年06月, ［査読有り］, ［招待有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Possibility for solidification of peaty soil by using microbes
    Atsuko Sato, Satoru Kawasaki, Toshiro Hata, Toshihiro Hayashi
    International Journal of GEOMATE, 10, 22, 2071, 2076, GEOMATE INT SOC, 2016年06月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, Peaty soil is widely distributed in Hokkaido. Untreated, it is too soft for use as a civil engineering material. Soil solidification improvement technologies that harness the metabolism of microbes in soil have recently been gaining attention. Such research and development has proceeded within and beyond Japan. The researchers investigated a technology for peat solidification that harnesses the ability of microbes inhabiting the soil of construction sites to precipitate calcium carbonate, and consideration was given to solidifying peaty soil by harnessing the ability of those microbes. Focusing on the urease activity of microbes, which has an influence on solidification of peaty soil, a soil solidification test, in which the metabolism of microbes was utilized, and an experiment, in which the degree of solidification of peaty soil was tested, were done by using peaty soil samples from Hokkaido. The two experiments found the following. 1) Microbes that have urease activity inhabit the peaty soil of Hokkaido. 2) It is possible to solidify peaty soil by enhancing the urease activity of these microbes. 3) It is possible to evaluate the degree of urease activity in peaty soil by measuring its electric conductivity.
  • Study of beachrocks in East Attica　　　　　　　　　　　　　　　
    A. Karkani, N. Evelpidou, H. Maroukian, S. Kawasaki
    Bulletin of the Geological Society of Greece, 50, 1, 434, 440, 2016年05月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Biogrout: A Novel Binding Material for Soil Improvement and Concrete Repair
    Varenyam Achal, Satoru Kawasaki
    FRONTIERS IN MICROBIOLOGY, 7, 314, FRONTIERS MEDIA SA, 2016年03月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Microbially Induced Sand Cementation Method Using Pararhodobacter sp Strain SO1, Inspired by Beachrock Formation Mechanism
    Takashi Danjo, Satoru. Kawasaki
    MATERIALS TRANSACTIONS, 57, 3, 428, 437, JAPAN INST METALS, 2016年03月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, To develop an alternative ground improvement technique in coastal areas based on bio-stimulation, we investigated sand cementation using bacteria that have been shown to enhance beachrock formation. We conducted cementation tests using Pararhodobacter sp. strain SO1, a local ureolytic bacteria originating from the sand near beachrock in Okinawa, Japan. Specifically, we attempted to cement sand specimens to unconfined compressive strength (UCS) of several MPa and establish the influence of several test conditions (curing temperature, injection interval of cementation solution, Ca2+ concentration and sodium malate concentration in the cementation solution, and test period) on the UCS. Column specimens were cemented up to UCS of 10 MPa after 28 days under the conditions (curing temperature; 30 degrees C, injection interval; 1 day, Ca2+ concentrations in cementation solution; 0.3 M). Multiple regression analysis showed that the relevant conditions for UCS were test period, D (days), and Ca2+ concentration of the cementation solution, C-ua (M). The prediction formula for UCS, q(ud) (MPa), was experimentally determined to be q(ud) = 48.3C(ca) + 0.456D - 19.51. Overall, the results of this study will contribute to the application of a new technique for coastal sand improvement and bio-stimulation.
  • Sand solidification through microbially induced carbonate precipitation for erosion control: Prospects in Bangladesh　　　　　　　　　　　　　　　
    M. N, H. Khan, S. Kawasaki, M. R. Hassan
    Journal of Environmental Science and Natural Resources, 9, 1, 59, 61, 2016年, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Sand Cementation Using the pH Dependency of Calcium Phosphate Compounds and the Addition of Various Powders
    R. A.N. Dilrukshi, S. Kawasaki
    Geotechnical Special Publication, 2016-, 269, 104, 115, American Society of Civil Engineers (ASCE), 2016年, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, The effect of pH increasing ability of plant-derived urease to induce the precipitation of calcium phosphate compounds (CPCs) as CPC-biogrout (CPC-Bio) and addition of powder materials to induce the precipitation of CPCs as CPC-chemical grout (CPC-Chem) was examined separately using unconfined compressive strength (UCS) test for applying as novel, eco-friendly ground improvement methods. Initially, Toyoura sand test pieces were cemented only from CPC solutions made from stock solutions of calcium acetate and di-potassium phosphate. Subsequent sand test pieces were cemented by different concentrations of urea and CPC solution, and concentration fixed watermelon seeds extract. All test pieces were cured in an airtight container at high humidity at 25°C. Furthermore, the UCS on sand test pieces cemented with same stock solutions mentioned above with different powders such as tricalcium phosphate (TCP), magnesium phosphate (MgP), calcium carbonate (CC) and magnesium carbonate (MgC) were conducted. Maximum UCS of greater than 100 kPa was obtained after 28 days of curing for both CPC-Bio and CPC-Chem and obtained UCS was higher than the UCS of test pieces made only from CPC. pH for optimal cementation was around 8.0 and the best Ca/P ratio in CPC solutions producing the highest cementation was 0.5 for CPC-Bio.
  • Factors Affecting the Improvement of Sand Properties Treated with Microbially-Induced Calcite Precipitation
    G. G.N.N. Amarakoon, S. Kawasaki
    Geotechnical Special Publication, 2016-, 269, 72, 83, American Society of Civil Engineers (ASCE), 2016年, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, Bio-mineralization is an environment-friendly technology to improve soil engineering properties. One of common bio-mineralization processes is microbially induced calcite precipitation (MICP). A series of laboratory tests was conducted to produce solidification of the specimen having an estimated unconfined compressive strength (UCS) of more than several MPa, and investigate the influence of varies factors on soil properties treated with MICP. A solidification test was conducted using a syringe (30 mL) on different particle size of Mikawa sand (mean diameter: 0.6mm) and Toyoura sand (mean diameter: 0.2mm) using local ureolytic bacteria: Parahadobactor sp. isolated in Japan. The bacteria were grown up for 72 hours to increase the optical density (OD) of 600 nm (OD600). The cementation media was added and the solidification test was conducted until 14 days. After that, needle penetration tests were conducted to obtain the estimated UCS value of the specimen. The results indicated that the estimated UCS value was exceeded 3 MPa for three Mikawa sand samples: (1) sample treated by 1.0g of bacteria re-injected bacterial solution after 7 days, (2) sample treated by 1.0g of bacteria without re-injection after 7 days, and (3) sample treated with 0.1g of bacteria with re-injection.
  • 尿素分解菌を用いた地盤固化に関する実験的研究　　　　　　　　　　　　　　　
    八重樫 彩, 檀上 尭, 川﨑 了
    第44回岩盤力学に関するシンポジウム講演集, 268, 272, 2016年01月
    英語, 研究論文（研究会，シンポジウム資料等）
  • Effective use of plant-derived Urease in the field of geoenvironmental/geotechnical engineering　　　　　　　　　　　　　　　
    R. A. N. Dilrukshi, Satoru Kawasaki
    Journal of Civil and Environmental Engineering, 6, 1, 2016年01月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • 現場の微生物活用による泥炭の固化技術に関する基礎的研究
    佐藤厚子, 川﨑 了, 畠 俊郎, 山梨高裕, 西本 聡
    土木学会論文集C(地圏工学), 71, 4, 427, 439, 2015年12月, ［査読有り］
    日本語, 研究論文（学術雑誌）
  • Artificial beachrock formation through sand solidification towards the inhibit of coastal erosion in Bangladesh　　　　　　　　　　　　　　　
    Md. Nakibul, Hasan Khan, Takashi Danjo, Satoru Kawasaki
    International Journal of GEOMATE, 9, 2, 1528, 1533, 2015年12月, ［査読有り］
    英語
  • Mechanical property of sand cemented with calcium phosphate compounds using plant-derived urease　　　　　　　　　　　　　　　
    R. A. N. Dilrukshi, J. Watanabe, S. Kawasaki
    Proceedings of the Fifth International Conference of Geotechnique, Construction Materials and Environment (GEOMATE 2015), 84, 89, 2015年11月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Estimating urease activity in microorganism of peat based on electric conductivity　　　　　　　　　　　　　　　
    A. Sato, S. Kawasaki, T. Hata, T. Yamanashi
    Proceedings of the Fifth International Conference of Geotechnique, Construction Materials and Environment (GEOMATE 2015), 426, 429, 2015年11月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Coral sand solidification test through microbial carbonate precipitation using Pararhodobacter sp.　　　　　　　　　　　　　　　
    Md. Nakibul, Hasan Khan, S. Shimazaki, S. Kawasaki
    Proceedings of the Fifth International Conference of Geotechnique, Construction Materials and Environment (GEOMATE 2015), 131, 137, 2015年11月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Bio-grout based on microbially induced sand solidification by means of asparaginase activity
    Mengmeng Li, Qing-Long Fu, Qiuzhuo Zhang, Varenyam Achal, Satoru Kawasaki
    SCIENTIFIC REPORTS, 5, NATURE PUBLISHING GROUP, 2015年11月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, Bio-grout, a new ground improvement method, has been recently developed to improve the mechanical properties, decrease the permeability of porous materials, reinforce or repair cementitious materials and modify the properties of soil or sand. Bio-grout production depends on microbially induced calcite precipitation (MICP), which is driven mainly by an enzyme, urease. However, urease-based MICP process produces excessive ammonia, in addition to secondary pollution generated by urea that is used as substrate in it. In the present study, we reported asparaginase-based MICP process for sand bio-grout development using Bacillus megaterium, and results were also compared with urease-based bio-grouts. The asparaginase activity led to significantly less ammonia production compared to urease without compromising with desired properties of a novel grout. The UCS of bio-grout was obtained at 980 kPa, while the permeability was decreased substantially. The mineralogical composition of precipitated substance was identified as calcite using XRD and the crystal morphology was observed under SEM. The mass percentage of calcite in bio-grout was calculated by thermogravimetric analysis and XCT verified calcite precipitation in it. The results confirmed that biocalcification by means of bacterial asparaginase is a potential solution for geotechnical problems. The asparaginase-based MICP process could be of wider acceptance in future.
  • Coral Sand Solidification Test Based on Microbially Induced Carbonate Precipitation Using Ureolytic Bacteria
    Md. Nakibul Hasan Khan, G. G. N. N. Amarakoon, Suguru Shimazaki, Satoru Kawasaki
    MATERIALS TRANSACTIONS, 56, 10, 115, 122, JAPAN INST METALS, 2015年10月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, Artificial beachrock, formed by coral sand solidification through microbially induced carbonate precipitation (MICP), could provide coastal protection instead of concrete structures, and would be eco-friendly as well as help minimize costs. The present study was conducted to solidify coral sand through the MICP method by using an ureolytic bacterium (Parahodobacter sp.) isolated from peripheral beachrock. The goal was to obtain a sample with an unconfined compressive strength (UCS) of 20 MPa or more. We also aimed to examine the growth characteristics of this bacterium in the culture medium ZoBell2216E, which is commonly used for marine bacteria. In order to determine the suitability of the MICP test, growth properties of the microbial strain were observed under various culture conditions. A sand solidification test with MICP was carried out in a syringe as well as a PET cylinder. The strength of the resulting specimens was measured with the needle penetration test. The specimen solidified up to 20 MPa of the estimated UCS after 21 days of curing. For optimum growth of the bacterium, 1.0 g of the culture was added to 100 mL culture media and incubated with shaking at 160 rpm. The preferred final concentration in solidification promoting solution of both urea and CaCl2 was 0.5 M, with bacterial cell densities of 10(9) CFU/mL. In order to efficiently induce solidification, the optimum pH was 7.0 or higher, and Ca2+ concentration was maintained at 1.0 g/L. The results were enhanced by re-injecting the culture solution when the pH and Ca2+ concentrations in the specimen were not in the ideal ranges indicated above.
  • 地層内バイオメタン生産技術に関する過酸化水素を用いた石炭系材料の有機物分解および内部構造の経時変化
    荒牧憲隆, 玉村修司, 田中 翔, 川﨑 了, 藤井義明, 金子勝比古
    地盤工学ジャーナル, 10, 3, 391, 401, The Japanese Geotechnical Society, 2015年09月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Sand Cementation Test using Plant-Derived Urease and Calcium Phosphate Compound
    R. A. N. Dilrukshi, Jun Watanabe, Satoru Kawasaki
    MATERIALS TRANSACTIONS, 56, 9, 1565, 1572, JAPAN INST METALS, 2015年09月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, The investigation of urease containing plant species and the calcium phosphate compounds (CPCs) precipitation along with plant derived urease were performed at laboratory scale. At first, small scale laboratory samples (height, h = 10 cm & inner diameter, phi = 5 cm) were made using Toyoura sand and only from CPC solution having different Ca/P ratios to use as control samples. Afterward, another Toyoura sand test pieces were made by mixing watermelon seed extract, urea with different concentrations and CPC solution having different Ca/P ratios to study the optimal cementation. Test pieces were cured up to 28 days in an airtight container at high humidity at 25 degrees C and carried out unconfined compressive strength (UCS) test. The UCS of the sand test pieces cemented by CPC with urease containing plant extract and urea were larger than that of the test pieces without plant extract. Furthermore, the best CPC solution mixture for highest cementation was with the concentration of Ca/P ratio of 0.5. In addition, pH content was measured after UCS test. Maintaining pH around 8 in the specimen at 28 days was significant to get optimal cementation.
  • Compressive strength of sand cemented with calcium phosphate compound　　　　　　　　　　　　　　　
    G. G. N, N. Amarakoon, S. Kawasaki
    Proceedings of the International Conference on Geotechnical Engineering ICGE Colombo 2015, 197, 200, 2015年08月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • 微生物機能を利用した地盤改良技術の現状
    川﨑 了
    Journal of MMIJ, 131, 5, 155, 163, 2015年05月, ［査読有り］
    日本語, 研究論文（学術雑誌）
  • Novel microbial based low energy green building material production technology　　　　　　　　　　　　　　　
    Mengmeng Li, Satoru Kawasaki, Qiuzhuo Zhang, Varenyam Achal
    Advanced Materials Research, 1090, 96, 100, 2015年02月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Coral sand solidification test using ureolytic bacteria
    T. Danjo, S. Kawasaki, S. Shimazaki, K. Koizuka
    Geomechanics from Micro to Macro, Vols I and II, 1521, 1526, CRC PRESS-TAYLOR & FRANCIS GROUP, 2015年, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, The use of an artificial rock modelled on beachrock is considered a novel eco-friendly countermeasure to preserve coastlines. Beachrock consists of coastal sediments from within the intertidal zone that have been cemented mainly by CaCO3. In this study, a solidification test was conducted on coral sand using local ureolytic bacteria based on a beachrock formation mechanism previously investigated at Okinawa, Japan. The experiment aimed to produce solidification of the specimen to an Unconfined Compressive Strength (UCS) of more than several MPa (1/10-1/5 of the UCS value of ordinal concrete and beachrock). Results showed that using Pararhodobacter sp., found near beachrock in Okinawa, Japan, the specimen solidified to 6.7 MPa UCS after 28 days of curing. The solidification mechanism was the stimulation of ureolysis by the bacteria and the precipitation of aragonite between sand particles.
  • Formation of artificial beachrock towards inhibit of coastal erosion in Bangladesh: A review
    Md. Nakibul H. Khan, Satoru Kawasaki
    15th Asian Regional Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, ARC 2015: New Innovations and Sustainability, 1123, 1127, Asian Regional Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, 2015年, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, Erosion in the coastal area of Bangladesh is a big point of concern. The present study was conducted to find out the protective measure from coastal erosion in Bangladesh as well as evaluate the prospects of the formation of artificial beachrock. This study was conducted based on literature survey of related works. In the coast of Bangladesh, average recession through erosion will occur 0.87m due to per 1cm sea level rise. Beachrock as well as artificial beachrocks have the potentiality to prevent such coastal erosion. Beachrock is a type of sedimentary deposit that generally occurs on the tropical and subtropical beaches as a result of intertidal lithification of loose beach sands and gravels by carbonate cementation. Beachrock in the world differs by their chemical composition but it composed mainly of CaCO3, SiO2 and Al2O3. Usually, beachrocks are formed by the cementation of CaCO3 precipitation with the influence of seawater and/or seawater evaporation as well as surface microorganisms. From the knowledge of natural beachrock formation as well as sand properties, in the future, it may possible to manufacture artificial beachrocks similar to beachrocks for erosion control purposes in Bangladesh.
  • Effect on unconfined compressive strength of sand test pieces cemented with calcium phosphate compound　　　　　　　　　　　　　　　
    G. G. N, N. Amarakoon, T. Koreeda, S. Kawasaki
    International Journal of GEOMATE, 7, 2, 1069, 1074, 2014年12月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Effect on unconfined compressive strength of sand test pieces cemented with calcium phosphate compound by addition of scallop shell powder　　　　　　　　　　　　　　　
    G. G. N, N. Amarakoon, T. Koreeda, S. Kawasaki
    Proceedings of the Fourth International Conference on Geotechnique, Construction Materials and Environment (GEOMATE 2014), 50, 55, 2014年11月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Improvement in the unconfined compressive strength of sand test pieces cemented with calcium phosphate compound　　　　　　　　　　　　　　　
    G. G. N, N. Amarakoon, T. Koreeda, S. Kawasaki
    Proceedings of the 8th Asian Rock Mechanics Symposium, 276, 282, 2014年10月, ［査読有り］
    英語
  • Effects of bacterial ureolysis and seawater evaporation on beachrock formation　　　　　　　　　　　　　　　
    T. Danjo, S. Kawasaki, S. Shimazaki, K. Koizuka
    Proceedings of the 8th Asian Rock Mechanics Symposium, 270, 275, 2014年10月, ［査読有り］
    英語
  • Microstructure of brown coal in hydrogen peroxide solution observed by employing X-ray computed tomography　　　　　　　　　　　　　　　
    N. Aramaki, S. Tamamura, S. Shimizu, A. Ueno, Y. Ohmi, K. Kaneko, S. Tanaka, S. Kawasaki
    Proceedings of the 8th Asian Rock Mechanics Symposium, 1579, 1588, 2014年10月, ［査読有り］
    英語
  • Effect of liquefaction countermeasures for sand cemented by microbial metabolism　　　　　　　　　　　　　　　
    Y. Inagaki, M. Tsukamoto, T. Sasaki, S. Kawasaki
    Proceedings of the 8th Asian Rock Mechanics Symposium, 920, 929, 2014年10月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Improvement in the Unconfined Compressive Strength of Sand Test Pieces Cemented with Calcium Phosphate Compound by Addition of Calcium Carbonate Powders
    G. G. N. N. Amarakoon, Takefumi Koreeda, Satoru Kawasaki
    MATERIALS TRANSACTIONS, 55, 9, 1391, 1399, JAPAN INST METALS, 2014年09月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, Grouting using calcium phosphate compound (CPC) has been used for countermeasure for liquefaction in geotechnical engineering applications and it is an economical and environmental friendly technique that develops to form calcium carbonate precipitation throughout the soil, leading to an increase in soil strength. In the paper, our aim was to improve strength by adding CPC with CaCO3 (commercially found) and scallop shell (Naturally found) powder and exceed a maximum UCS of 100 kPa after 28 days of curing, which is the strength required as a countermeasure against soil liquefaction during earthquake. For that, initially Toyoura sand test pieces were cemented by CPC solutions only and cured up to 56 days and carried out unconfined compressive strength (UCS) test. Moreover, Toyoura sand test pieces were cemented by CPCs with CaCO3 (CC) powder and CPCs with scallop shell powder and cured and these specimens also analyzed with UCS tests. The UCS of the sand test pieces cemented by CPC with scallop shell powder and CC powder was higher than that of the test pieces with no added powders. In addition, a series of laboratory experiments were conducted, including pH concentration, scanning electron microscope (SEM) in order to observe the microscopic structure, density before and after curing etc. The results indicate that the density and the pH concentration of the sand test pieces cemented by CPC with scallop shell powder and CC powder were higher than that of the test pieces with no added powders.
  • Segmentation of multi-phase X-ray computed tomography images　　　　　　　　　　　　　　　
    Masaji Kato, Manabu Takahashi, Satoru Kawasaki, Katsuhiko Kaneko
    Environmental Geotechnics, 2, 2, 104, 117, 2014年03月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Electrokinetic properties of pasteurii and aquimarina bacteria　　　　　　　　　　　　　　　
    Hamed A. Keykha, Bujang B. K. Huat, Afshin Asadi, Mohsen Zareian, Satoru Kawasaki
    Environmental Geotechnics, 2, 3, 181, 188, 2014年03月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Electrical disintegration and micro-focus X-ray CT observations of cement paste samples with dispersed mineral particles
    Sang Ho Cho, Mitsuhiro Yokota, Mayumi Ito, Satoru Kawasaki, Soo Bok Jeong, Byoung Kon Kim, Katsuhiko Kaneko
    MINERALS ENGINEERING, 57, 79, 85, PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD, 2014年03月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, Electrical disintegration is an effective liberation technique in mineral processing where the liberation ratio depends on the mineralogical properties of the mineral grains. However elucidation of the liberation behavior is difficult since the fragments after the electrical disintegration are fine and complex. This study applies electrical disintegration to cement paste samples with various dispersed mineral particles (calcite, quartz, albite, and pyrite) and the disintegrated products are observed with a micro-focus X-ray CT scanner. Current channels and crack extension behavior from the channels are identified by cross sectional CT and three dimensional reconstructed images. A classification of the crack patterns was carried out and compared with the results of liberation ratio measurements of the products. (C) 2014 Elsevier Ltd. All rights reserved.
  • Formation Mechanisms of Beachrocks in Okinawa and Ishikawa, Japan, with a Focus on Cements
    Takashi Danjo, Satoru Kawasaki
    MATERIALS TRANSACTIONS, 55, 3, 493, 500, JAPAN INST METALS, 2014年03月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, Beachrock is a type of sedimentary deposit held together mainly by calcium carbonate cement in the tidal zone of sandy beaches in tropical and subtropical regions. Man-made beachrock has the potential to inhibit coastal erosion; considering this important application, we performed field investigations and laboratory tests to understand the formation mechanisms of beachrocks in Okinawa and Ishikawa, Japan. We performed a needle penetration test, microbial population count and urease activity test, and conducted elemental and mineral analyses. Our investigation showed that in Okinawa the evaporation of seawater and/or urease activity of the microorganisms may have resulted in precipitation of high Mg calcite, leading to the formation of beachrock. In Ishikawa, beachrock and sand were present near a spring with a relatively high concentration of Al3+. The mixing of spring water (pH 4.7) with seawater could have led to the precipitation of the Al- and Si-bearing cement that is consolidating the sand particles, leading to development of beachrock.
  • Geological Exploration of Beachrock through Geophysical Surveying on Yagaji Island, Okinawa, Japan
    Ryosuke Kubo, Satoru Kawasaki, Koichi Suzuki, Shinji Yamaguchi, Toshiro Hata
    MATERIALS TRANSACTIONS, 55, 2, 342, 350, JAPAN INST METALS, 2014年02月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, This paper describes the knowledge obtained from a study of geophysical prospecting for beachrock. Previous studies on beachrock worldwide have been focused on the geochemistry. However, more knowledge of the chemical and physical properties is needed to elucidate the formation mechanism. In the present study, a direct current (DC) electrical survey and a surface seismic survey were conducted to detect the underground structure of the beachrock on Yagaji Island, Okinawa, Japan. This was a first attempt at conducting multiple geophysical surveys to investigate beachrock. In each survey, one survey line was set perpendicular to the seashore and two survey lines were set roughly parallel to the seashore. The results of each survey were observed in section of resistivity and seismic wave velocity. Furthermore, in order to estimate the effectiveness of the surveys, laboratory tests were conducted on the beachrock samples collected from the study site to measure the porosity, the resistivity, and the velocities of primary- (P-) waves and secondary- (S-) waves. There was a superior correlation between the sections and with the data on the study site. Hence, the features of the beachrock at the site are as follows: the resistivity is about 4-16 Omega m, the S-wave velocity is about 325 m/s, the thickness is about 1 m, and the thickness has a tendency to become greater toward the sea. One beachrock formation mechanism obtained by this study is close a currently accepted mechanism.
  • Characteristics of Beachrocks: A Review
    Takashi Danjo, Satoru Kawasaki
    Geotechnical and Geological Engineering, 32, 2, 215, 246, Kluwer Academic Publishers, 2014年, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, Beachrocks are calcareous rocks that have been quite recently formed and are found in the intertidal zone on sandy beaches. The authors are developing an artificial rock with self-healing capabilities that can be used in coastal areas to repair the infrastructure of coastal walls. Because beachrocks are formed naturally on beaches, they merit study as a model for artificial rocks. We conducted a bibliographical study in order to gather information about the characteristics of beachrocks, which may aid in the manufacturing of artificial rocks. This study investigated their geographic distribution, formative periods, physical properties, and origins. The study found that over 90 % of beachrocks are found between the latitudes 40°N and the Tropic of Capricorn, and that their formative periods range from 26,000 years to just a few decades ago. We also learned that the cement component of beachrocks mainly consists of either calcium carbonate or silica. The dynamic characteristics of these components have been studied in only three papers, which note that their uniaxial compression strength ranges from as low as 6.0 to 42.0 MPa. Since very limited data are available on beachrocks in Japan where the artificial rock technology will first be deployed, there is a need for collecting additional data on their mechanical properties, elemental composition ratios, and mineral content. © 2013 Springer Science+Business Media Dordrecht.
  • Formation mechanisms of beachrocks in okinawa and Ishikawa, Japan, with a focus on cements
    Takashi Danjo, Satoru Kawasaki
    Materials Transactions, 55, 3, 493, 500, 2014年, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, Beachrock is a type of sedimentary deposit held together mainly by calcium carbonate cement in the tidal zone of sandy beaches in tropical and subtropical regions. Man-made beachrock has the potential to inhibit coastal erosion
    considering this important application, we performed field investigations and laboratory tests to understand the formation mechanisms of beachrocks in Okinawa and Ishikawa, Japan.We performed a needle penetration test, microbial population count and urease activity test, and conducted elemental and mineral analyses. Our investigation showed that in Okinawa the evaporation of seawater and/or urease activity of the microorganisms may have resulted in precipitation of high Mg calcite, leading to the formation of beachrock. In Ishikawa, beachrock and sand were present near a spring with a relatively high concentration of Al3+. The mixing of spring water (pH 4.7) with seawater could have led to the precipitation of the Al- and Si-bearing cement that is consolidating the sand particles, leading to development of beachrock. © 2014 The Japan Institute of Metals and Materials.
  • Soil reinforcement using calcium phosphate compounds　　　　　　　　　　　　　　　
    Kawasaki, S, Akiyama, M
    Proceedings of International Conference on Georesources and Geological Engineering, 412, 421, 2013年12月, ［査読有り］, ［招待有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Enhancement of unconfined compressive strength of sand test pieces cemented with calcium phosphate compound by addition of various powders
    S. Kawasaki, M. Akiyama
    SOILS AND FOUNDATIONS, 53, 6, 966, 976, JAPANESE GEOTECHNICAL SOC, 2013年12月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, To improve the unconfined compressive strength (UCS) of a novel chemical grout composed of a calcium phosphate compound (CPC-Chem), we performed UCS tests and scanning electron microscopy (SEM) observations on sand test pieces cemented with CPC-Chem and four kinds of powders (tricalcium phosphate, TCP; magnesium phosphate. MgP, calcium carbonate, CC and magnesium carbonate. MgC) as seed crystals. The UCS of the CPC-Chem test pieces cemented with TCP and CC was significantly greater than that of the test pieces with no added powders. The UCS of the test pieces with TCP and CC additives exceeded the targeted value of 100 kPa and increased to a maximum of 261.4 kPa and 209.7 kPa for the test pieces with TCP and CC additives, respectively. Furthermore, the UCS of test pieces with 1 wt% or 5 wt% TCP and 1 wt% CC additives was maintained at a level exceeding 200 kPa for 168 days. SEM observations revealed net-like and three-dimensional structures in segments of test pieces cemented with 1 wt% or 5 wt % TCP and 1 wt% CC in CPC-Chem, which could have been the reason of the long-term stability of UCS (over 200 kPa for 168 days) observed in this study. These results suggest that the addition of TCP and CC significantly enhances the ground improvement afforded by CPC-Chem. (C) 2013 The Japanese Geotechnical Society. Production and hosting by Elsevier B.V. All rights reserved.
  • Geological structure of beachrock by geophysical exploration: applicayio to Yagaji Island in Okinawa, Japan　　　　　　　　　　　　　　　
    Kubo, R, Kawasaki, S, Suzuki, K, Yamaguchi, S, Hata, T
    Proceedings of the 11th Society of Exploration Geophysics of Japan International Symposium, Paper ID: 051, 2013年11月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • A study of the formation mechanism of beachrock in Okinawa, Japan: Toward making artificial rock　　　　　　　　　　　　　　　
    Danjo, T, Kawasaki, S
    Proceedings of the Third International Conference on Geotechnique, Construction Materials and Environment (GEOMATE 2013), 101, 106, 2013年11月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Effect of Addition of Phosphate Powder on Unconfined Compressive Strength of Sand Cemented with Calcium Phosphate Compound
    Satoru Kawasaki, Masaru Akiyama
    MATERIALS TRANSACTIONS, 54, 11, 2079, 2084, JAPAN INST METALS, 2013年11月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, For the purpose of improving a novel grout composed of a calcium phosphate compound (CPC-Chem), we have conducted an unconfined compressive strength (UCS) test on samples cemented with CPC-Chem and tricalcium phosphate (TCP) powder. The UCS of these test samples was significantly larger than the UCS of the non-additive test samples. The UCS reached the targeted value of over 100 kPa, and after 28 days of curing, reached a maximum of 261.4 kPa. Additionally, the pH of the samples cemented with CPC-Chem and TCP powder was weakly acidic. These results suggest that the novel geotechnical method using a combination of CPC-Chem and TCP powder has the potential to be used as a non-contaminating and recyclable application, as a biogrout that uses microbial activity and for ground improvement because it satisfies the strength requirements for practical use.
  • 電気探査・表面波探査によるビーチロックの地下構造－沖縄県名護市屋我地島沿岸地点での適用例－
    鈴木浩一, 川﨑 了, 久保良介, 山口伸治, 畠 俊郎
    物理探査, 66, 4, 277, 285, 社団法人 物理探査学会, 2013年10月, ［査読有り］
    日本語, 研究論文（学術雑誌）, 沿岸域で適用可能な自己修復能力を持つ人工岩盤に関する研究は，環境に負荷を与えず低コストで海岸堤防を建設する上で重要と考えられ，自然材料（微生物，砂，貝殻，サンゴ片，海藻など）を用いて厳しい気象条件に耐えうる強度の人工岩盤を比較的短期間で形成させることを目標としている。その一つのモデルとして，熱帯・亜熱帯地域のサンゴ礁沿岸域に存在するビーチロックが着目されているが，その地下構造を明らかにした調査事例はほとんどない。そこで，沖縄県内に数多く分布が確認されているビーチロックの地下構造を地表面から非破壊で明らかにすることを目的に，電気探査法および表面波探査法を行った。また，ビーチロック試料を用いた室内試験によりその物理特性を計測した。その結果，ビーチロックはその下部にある未固結の砂層より明らかに比抵抗と弾性波速度が大きく，その厚さは最大1m程度で海側に近いほど厚さは増加する傾向があることが分かった。
  • Estimation of regional stress state and Young's modulus by back analysis of mining-induced deformation
    J. Kodama, T. Miyamoto, S. Kawasaki, Y. Fujii, K. Kaneko, P. Hagan
    INTERNATIONAL JOURNAL OF ROCK MECHANICS AND MINING SCIENCES, 63, 1, 11, PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD, 2013年10月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, A method to evaluate regional stress state and Young's modulus by analyzing the mining-induced deformation of ground is proposed. The effect of changes in regional strain state due to tectonic plate motion can be accounted for using the proposed method. Mining-induced deformation can manifest itself as changes in ground surface geometry resulting from mining activity. There are three underlying factors that can contribute to the deformation, these being: displacement induced by the effect of gravity; displacement induced by the effect of horizontal regional strain; and, incremental change in the horizontal regional strain. Both regional strain and Young's modulus can be simultaneously estimated, because the displacement induced by the regional strain is independent of the Young's modulus and the displacement induced by the gravity is inversely proportional to the Young's modulus. The relative displacement arising from the mining excavation at the Torigatayama limestone mine in Japan has been measured by GPS. Both the regional stress state and Young's modulus were estimated by back analysis of the relative displacement using a 3-D finite element method. It was shown that back analysis based on changes in distance between the measurement points provides a more reliable estimation than that could be achieved based on the direct relative displacement. (C) 2013 Elsevier Ltd. All rights reserved.
  • Beachrock mapping by geophysical exploration: Application to Yagaji Island in Okinawa, Japan
    Kubo, R, Kawasaki, S, Suzuki, K, Yamaguchi, S, Hata, T
    Proceedings of EUROCK 2013 - The ISRM International Symposium, Rock Mechanics for Resources, Energy and Environment, 299, 304, 2013年09月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • A study of the formation mechanism of beachrock in Okinawa, Japan: toward making artificial rock
    Danjo, T, Kawasaki, S
    International Journal of GEOMATE, 5, 1, 634, 639, The GEOMATE International Society, 2013年09月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • セメント物質に着目したビーチロックの形成メカニズムに関する考察
    檀上 尭, 川﨑 了
    Journal of MMIJ, 129, 7, 520, 528, The Mining and Materials Processing Institute of Japan, 2013年07月, ［査読有り］
    日本語, 研究論文（学術雑誌）, Beachrocks are coastal deposits cemented mainly by calcium carbonate cement; these deposits are found in the tidal zone of sandy beaches in tropical and subtropical regions. Manmade beachrocks have the potential to inhibit coastal erosions; considering this important application, we performed field investigations and laboratory tests to understand the formation mechanisms of beachrocks in Okinawa and Ishikawa, Japan. We performed a needle penetration test, determination of viable count, elemental analyses and mineral analysis. Our investigation of the formation mechanisms of the beachrocks showed that in Okinawa, the evaporation of seawater and/or urease activity of the microorganisms may have resulted in the precipitation of high Mg calcite (HMC), leading to the formation of beachrocks. On the other hand, in Ishikawa, beachrocks and sand were present near a spring. Here, the pH value of the spring was in the range 4.7 and it has a higher concentration of Al3+. The mixing of spring water with seawater could have led to the precipitation of the cement containing Al and Si between sand particles and, thus resulting in the formation of the beachrock. Therefore, we have interpreted the formation mechanisms of beachrocks.
  • 電気探査・表面波探査によるビーチロックの地下構造 : 沖縄県名護市屋我地島沿岸地点での適用
    鈴木 浩一, 川崎 了, 久保 良介, 山口 伸治, 畠 俊郎
    物理探査学会学術講演会講演論文集 = Proceeding of the SEGJ Conference, 128, 150, 153, 物理探査学会, 2013年06月13日
    日本語
  • Unique grout material composed of calcium phosphate compounds
    Kawasaki, S, Akiyama, M
    International Journal of GEOMATE, 4, 1, 429, 435, The GEOMATE International Society, 2013年03月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Evaluation of Porosity and Its Variation in Porous Materials Using Microfocus X-ray Computed Tomography Considering the Partial Volume Effect
    Masaji Kato, Manabu Takahashi, Satoru Kawasaki, Toshifumi Mukunoki, Katsuhiko Kaneko
    MATERIALS TRANSACTIONS, 54, 9, 1678, 1685, JAPAN INST METALS, 2013年, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, The physical properties of two-phase materials depend on their internal structure. Therefore, segmentation of the structure of such materials is important in material sciences. In this study, we used a maximum likelihood thresholding method that considered the partial volume effect -i.e., the effect of mixels (mixed pixels)- to calculate the porosities of packed glass beads and the Berea sandstone using microfocus X-ray computed tomography (CT) images. We also examined the effects of scanning conditions on the segmentation results and assessed the porosity of possible packing structures of the glass beads to be segmented to be 33-37% based on histogram data. Moreover, we evaluated the porosity of the Berea sandstone to be 18%.
    Then, we examined variation in the porosity of biogrouted packing of glass beads using a microfocus X-ray CT scanner and histogram-based image analysis with the same thresholding method. Our results indicated that the ratio of grouted to ungrouted geomaterial porosities was 0.98, whereas the value estimated by measuring changes in the concentration of calcium ions was 0.98-0.99. Thus, we have confirmed that the proposed method can evaluate small changes in porosity with high accuracy.
  • ビーチロックの強度増加に及ぼす影響因子に関する考察　　　　　　　　　　　　　　　
    檀上 尭, 川﨑 了
    第13回岩の力学国内シンポジウム&第6回日韓ジョイントシンポジウム講演論文集, 617, 622, 2013年01月
    日本語, 研究論文（研究会，シンポジウム資料等）
  • Unique grouting material composed of calcium phosphate compounds　　　　　　　　　　　　　　　
    Kawasaki, S, Akiyama, M
    Proceedings of the Second International Conference on Geotechnique, Construction Materials and Environment (GEOMATE 2012), 40, 46, 2012年11月, ［招待有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Electrophoresis of bacteria and electro-biogrouting　　　　　　　　　　　　　　　
    Hamed A. Keykha, Bujang B. K. Huat, Afshin Asadi, S. Kawasaki
    Proceedings of the Second International Conference on Geotechnique, Construction Materials and Environment (GEOMATE 2012), 230, 233, 2012年11月
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • 沖縄本島ビーチロックの物理・力学特性
    檀上 尭, 川﨑 了
    応用地質, 53, 4, 191, 200, 一般社団法人 日本応用地質学会, 2012年10月, ［査読有り］
    日本語, 研究論文（学術雑誌）, 筆者らは，国内外の文献において報告例が少ないビーチロックの物理・力学特性を把握し，さらに一軸圧縮強度と各種特性の相関を検討することを目的として，原位置試験および室内試験を実施した．その結果，ビーチロックの湿潤状態における一軸圧縮強度は，調査地点A，M，Gでそれぞれ平均値11.14 MPa，標準偏差4.50 MPa（サンプル数6本），平均値19.91 MPa，標準偏差7.68 MPa（サンプル数3本），平均値42.23 MPa，標準偏差12.64 MPa（サンプル数6本）であった．また，ビーチロックは時間の経過に伴って，含水比が低下し，密度および一軸圧縮強度が増加しており，一軸圧縮強度qu（MPa）と形成年代t（y Cal BP）の間には，qu＝0.00000654 t2＋0.0101t（相関係数は0.825）なる傾向がみられた．
  • Improvement in the unconfined compressive strength of sand test pieces cemented with calcium phosphate compound by addition of calcium carbonate
    Masaru Akiyama, Satoru Kawasaki
    ECOLOGICAL ENGINEERING, 47, 264, 267, ELSEVIER SCIENCE BV, 2012年10月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, We added calcium carbonate (CC) powder to a novel grout made from calcium phosphate compound (CPC-chem) to increase the ground strength improvement afforded by CPC-chem. We conducted the unconfined compressive strength (UCS) test and scanning electron microscopy (SEM) observation on test pieces cemented with CPC-chem and CC powder. The UCS of test pieces cemented with CPC-chem and CC powder was significantly higher than that of test pieces cemented without CC powder, and it reached a maximum of 209.7 kPa. The UCS of test pieces cemented with CC powder and deionized water was 12.5 kPa, which was similar to that of test pieces cemented with deionized water only (10 kPa). SEM observation revealed mesh-like and three-dimensional structures in the segment of the test piece cemented with CPC-chem and 1 wt% of CC, which showed UCS of over 200 kPa and the minimum axial strain rate among all cases in this study. These results suggest that the addition of CC powder significantly enhances the ground improvement afforded by CPC-chem. (c) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.
  • リン酸カルシウム化合物によって固化した砂供試体の一軸圧縮強さに及ぼす各種粉末添加の影響
    秋山 克, 川﨑 了
    地盤工学ジャーナル, 7, 3, 491, 501, 2012年09月, ［査読有り］
    日本語, 研究論文（学術雑誌）
  • Segmentation of multi-phase X-ray computed tomography images of porous materials considering partial volume effect　　　　　　　　　　　　　　　
    Kato, M, Yamanaka, H, Takahashi, M, Kawasaki, S, Kaneko, K
    Proceedings of the 2012 World Congress on Advances in Civil, Environmental, and Materials Research (ACEM' 12), 278, 294, 2012年08月
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • 文献調査によるビーチロックの諸特性－ビーチロックを模擬した人工岩の開発を目指して－
    檀上 尭, 川﨑 了
    応用地質, 53, 3, 129, 141, 日本応用地質学会, 2012年08月, ［査読有り］
    日本語, 研究論文（学術雑誌）
  • Properties of beachrocks in Okinawa and Ishikawa, Japan　　　　　　　　　　　　　　　
    Danjo, T, Kawasaki, S
    Proceedings of the 34th International Geological Congress, 1521, 2012年08月
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • Microbially mediated sand solidification using calcium phosphate compounds
    Masaru Akiyama, Satoru Kawasaki
    ENGINEERING GEOLOGY, 137, 29, 39, ELSEVIER SCIENCE BV, 2012年06月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, To evaluate the potential utility of a new calcium-phosphate-compound (CPC)-based biogrout (CPC biogrout), we conducted unconfined compressive strength (UCS) tests and scanning electron microscope (SEM) observations of sand test pieces cemented with CPC biogrout. The CPC biogrout was produced using (1) soil extracts that contained microorganisms derived from one of two soils, which had different pH values, and (2) one of three amino acids or urea as a pH-increasing reactant. A temporal increase in pH was observed in slightly acidic soil by the addition of ammonia sources. On the other hand, there was no significant increase in pH in slightly alkaline soil except for that due to urea. In most cases, the UCS of the test pieces cemented with CPC biogrout produced using soil extracts from acidic soil along with an ammonia source was higher than that of the test pieces cemented with CPC biogrout produced without the addition of ammonia sources. SEM observation of test pieces with UCS of over 50 kPa showed the presence of whisker-like CPC crystals. These results suggest that CPC biogrout affords sufficient strength as a countermeasure for soil liquefaction and that amino acids can be used as new pH-increasing reactants for CPC biogrout In addition, they suggest that either CPC biogrout or CPC chemical grout alone, or a combination of the two grouts, can be used depending on the various properties of grounds and soils. (C) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.
  • Electro-Biogrouting and Its Challenges
    Hamed A. Keykha, Bujang B. K. Huat, Afshin Asadi, Satoru Kawasaki
    INTERNATIONAL JOURNAL OF ELECTROCHEMICAL SCIENCE, 7, 2, 1196, 1204, ELECTROCHEMICAL SCIENCE GROUP, 2012年02月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, Biogrouting is a new method to stabilize sandy soils through precipitation of CaCO3 between grains. This process decreases the permeability about 98% and increases the soil strength up to 12Mpa. It is created by bacterium Bacillus Pasteurii and enzyme urease that hydrolyze urea to carbonic dioxide and ammonia. A major problem in biogrouting is the distribution of bacteria injected into the soils. The bacteria grows more in at 30-37 degrees C and pH 9.2, but cannot be distributed homogeneously in soil through biogrouting technique. It depends on the grain size, mineralogy, and properties of the pore fluid. The electrokinetic (EK) technique transports charged particles and fluid in porous media. This technology moves a wide range of particles, including ions, metals and organics. The Bacillus bacteria are rod-shaped bacterium with many negative charges in the surface. The electrokinetic can probably transport bacteria towards the cathode in an experimental cell and can distribute them uniformly in porous media of soils for fertile biogrouting. It explains a wide range of diffusion of bacteria influenced electric current. However, basic environment electrokinentic phenomena can probably affect bacterial membrane composition and metabolic activity, but it also justifies an increase of soil pH and can provide a positive effect on microbial activity and bacterial community of Bacillus Pasteurii. Furthermore distribution of the urease enzyme could be possible in electrokinetic environment since the urease enzyme has a negative charge at pH of more than 5.5. The urease enzyme is a negatively charged at a pH more than 5.5 which is able to move and diffuse in electrical environment.
  • 高有機質土（泥炭）由来の土壌微生物による炭酸カルシウム析出技術に関する実験的研究
    畠 俊郎, 佐藤厚子, 川﨑 了, 阿部廣史
    土木学会論文集C（地圏工学）, 68, 1, 31, 40, 2012年, ［査読有り］
    日本語, 研究論文（学術雑誌）
  • ビーチロックの物理・力学特性　　　　　　　　　　　　　　　
    檀上 尭, 川﨑 了
    第41回岩盤力学に関するシンポジウム講演集, 89, 94, 2012年
    日本語, 研究論文（研究会，シンポジウム資料等）
  • Novel grout material comprised of calcium phosphate compounds: In vitro evaluation of crystal precipitation and strength reinforcement
    Masaru Akiyama, Satoru Kawasaki
    ENGINEERING GEOLOGY, 125, 119, 128, ELSEVIER SCIENCE BV, 2012年01月, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）, Calcium phosphate compounds (CPCs) have unique physicochemical properties. As grout material, they afford many advantages such as adequate physical strength, self-setting property, pH dependence of precipitation, non-toxicity, and recyclability. To apply CPCs to the permeability control and reinforcement of ground soil and rock, we explored suitable conditions for in vitro CPC precipitation, conducted unconfined compressive strength (UCS) tests of Toyoura sand test pieces cemented by CPC, and carried out observations and elemental analysis of precipitated CPC crystals. Two kinds of phosphate stock solution and two kinds of calcium stock solution were used to prepare the reaction mixtures, and CPC precipitation was detected in all reaction mixtures. The volume of CPC precipitation in the reaction mixture increased as the pH rose from strongly acidic to around neutral. The UCS of Toyoura sand test pieces cemented by 1.5 M diammonium phosphate and 0.75 M calcium acetate tended to increase with time, reaching a maximum of 63.5 kPa after 14 days of curing. Conversely, the UCS of test pieces cemented by using calcium nitrate was below 20 kPa and showed no significant increase in strength. CPC precipitation with calcium nitrate induced the formation of plate-like crystals, whereas that with calcium acetate induced whisker-like crystals. Elemental analysis of the cemented test pieces showed that the distributions of phosphorus and calcium were similar. The results indicate the practical feasibility of using novel CPC grouts as chemical grouts because of their self-setting property, and as biogrouts because of their crystal structure and pH dependence of precipitation. (C) 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.
  • New grouting materials using calcium phosphate compounds
    M. Akiyama, S. Kawasaki
    HARMONISING ROCK ENGINEERING AND THE ENVIRONMENT, 1449, 1452, CRC PRESS-TAYLOR & FRANCIS GROUP, 2012年
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, To develop novel rock grout materials using Calcium Phosphate Compounds (CPC), we explored suitable conditions for CPC precipitation in vitro, conducted Unconfined Compressive Strength (UCS) tests of sand test pieces cemented by CPC, and observed precipitated CPC crystals by scanning electron microscopy. The volume of CPC precipitation in the reaction mixture increased with pH, rising from weakly acidic to around neutrality. Sand test pieces cemented with a reaction mixture containing 1.5M diammonium phosphate and 0.75M calcium acetate showed a tendency for the UCS to increase with time, reaching a maximum of 87.6 kPa. CPC precipitation via calcium nitrate treatment induced the formation of platelike crystals, whereas that via calcium acetate treatment induced whisker-like crystals. The results indicate the fundamental feasibility of novel CPC rock grouts including chemical grouts using the self-setting property of CPC, and biogrouts using the pH dependence of the precipitation and crystal structure of CPC.
  • Property evaluation of beachrock based on field investigation in Okinawa Island, Japan
    T. Danjo, S. Kawasaki
    HARMONISING ROCK ENGINEERING AND THE ENVIRONMENT, 949, 952, CRC PRESS-TAYLOR & FRANCIS GROUP, 2012年
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, Beachrock is a coastal deposit with calcium carbonate and/or silica cement in the tidal zone of sandy beaches. Considering the application of man-made beachrock to preserve submerged-looking islands, we performed a literature survey and a field investigation to understand essential beachrock characteristics. We found that 90% of beachrocks worldwide were distributed within latitude of approximately 40 degrees north of the southern circle. It was also found that beachrock formed from several decades ago to around 7350 years ago. Furthermore, the main elements in beachrock worldwide differed. The beachrock in Okinawa, Japan mainly consisted of Ca and C. The unconfined compression strength, q(u), was from 5.63 to 57.80MPa. The relation between qu and formative age, t, was q(u) = 0.0141t. From these results, we obtained a wealth of data to build man-made beachrock.
  • リン酸カルシウム化合物を用いた新しい地盤注入材に関する基礎的研究－アンモニア供給源および土壌微生物の添加が供試体の一軸圧縮強さに及ぼす影響－
    秋山 克, 川﨑 了, 青井標野
    地盤工学ジャーナル, 6, 4, 513, 524, 2011年, ［査読有り］
    日本語, 研究論文（学術雑誌）
  • 微生物機能を利用した地盤改良技術　　　　　　　　　　　　　　　
    川﨑 了
    地盤と建設, 29, 1, 11, 18, 2011年, ［査読有り］, ［招待有り］
    日本語, 研究論文（学術雑誌）
  • Relationship between crystal features of calcium phosphate compounds in chemical grout and unconfined compression strength of grouted sand　　　　　　　　　　　　　　　
    Aoi, S, Kawasaki, S, Akiyama, M
    Proceedings of International Conference "Environmental Geosciences and Engineering Survey for Territory Protection and Population Safety", 504, 508, 2011年
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • リン酸カルシウム化合物を用いた新しい地盤注入材に関する基礎的研究－結晶析出試験と砂供試体の一軸圧縮試験－
    秋山 克, 川﨑 了
    地盤工学ジャーナル, 6, 2, 341, 350, 2011年, ［査読有り］
    日本語, 研究論文（学術雑誌）
  • マイクロフォーカスX線CTを用いた二相構成材料の内部構造の相分離に関する基礎的検討
    山中裕史, 川﨑 了, 加藤昌治, 椋木俊文, 金子勝比古
    地盤工学ジャーナル, 6, 2, 273, 284, 2011年, ［査読有り］
    日本語, 研究論文（学術雑誌）
  • 微生物代謝による液状化対策に関する動的遠心模型実験
    稲垣由紀子, 塚本将康, 森 啓年, 中島 進, 佐々木哲也, 川﨑 了
    地盤工学ジャーナル, 6, 2, 157, 167, 2011年, ［査読有り］
    日本語, 研究論文（学術雑誌）
  • 微生物代謝を利用したバイオカバーソイルの開発に関する基礎的研究
    椋木俊文, 川﨑 了, 下屋敷覚弘, 吉永智昭
    地盤工学ジャーナル, 5, 4, 545, 553, 2010年, ［査読有り］
    日本語, 研究論文（学術雑誌）
  • 地盤注入工法分野での生分解性プラスチックを用いた注入管の適用性検討
    寺島 麗, 島田俊介, 小山忠雄, 川﨑 了
    地盤工学ジャーナル, 5, 3, 425, 435, 2010年, ［査読有り］
    日本語, 研究論文（学術雑誌）
  • Estimation of regional stress state and Young's modulus by analyzing mining induced deformation
    E. Nishiyama, T. Miyamoto, J. Kodama, S. Kawasaki, K. Kaneko, Y. Yoshida
    ROCK MECHANICS IN CIVIL AND ENVIRONMENTAL ENGINEERING, 681, 684, CRC PRESS-TAYLOR & FRANCIS GROUP, 2010年
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, A method to evaluate regional stress state and Young's modulus by analyzing mining induced deformation of ground is proposed. Mining induced deformation is interpreted as the deformation due to the geometrical change of ground surface caused by mine activity and it is classified into two types, i.e., the displacement increment induced by the gravity and that by the horizontal regional strain. It is pointed out that both regional strain and Young's modulus can be estimated by analyzing the mining induced deformation, because the displacement induced by the regional strain is independent of the Young's modulus and the displacement induced by the gravity is in inversely proportional to the Young's modulus. The relative displacement arising from mine excavation in Torigatayama limestone mine, Japan have been measured by GPS. Both the stress state and Young's modulus of the regional field including the limestone mine were estimated by back-analysis using three dimensional finite element method. It is shown that the maximum principal direction of the regional stress is almost NE-SW and Young's modulus of the ground is between 3 and 6 GPa.
  • 土壌微生物による炭酸カルシウム析出に及ぼす温度の影響
    川﨑 了, 小潟 暁, 広吉直樹, 恒川昌美, 金子勝比古, 寺島 麗
    応用地質, 51, 1, 10, 18, 一般社団法人 日本応用地質学会, 2010年, ［査読有り］
    日本語, 研究論文（学術雑誌）, 筆者らは, 土や岩の代表的なセメント物質である炭酸カルシウムまたはシリカを主成分とし, 微生物の代謝活動により土や岩の間隙や岩の割れ目を自然に閉塞させる新たな概念に基づくグラウト, すなわち, バイオグラウトを開発するための基礎的な研究を実施中である. 本論文では, 炭酸カルシウムを用いたバイオグラウト, すなわち, 炭酸カルシウム法に関して検討を実施した結果について報告する. 具体的には, 日本各地より採取した自然の土壌中に生息する微生物を用いて試験管による炭酸カルシウムの析出試験を行い, 試験時における温度の違いが炭酸カルシウム析出に与える影響について調査した. その結果, 温度5～35℃の低～中温域において, 土壌微生物により炭酸カルシウムが試験管内に析出することが示唆された. 一方, 試験に用いた土壌微生物の菌数測定および遺伝子解析を実施し, 試験前後の土壌中に含まれる微生物相の変化に関して, 生菌数, 最も出現頻度の高い菌の菌数およびその帰属分類群を用いることにより比較を行った. その結果, それらは主にPenicillium属およびAspergillus属の菌類であり, 有機栄養源を活発に代謝することにより菌数が増加したものと推定された.
  • 溶媒のpHおよび有機栄養源がバイオカバーソイルの生成と特性に及ぼす影響評価に関する基礎的研究
    椋木俊文, 吉永智昭, 川﨑 了
    地盤工学ジャーナル, 5, 1, 69, 80, 2010年, ［査読有り］
    日本語, 研究論文（学術雑誌）
  • Evaluation of porosity in geomaterials treated with biogrout considering partial volume effect
    Kobayashi, Y, Kawasaki, S, Kato, M, Mukunoki, T, Kaneko, K
    Proceedings of the 3rd International Workshop on X-Ray CT for Geomaterials: GeoX 2010, 287, 294, 2010年, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • X線CT法によるバイオグラウト処理された供試体内部の間隙率評価　　　　　　　　　　　　　　　
    小林優矢, 川﨑 了, 加藤昌治, 椋木俊文, 金子勝比古
    第39回岩盤力学に関するシンポジウム講演集, 213, 217, 2010年
    日本語, 研究論文（研究会，シンポジウム資料等）
  • バイオグラウト処理された地盤材料を用いた間隙率評価手法に関する検討
    小林優矢, 川﨑 了, 加藤昌治, 椋木俊文, 金子勝比古
    Journal of the Mining and Materials Processing Institute of Japan, 125, 10/11, 540, 546, The Mining and Materials Processing Institute of Japan, 2009年, ［査読有り］
    日本語, 研究論文（学術雑誌）, This study considers a method for evaluation of porosity of biogrouted geomaterials. First, we visualized the internal structures of the specimens by using micro-focused X-ray CT scanner. We tested Souma sand, gum tips, plastic pellets, steel balls and glass beads as geomaterial to find suitable geomaterials for evaluation of porosity: geomaterials whose CT-number histogram was bimodal. The results clarified that one of the geomaterials, glass beads whose particle size was 0.50-0.71mm, was suitable for evaluation of porosity. Second, we calculated the porosity of the glass beads by using a method for evaluation of porosity based on a maximum likelihood thresholding method considering the effect of mixels. The result showed that the ratio of the porosity of grouted geomaterial to that of ungrouted geomaterial was 0.98 to 0.99. On the other hand, the value estimated by the measurement of changes in concentration of calcium ion was 0.98. Thus, both values closely agreed. Therefore, this study clarifies that the method enables us to evaluate small change in porosity with great accuracy.
  • Temperature dependence of calcium carbonate precipitation for biogrout　　　　　　　　　　　　　　　
    Ogata, S, Kawasaki, S, Hiroyoshi, N, Tsunekawa, M, Kaneko, K, Terajima, R
    Proceedings of the Regional Symposium of the International Society for Rock Mechanics, EUROCK 2009, 339, 344, 2009年
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • 農業用ため池底泥のバイオ固化処理に関する基礎的研究
    清田佳奈, 村上 章, 川﨑 了
    応用地質, 50, 2, 70, 78, 一般社団法人日本応用地質学会, 2009年, ［査読有り］
    日本語, 研究論文（学術雑誌）, 農業用ため池に堆積する土砂(以後,「底泥」とする)は水質改善や貯水効率維持のために浚渫されるが,高含水比であるのでそのまま運搬することができず,処理も難しい.本研究では,環境に配慮して底泥を処理し再利用する手段を新たに開発するため,シリカコロイド溶液と微生物代謝を利用したバイオ固化処理の可能性を確認することを目的として,ため池底泥を対象に室内試験を実施した.具体的には,底泥を対象土とし,シリカグラウト溶液,イースト菌,グルコースを用いた固化材(以後,「バイオ固化材」と称する)の配合比の検討を行い,シリカグラウト溶液5ml,イースト菌1.25g,グルコース0.3gのバイオ固化処理により処理可能な底泥量が5gであることを把握した後,底泥中の微生物や有機栄養源がバイオ固化処理に利用できることを確認した.次に,液性限界・塑性限界試験を行い,バイオ固化処理により塑性指数が低下することを明らかにした.さらに,フォールコーン試験を行い,バイオ固化処理の前後における貫入量を比較することで,同一の含水比状態ではバイオ固化処理により底泥が硬化することが明らかとなった.
  • Effect of temperature on rate of CaCO3 precipitation for biogrouting process　　　　　　　　　　　　　　　
    Ogata, S, Kawasaki, S, Hiroyoshi, N, Tsunekawa, M, Kaneko, K, Terajima, R
    Proceedings of 3rd International Workshop and Conference on Earth Resources Technology, 12, 17, 2009年, ［査読有り］
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • 微生物代謝により固化するシリカ系地盤注入材バイオグラウトの基礎研究
    寺島 麗, 島田俊介, 小山忠雄, 川﨑 了
    土木学会論文集C, 65, 1, 120, 130, 2009年, ［査読有り］
    日本語, 研究論文（学術雑誌）
  • 微生物代謝を利用したグラウトにおける炭酸カルシウム析出の温度依存性　　　　　　　　　　　　　　　
    小潟 暁, 川﨑 了, 広吉直樹, 恒川昌美, 金子勝比古, 寺島 麗
    第38回岩盤力学に関するシンポジウム講演論文集, 120, 124, 2009年
    日本語, 研究論文（研究会，シンポジウム資料等）
  • Effect of temperature on precipitation of calcium carbonate for biogrout　　　　　　　　　　　　　　　
    Ogata, S, Kawasaki, S, Hiroyoshi, N, Tsunekawa, M, Kaneko, K, Terajima, R
    Proceedings of the Korean Rock Mechanics Symposium 2008 -International Cooperation and Rock Engineering for Development of Mineral Resources and Infrastructures-, 271, 277, 2008年
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • 掘削変形計測による広域応力と地盤ヤング率の評価
    西山えるむ, 宮本高充, 児玉淳一, 川﨑 了, 金子勝比古
    Journal of the Mining and Materials Processing Institute of Japan, 124, 9, 570, 575, The Mining and Materials Processing Institute of Japan, 2008年, ［査読有り］
    日本語, 研究論文（学術雑誌）, A method to evaluate the regional stresses and the Young's modulus by analyzing mining induced deformation of the ground is proposed.
    Mining induced deformation is interpreted as the deformation due to the geometrical change of the ground surface caused by mine activity and it is classified in two types, i.e., the displacement increment induced by gravity and that by the horizontal regional strain. It is pointed out that both the regional strain and Young's modulus can be estimated by analyzing the mining induced deformation, because the displacement induced by the regional strain is independent of the Young's modulus and the displacement induced by the gravity is inversely proportional to the Young's modulus.
    The relative displacement due to mine excavation in Torigatayama mine were measured by GPS (Global Positioning System) and the regional stress state and Young's modulus were estimated by a back-analysis using three dimensional finite element method. It is shown that the maximum principal direction of regional stresses is almost NE-SW and Young's modulus of the ground is 3 to 6GPa in the present field.
  • 鳥形山鉱山における広域応力と地盤ヤング率の検討　　　　　　　　　　　　　　　
    西山えるむ, 宮本高充, 児玉淳一, 川﨑 了, 金子勝比古
    第12回岩の力学国内シンポジウム講演論文集, 281, 287, 2008年
    日本語, 研究論文（研究会，シンポジウム資料等）
  • 微生物代謝を用いたシリカ系注入材バイオグラウトの開発　　　　　　　　　　　　　　　
    寺島 麗, 島田俊介, 小山忠雄, 市川智史, 川﨑 了, 広吉直樹
    第12回岩の力学国内シンポジウム講演論文集, 239, 244, 2008年
    日本語, 研究論文（研究会，シンポジウム資料等）
  • バイオグラウトにおける炭酸カルシウムの析出に及ぼす温度の影響　　　　　　　　　　　　　　　
    川﨑 了, 小潟 暁, 広吉直樹, 恒川昌美, 金子勝比古, 寺島 麗
    地盤工学会北海道支部技術報告集, 48, 27, 30, 2008年
    日本語, 研究論文（研究会，シンポジウム資料等）
  • エコーチップによる人工風化岩の風化層厚の推定
    川崎 了, 趙 祥鎬, 金子 勝比古
    応用地質, 48, 4, 162, 169, 一般社団法人日本応用地質学会, 2007年
    日本語, 一般に,岩石は自然の浸食や人工的な掘削などによって地表にさらされると酸化され,結果的に岩石の強度が低下する.このような風化作用を受けた岩石の風化層厚を現場において非破壊,簡易,定量的に推定することができれば,応用地質学および地盤工学などの分野において有効と考えられる.筆者らは,ボーリングコアなどの岩石あるいは露頭している岩盤の比較的薄い表層の風化層厚を非破壊,簡易,定量的に推定する手法を新たに開発するために,風化した岩石を模擬した4種類の人工風化岩を作製し,それらを用いたエコーチップ反発硬度試験を行った.そして,とくに人工風化岩の風化層厚および風化層と未風化層の反発硬度の比に注目し,実験的な検討を実施した.本論では,最初に岩石あるいは岩盤の表層における風化層厚を評価するための人工風化岩モデルについて説明する.次に,人工風化岩の風化層の作製方法および作製された風化層の均質性に関して検討した結果について述べる.最後に,人工風化岩の反発硬度と人工風化岩の風化層および未風化層の反発硬度を用いて,人工風化岩の風化層厚を非破壊,簡易,定量的に推定することができる新たな一手法について提案する.
  • エコーチップによる人工風化岩の風化層厚の推定
    川﨑 了, 趙 祥鎬, 金子勝比古
    応用地質, 48, 4, 162, 169, 一般社団法人日本応用地質学会, 2007年, ［査読有り］
    日本語, 研究論文（学術雑誌）, 一般に,岩石は自然の浸食や人工的な掘削などによって地表にさらされると酸化され,結果的に岩石の強度が低下する.このような風化作用を受けた岩石の風化層厚を現場において非破壊,簡易,定量的に推定することができれば,応用地質学および地盤工学などの分野において有効と考えられる.筆者らは,ボーリングコアなどの岩石あるいは露頭している岩盤の比較的薄い表層の風化層厚を非破壊,簡易,定量的に推定する手法を新たに開発するために,風化した岩石を模擬した4種類の人工風化岩を作製し,それらを用いたエコーチップ反発硬度試験を行った.そして,とくに人工風化岩の風化層厚および風化層と未風化層の反発硬度の比に注目し,実験的な検討を実施した.本論では,最初に岩石あるいは岩盤の表層における風化層厚を評価するための人工風化岩モデルについて説明する.次に,人工風化岩の風化層の作製方法および作製された風化層の均質性に関して検討した結果について述べる.最後に,人工風化岩の反発硬度と人工風化岩の風化層および未風化層の反発硬度を用いて,人工風化岩の風化層厚を非破壊,簡易,定量的に推定することができる新たな一手法について提案する.
  • 泥質岩の盤膨れに岩石組織が及ぼす影響 －能取層泥質岩の例－
    柏谷公希, 川﨑 了, 金子勝比古, 米田哲朗
    応用地質, 48, 2, 97, 102, 一般社団法人日本応用地質学会, 2007年, ［査読有り］
    日本語, 研究論文（学術雑誌）, 切土によって露出した新第三系中新統能取層泥質岩に一様でない盤膨れが発生した素因を,盤膨れの大きな箇所と小さな箇所のボーリングコアから採取した試料の鉱物組成,化学組成および岩石組織から考察した.試料の鉱物組成と化学組成に明確な差は認められないが,盤膨れの大きな箇所の試料は盤膨れの小さな箇所の試料よりも構成粒子が粗粒で,基質部へ蛍光剤入り樹脂が含浸しやすい.今回の盤膨れは,切土による露出で劣化した泥質岩が水の作用を受け,スメクタイトの膨潤などにより体積増加することで発生したとすると,粒度分布が異なることで生じた不連続構造の差異が盤膨れの大きさに影響を及ぼし,一様でない盤膨れを生じさせたと考えられる.
  • 微生物の代謝活動により固化する新しいグラウトに関する基礎的研究
    川﨑 了, 村尾彰了, 広吉直樹, 恒川昌美, 金子勝比古
    応用地質, 47, 1, 2, 12, 一般社団法人日本応用地質学会, 2006年, ［査読有り］
    日本語, 研究論文（学術雑誌）, 通常土壌には,1gあたり10^7〜10^9の微生物が含まれている.この非常に多くの微生物を,土や岩を対象とする工学の中でもとくに力学分野において利用することができれば,地球環境に配慮した新たな技術が開発されるものと期待される.筆者らは,土や岩の代表的なセメント物質の1つである炭酸カルシウムを主成分とし,微生物の代謝活動により土や岩の間隙や岩の割れ目を自然に閉塞させる新たな概念に基づくブラウト,すなわち,バイオグラウトを開発するための基礎的な室内試験を実施した.具体的には,市販のイースト菌および自然の土壌中に生息する微生物を用いて試験管による炭酸カルシウムの析出試験を行い,試験時の諸条件である温度,有機栄養源,緩衝溶液が炭酸カルシウムの析出に与える影響について検討した.また,バイオグラウトによる砂および粘土の透水特性の改良試験を実施し,バイオグラウト処理により両者の透水係数が処理前に比べて約1桁低下することを確認した.解決すべき残された課題は少なくないが,得られた試験結果より土壌微生物の代謝活動を利用したバイオグラウトによる地盤の物性改良およびバイオグラウトの開発に関して明るい見通しが得られた.
  • 微生物代謝により固化する新しいグラウトに関する基礎的検討　　　　　　　　　　　　　　　
    村尾彰了, 川﨑 了, 広吉直樹, 恒川昌美, 金子勝比古
    第34回岩盤力学に関するシンポジウム講演論文集, 417, 422, 2005年
    日本語, 研究論文（研究会，シンポジウム資料等）
  • Effect of water content on optical and mechanical properties of rocks
    F Shiraki, S Kawasaki, K Kaneko
    Contribution of Rock Mechanics to the New Century, Vols 1 and 2, 899, 902, MILLPRESS SCIENCE PUBLISHERS, 2004年
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, Relationships between optical and mechanical properties of rocks are discussed by paying attention to brightness and brightness difference of rocks with change of water content. In order to investigate effect of water content on optical and mechanical properties of several rocks, a series of laboratory test was conducted. The obtained results show that brightness and brightness difference could be one of the promising properties of rocks for estimating mechanical properties of rocks in a nondestructive manner.
  • 乾燥による岩石の物理的性質の変化に関する室内試験　　　　　　　　　　　　　　　
    白木文香, 川﨑 了, 金子勝比古
    第33回岩盤力学に関するシンポジウム講演論文集, 283, 288, 2004年
    日本語, 研究論文（研究会，シンポジウム資料等）
  • Estimation method for weathering thickness of man-made weathering rocks by using the Equotip hardness tester　　　　　　　　　　　　　　　
    Kawasaki, S, Kaneko, K
    Proceedings of the ISRM Regional Symposium EUROCK 2004 and 53rd Geomechanics Colloquy, 491, 494, 2004年
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Influence of the rock mass inhomogeneity caused by layer geometry on the regional stress field　　　　　　　　　　　　　　　
    Cho, S.H, Nakamura, K, Kawasaki, S, Yang, H.S, Sato, M, Nakama, S, Kaneko, K
    Tunnel and Underground Space, Journal of Korean Society for Rock Mechanics, 14, 2, 142, 153, 2004年, ［査読有り］
    英語, 研究論文（学術雑誌）
  • 岩石の色と物理的性質に及ぼす水分の影響
    川崎 了, 白木 文香, 金子 勝比古
    地盤工学研究発表会 発表講演集, 39, 561, 562, 公益社団法人 地盤工学会, 2004年
    一般に,岩石の物理的性質は水分の影響を受け,その影響は硬岩よりも特に空隙が比較的大きい軟岩において著しいことが知られている。そこで,初期状態として含水飽和している岩石を乾燥させた際に見られる色および物理的性質の変化に着目し,岩石を乾燥させる前後において色および種々の物理的性質の測定を実施した。本報告では,岩石の色および物理的性質の中でも特にP波速度,反発硬度,密度などの測定を非破壊で実施した室内試験および試験結果の概要について述べた後に,(1)物理的性質間の相関関係,(2)明度差に着目した物理的性質の相関関係,などについて検討した結果を示す。
  • 分光測色計を用いた鉱物および岩石の色測定　　　　　　　　　　　　　　　
    千引春菜, 川﨑 了, 金子勝比古
    第32回岩盤力学に関するシンポジウム講演論文集, 323, 328, 2003年
    日本語, 研究論文（研究会，シンポジウム資料等）
  • Estimation of regional stress and stress distribution
    S Kawasaki, K Nakamura, T Sato, S Nakama, K Kaneko
    ROCK STRESS, 419, 424, A A BALKEMA PUBLISHERS, 2003年
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, A method for estimating the global stress field from the local stress field evaluated by the field initial stress measurement is discussed. As for numerical analysis of rock stress measurement, few research examples quantitatively evaluate inhomogeneity of the three dimensional initial stress fields in rock masses. In order to grasp the effect of inhomogeneity of rock masses, a homogeneous rock model and an inhomogeneous rock model including different strata were made and the global stress fields were estimated. Furthermore, the method of back analysis of global strains was investigated by using plural stress measuring points in the region specified. As a result of these analyses, it was found that analyses of stress states in deep rock masses required consideration of structures and mechanical properties of each stratum.
  • 人工風化岩を用いた簡易反発硬度試験　　　　　　　　　　　　　　　
    阿部右吾, 川﨑 了, 金子勝比古
    第32回岩盤力学に関するシンポジウム講演論文集, 329, 334, 2003年
    日本語, 研究論文（研究会，シンポジウム資料等）
  • Evaluation of rock mass elastic constants by using earthmover load
    S Kawasaki, K Kaneko, Y Obara, N Nakamura, R Tsukayama
    FIELD MEASUREMENTS IN GEOMECHANICS, 513, 518, A A BALKEMA PUBLISHERS, 2003年
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, Using an earthmover as a loading source, an estimation method of elastic constants of rock masses is discussed. For regional rock masses, it is obvious that suitable large loads are required for field measurements of rock mass deformation. The present in-situ loading tests have, however, the limits of improving and scaling up of machinery and tools because of mechanical structure and/or economy of loading apparatus. It is, therefore, necessary to develop another different methodology from usual. Provided that an earthmover; which is generally used in a quarry, can be used as the weight of loading, loading tests of rock masses can be carried out without special and additional loading equipment. In anticipation of very small,deformation of the regional rock masses, deformation measurements with high accuracy are demanded. Consequently, the authors tried to solve this problem, by using a high-resolution tilt meter.
  • ダイレイタンシー拘束条件下の岩盤不連続面せん断特性
    谷本親伯, 鈴木淳也, 川﨑 了, 中原拓郎
    土木学会論文集, 2003, 736, 93, 102, 公益社団法人 土木学会, 2003年, ［査読有り］
    日本語, 研究論文（学術雑誌）, 本研究ではダイレイタンシー拘束条件下における, 人工岩を用いた一面せん断試験を行うことによって, そのせん断特性の把握を試みた. また, 異なるせん断方向におけるせん断特性の違いに関してもせん断試験を行うことによって検討を行った. それらのせん断試験の結果, せん断特性がせん断破壊の進行とともに破断するアスペリティーに大きく影響されることがわかった. そこで, 破断するアスペリティーの体積を推定する手法を考案し, その破断されるアスペリティーの体積をパラメータとして用いたせん断強度式を新たに提案した. そして, 自然岩に関する一面せん断試験を行い, 提案したせん断強度式の適用性について考察した.
  • 定圧およびダイレイタンシー拘束条件下の不連続性岩盤のせん断強度特性
    谷本親伯, 北村義宜, 川﨑 了, 宮田健治朗, 鈴木淳也
    土木学会論文集, 2002, 715, 83, 94, 公益社団法人 土木学会, 2002年, ［査読有り］
    日本語, 研究論文（学術雑誌）, 岩盤のせん断挙動には不連続面の凹凸が大きく関係しており, 凹凸と強度・変形特性との関係を明らかにすることは, 岩盤のせん断挙動を推定する上で重要である. この凹凸がせん断挙動に及ぼす影響は, せん断試験条件によって大きく異なるが, これまで試験条件によるせん断挙動の違いは十分に明らかにされていない. そこで本研究では自然の状態を保つ不連続面を有する人工供試体を作成し, 定圧およびダイレイタンシー拘束条件において一面せん断試験を行い, それぞれの試験条件におけるせん断強度特性について考察を行った. 特に, せん断中にアスペリティーが破断して変形を起こす状態を定量的に評価する手法を考案し, それぞれの試験条件においてアスペリティーの破断体積とせん断強度の間に高い相関が存在することを見出した.
  • 一面せん断試験による岩盤不連続面のせん断強度特性と弾性波伝播挙動
    谷本親伯, 宮田健治朗, 川﨑 了, 北村義宜, 鈴木淳也
    土木学会論文集, 2002, 715, 95, 105, 公益社団法人 土木学会, 2002年, ［査読有り］
    日本語, 研究論文（学術雑誌）, 本研究では, 自然の不連続面と同じ形状を有する人工供試体を作成し, 拘束圧一定条件とダイレイタンシー拘束条件の2つの異なる条件において一面せん断試験を行い, せん断試験と同時に弾性波伝播挙動を測定した. すなわち, 計測データから弾性波速度および第一波振幅値の算出を行い, せん断破壊の進展状態と振幅値の相関関係を考察した. また, 不連続面の表面形状が弾性波伝播挙動に与える影響を調べるためにラフネスの定量化も行った. これらの基礎実験の結果から, 弾性波ジオトモグラフィーを適用した場合の結果解析に当り, 弾性波伝播特性によって岩盤の緩み領域を評価することができるものと考える.
  • エコーチップ硬さ試験機による岩石の力学特性推定の試み
    川﨑 了, 谷本親伯, 小泉和広, 石川正基
    応用地質, 43, 4, 244, 248, 一般社団法人日本応用地質学会, 2002年, ［査読有り］
    日本語, 研究論文（学術雑誌）, 国内の数地点より採取された岩石コアを対象としたエコーチップ硬さ試験,一軸圧縮試験および弾性波試験を行い,得られた硬さ指標と力学特性の相関関係について検討を実施した.その結果,硬さ指標を用いて岩石の一軸圧縮強度が大略推定できる可能性が大きいことがわかった.
  • The development of property evaluation method for rock materials based on the simple rebound hardness test: Investigations on the effects of test conditions and fundamental properties
    S Kawasaki, M Yoshida, C Tanimoto, T Masuya
    ROCK MECHANICS: A CHALLENGE FOR SOCIETY, 103, 108, A A BALKEMA PUBLISHERS, 2001年
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, The Equotip hardness tester is one of the useful testers developed so as to understand elastic properties and strengths of metallic materials. It is picked up as the characteristics of the rester that a small sample is needed for the test, sampling time is short, and the tester is convenient for portable use. In case of applying the rester to an actual structure constructed in or on rock mass and a stone cultural heritage whose shape is complex, it is therefore expected that the tester is able to measure rapidly toward all test directions in the field. For the purpose of newly developing an evaluation method for rock materials using the tester, this paper reports on especially two objects such as 1) investigations on the effects of test conditions (i.e. considerations on the size, shape and roughness of rock samples), and 2) investigations on fundamental properties of unweathered rock samples (i.e. considerations on the relationships to physical and mechanical properties).
  • 風化岩を対象とした簡易反発硬度試験の適用性　　　　　　　　　　　　　　　
    吉田昌登, 川﨑 了, 谷本親伯, 舛屋 直
    第31回岩盤力学に関するシンポジウム講演論文集, 97, 101, 2001年
    日本語, 研究論文（研究会，シンポジウム資料等）
  • Deterioration phenomena and conservation methods of stone Buddha images in Japan
    S Kawasaki, C Tanimoto
    FRONTIERS OF ROCK MECHANICS AND SUSTAINABLE DEVELOPMENT IN THE 21ST CENTURY, 413, 416, A A BALKEMA PUBLISHERS, 2001年
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, The authors have investigated the deterioration phenomena, conservation and restoration of stone cultural heritages from the viewpoint of rock mechanics. This paper shows the state of the art of deterioration examinations, conservation and restoration of stone Buddha images in Japan.
  • エコーチップ反発硬度試験の岩石材料への適用性　　　　　　　　　　　　　　　
    吉田昌登, 川﨑 了, 谷本親伯, 舛屋 直
    第30回岩盤力学に関するシンポジウム講演論文集, 308, 312, 2000年
    日本語, 研究論文（研究会，シンポジウム資料等）
  • 簡易反発硬度試験による岩質材料の物性評価手法の開発－試験条件の影響と基本特性に関する調査－
    川﨑 了, 吉田昌登, 谷本親伯, 舛屋 直
    応用地質, 41, 4, 230, 241, 一般社団法人日本応用地質学会, 2000年, ［査読有り］
    日本語, 研究論文（学術雑誌）, 金属材料の弾性的性質や強度の把握を目的として開発された試験機の中に, スイス製のエコーチップ硬さ試験機がある.本試験機の特徴としては, 対象とする供試体が小さくて済むことや, 試験時間が短時間であること, 小型で計量であることから携帯性に優れていること, などが挙げられる.よって, 本試験機を実際の岩盤構造物や複雑な形状をした石造文化遺産に対して用いれば, 計測方向に関係なく迅速な作業が現場で可能になるものと期待される.本試験機を用いた岩質材料の物性評価手法を新たに開発するために, 本論文ではとくに, (1)試験条件が与える影響調査(岩石の寸法・形状や表面粗度などに関する検討), (2)新鮮な岩石を用いた基本特性調査(物理・力学特性との相関などに関する検討)の2項目に関して実施した結果を報告する.
  • 不連続性岩盤の弾性波伝播特性に関する検討
    宮田健治朗, 谷本親伯, 川﨑 了, 舛屋 直
    第30回岩盤力学に関するシンポジウム講演論文集, 178, 182, 2000年
    日本語, 研究論文（研究会，シンポジウム資料等）
  • 室内試験による岩石の比抵抗に関する基礎的研究　　　　　　　　　　　　　　　
    西澤亮総, 谷本親伯, 川﨑 了, 舛屋 直
    第30回岩盤力学に関するシンポジウム講演論文集, 188, 192, 2000年
    日本語, 研究論文（研究会，シンポジウム資料等）
  • 岩盤不連続面の表面形状の定量化とせん断強度の推定に関する研究　　　　　　　　　　　　　　　
    北村義宜, 谷本親伯, 川﨑 了, 舛屋 直
    第30回岩盤力学に関するシンポジウム講演論文集, 348, 352, 2000年
    日本語, 研究論文（研究会，シンポジウム資料等）
  • 二種混合体の圧縮特性に関する解析的検討－礫岩の強度評価へのアプローチ－　　　　　　　　　　　　　　　
    中本 崇, 西村 強, 川﨑 了, 木山英郎
    第30回岩盤力学に関するシンポジウム講演論文集, 338, 342, 2000年
    日本語, 研究論文（研究会，シンポジウム資料等）
  • 室内試験による大深度礫岩コアの品質評価
    川﨑 了, 中川加明一郎, 江藤芳武, 野崎明人, 小泉和広
    土木学会論文集, 617, 617, 77, 87, 公益社団法人 土木学会, 1999年, ［査読有り］
    日本語, 研究論文（学術雑誌）, 地下構造物を大深度礫岩に建設する際には, 礫の影響によりコアの強度および剛性が原位置岩盤よりも過大に評価されたり, 逆に, サンプリングによる乱れの影響によって, 原位置岩盤よりも過小に評価されることが想定される. そこで, 深度600mのボーリングコアを用いた大深度礫岩の室内試験を実施し, 礫岩コアの品質評価を行った. その結果, 礫岩コアの品質に影響を与えるサンプリングによる乱れには, 礫分含有率と方解石含有率の2つが複雑に関与しており, 特に, 方解石含有率が小さく礫分含有率が小さいほど, 礫岩コアがサンプリングによる乱れの影響を受けやすいことがわかった.
  • Quality evaluation of conglomerate core samples based on laboratory tests
    S Kawasaki, H Ito, K Nakagawa, Y Eto, A Nozaki, K Koizumi
    NINTH INTERNATIONAL CONGRESS ON ROCK MECHANICS, VOLS 1 & 2, 619, 622, A A BALKEMA PUBLISHERS, 1999年
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, To conduct a quality evaluation of conglomerate core samples, a series of laboratory rock tests using conglomerate core samples obtained from the depth of 600m and artificial conglomerate core samples was carried out. This paper shows that the sample disturbance by core sampling which gives influences to the quality of conglomerate core samples is complicatedly concerned with gravel faction content and calcite content. Especially the smaller the calcite content is, and moreover, the smaller the gravel fraction content is, the more extensively the sample disturbance by core sampling is influenced.
  • 画像処理による礫岩の礫分含有率の計測方法に関する検討
    川﨑 了, 小泉和広
    応用地質, 39, 2, 202, 207, 1998年, ［査読有り］
    日本語, 研究論文（学術雑誌）
  • 礫岩コアの寸法効果とサンプリングによる乱れに関する評価
    川﨑 了, 伊藤 洋, 小泉和広
    応用地質, 39, 4, 391, 400, 1998年, ［査読有り］
    日本語, 研究論文（学術雑誌）
  • 大深度堆積礫岩の力学特性－室内試験による礫岩コアの品質評価－
    川﨑 了, 中川加明一郎, 江藤芳武, 野崎明人, 小泉和広
    第10回岩の力学国内シンポジウム講演論文集, 797, 802, 1998年
    日本語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • 堆積岩の圧密現象に着目した透水係数推定の試み
    川﨑 了, 中川加明一郎, 小泉和広
    応用地質, 39, 3, 273, 281, 一般社団法人日本応用地質学会, 1998年, ［査読有り］
    日本語, 研究論文（学術雑誌）, 岩石においても有効応力の原理が適用できるとの立場から, 土質材料と同様に圧密現象を計測することによって難透水性材料である岩石の透水係数の推定を試みた.対象とした岩石は, 堆積岩である軟質泥岩と硬質礫岩である.その結果, 三軸試験装置を用いた等方圧密試験により得られた透水係数と注水試験による透水係数を比較して, 両者に良好な対応関係が見られた.本透水係数推定法の特徴は, 通常実施されている圧密過程を伴う三軸試験と透水試験の2つの試験が, 三軸試験の1つだけで実施できる点にあり, 有効な簡易透水係数推定法の1つと考えられる.
  • 圧密履歴を考慮した大深度堆積地盤の力学的特性に関する考察
    川﨑 了, 西 好一, 岡本敏郎
    土木学会論文集, 589, 589, 79, 90, 土木学会, 1998年, ［査読有り］
    日本語, 研究論文（学術雑誌）
  • 軟岩地盤での圧縮空気貯槽建設コストのパラメトリックスタディ　　　　　　　　　　　　　　　
    川﨑 了, 岡本敏郎, 田中幸久
    地下空間シンポジウム論文・報告集, 2, 175, 179, 1997年
    日本語, 研究論文（研究会，シンポジウム資料等）
  • Feasibility of compressed air energy storage in deep soft rock ground - Application of the slurry excavation and steel pipe shaft method
    S Kawasaki, T Okamoto, Y Tanaka, S Hibino
    TUNNELS FOR PEOPLE, VOLS 1 AND 2, 835, 840, A A BALKEMA, 1997年
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）, The CAES-GT system, in which a compressed air energy storage cavern constructed in deep ground is combined with a gas turbine generator, is attracting wide attention. The feasibility of this CAES-GT system depends on whether it is economic to construct a compressed air energy storage facility deep underground. This paper shows the characteristics and feasibility of construction method for compressed air storage facilities in deep soft rock ground.
  • Measurement of pore pressure distribution in deep rock and its application to estimating underground water flow　　　　　　　　　　　　　　　
    Nakagawa, K, Kawasaki, S, Shidahara, T, Eto, Y, Nozaki, A
    Proceedings of the International Symposium on Rock Mechanics and Environmental Geotechnology, 477, 481, 1997年
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • 供試体を用いた大深度堆積礫岩物性の分類の試み
    川﨑 了, 中川加明一郎, 江藤芳武, 野崎明人, 小泉和広
    応用地質, 38, 5, 296, 298, 1997年, ［査読有り］
    日本語, 研究論文（学術雑誌）
  • 方解石含有率に着目した大深度堆積礫岩の物性に関する検討
    川﨑 了, 中川加明一郎, 江藤芳武, 野崎明人, 小泉和広
    応用地質, 38, 5, 252, 264, 一般社団法人日本応用地質学会, 1997年, ［査読有り］
    日本語, 研究論文（学術雑誌）, 大深度の礫岩物性を調査する目的で、深度600mの大深度ボーリング調査を実施し、採取した礫岩コアを用いた室内岩石試験を行った。また、礫岩の力学特性に大きく影響を与えると思われる充填鉱物として、とくに方解石含有率について着目し、方解石含有率と礫岩の物性値との関係について調べるために方解石含有率の定量化を試みた。これらの結果、方解石含有率と応力解放に伴う礫岩コアのゆるみの影響を考慮することによって、大深度堆積礫岩の室内試験結果が評価できることが明らかとなった。
  • 大深度軟岩地盤における立坑掘削挙動を模擬した室内模型実験　　　　　　　　　　　　　　　
    川﨑 了, 岡本敏郎, 田中幸久
    第27回岩盤力学に関するシンポジウム講演論文集, 111, 115, 1996年
    日本語, 研究論文（研究会，シンポジウム資料等）
  • 軟岩地盤における圧縮空気貯蔵ガスタービン発電の成立性とその特徴－大深度における泥水掘削・鋼管シャフト方式の適用－
    岡本敏郎, 田中幸久, 川﨑 了, 日比野敏
    応用地質, 35, 6, 264, 272, 一般社団法人日本応用地質学会, 1995年, ［査読有り］
    日本語, 研究論文（学術雑誌）, Geological conditions should be considered when a storage cavern is constructed in rock ground for compressed air energy storage gas turbine generator which is hopeful as electric power storage in near future, and muddy slurry excavation and steel pipe shaft method is proposed in soft rocks. The water replacement type and dry type are typical in the method and their basic characteristics are studied in this paper. Most important things in realizing this method are both feasibility of excavating a cavern and its economic advantage, especially present evaluation of cavern stability in muddy slurry excavation and economically optimum depth in positioning a cavern are studied in this paper.
  • 定ひずみ速度圧密試験法の堆積軟岩への適用　　　　　　　　　　　　　　　
    川﨑 了, 西 好一, 高橋 浩
    第25回岩盤力学に関するシンポジウム講演論文集, 126, 130, 1993年
    日本語, 研究論文（研究会，シンポジウム資料等）
  • MECHANICAL-PROPERTIES OF DEEP SOFT ROCK GROUND IN THE SUBURBS OF TOKYO
    S KAWASAKI, K NISHI, Y FUJIWARA
    GEOTECHNICAL ENGINEERING OF HARD SOILS - SOFT ROCKS, VOL 1, 593, 600, A A BALKEMA, 1993年
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）
  • Construction technology of compressed air storage tank in soft rock ground for CAES-GT generation　　　　　　　　　　　　　　　
    Nishi, K, Kawasaki, S, Fujiwara, Y, Hibino, S
    Proceedings of the 2nd International Compressed Air Energy Storage Conference, 1, 16, 1992年
    英語, 研究論文（国際会議プロシーディングス）

その他活動・業績

書籍等出版物

  • Organic-Inorganic Hybrid Green Materials for Soil Improvement. In: Chinnappan Baskar, Seeram Ramakrishna, Angela Daniela La Rosa (eds.) Encyclopedia of Green Materials　　　　　　　　　　　　　　　
    Thiloththama Hiranya Kumari Nawarathna, Sivakumar Gowthaman, Kazunori Nakashima, Satoru Kawasaki
    Springer Nature Singapore, 2022年01月, 9789811649219
  • Stabilization/solidification of mining waste via biocementation. In: Daniel C.W. Tsang, Lei Wang (eds) Low Carbon Stabilization and Solidification of Hazardous Wastes　　　　　　　　　　　　　　　
    Wilson Mwandira, Kazunori Nakashima, Satoru Kawasaki
    Elsevier, Netherlands, 2021年09月
  • Biocementation technology for stabilization/solidification of organic peat. In: Daniel C.W. Tsang, Lei Wang (eds.) Low Carbon Stabilization and Solidification of Hazardous Wastes　　　　　　　　　　　　　　　
    Sivakumar Gowthaman, Meiqi Chen, Kazunori Nakashima, Shin Komatsu, Satoru Kawasaki
    Elsevier, Netherlands, 2021年09月
  • The Amendments in Typical Microbial Induced Soil Stabilization by Low-Grade Chemicals, Biopolymers and Other Additives: A Review. In: V. Achal and C. S. Chin (eds.) Building Materials for Sustainable and Ecological Environment　　　　　　　　　　　　　　　
    Sivakumar Gowthaman, Thiloththama Hiranya Kumari Nawarathna, Pahala Ge Nishadi Nayanthara, Kazunori Nakashima, Satoru Kawasaki
    Springer, Singapore, 2021年05月
  • 地盤材料試験の方法と解説（第一回改訂版）　　　　　　　　　　　　　　　
    地盤工学会, 2020年12月
  • Effect of Plant-Derived Urease-Induced Carbonate Formation on the Strength Enhancement of Sandy Soil. In: Achal V., Mukherjee A. (eds) Ecological Wisdom Inspired Restoration Engineering　　　　　　　　　　　　　　　
    Dilrukshi R.A.N, Kawasaki S
    Springer, Singapore, 2018年08月
  • Utilization of Microbially Induced Calcite Precipitation for Sand Solidification Using Pararhodobacter sp.. In: Achal V., Mukherjee A. (eds) Ecological Wisdom Inspired Restoration Engineering　　　　　　　　　　　　　　　
    Amarakoon G.G.N.N, Kawasaki S
    Springer, Singapore, 2018年08月
  • Making Artificial Beachrock Through Bio-cementation: A Novel Technology to Inhibition of Coastal Erosion. In: Hussain C. (eds) Handbook of Environmental Materials Management　　　　　　　　　　　　　　　
    Khan M.N.H, Kawasaki S
    Springer, Cham, 2018年01月
  • 地盤材料試験の方法と解説　　　　　　　　　　　　　　　
    地盤工学会, 2009年
  • 岩の試験・調査方法の基準・解説書－平成18年度版－　　　　　　　　　　　　　　　
    地盤工学会, 2006年
  • 『残壁ハンドブック』<資源・素材学会残壁ハンドブック編集委員会>　　　　　　　　　　　　　　　
    資源・素材学会, 2005年
  • 岩の試験・調査方法の基準・解説書－平成14年度版－　　　　　　　　　　　　　　　
    地盤工学会, 2003年
  • 『ロックメカニクス』<日本材料学会編>　　　　　　　　　　　　　　　
    技報堂出版, 2002年

担当経験のある科目_授業

  • 開発システム工学特論　　　　　　　　　　　　　　　
    北海道大学大学院工学研究科
  • 岩石力学実験　　　　　　　　　　　　　　　
    北海道大学工学部
  • Geotechnical Measurement Engineering　　　　　　　　　　　　　　　
    北海道大学大学院工学院，工学研究科
  • 地圏計測工学特論　　　　　　　　　　　　　　　
    北海道大学大学院工学院，工学研究科
  • 土の力学Ⅱ　　　　　　　　　　　　　　　
    北海道大学工学部
  • 資源循環システム実験Ⅲ　　　　　　　　　　　　　　　
    北海道大学工学部
  • 資源循環システム実験Ⅱ　　　　　　　　　　　　　　　
    北海道大学工学部
  • 情報学Ⅰ　　　　　　　　　　　　　　　
    北海道大学
  • 一般教育演習　　　　　　　　　　　　　　　
    北海道大学
  • 計測工学実験　　　　　　　　　　　　　　　
    北海道大学工学部
  • 熱力学演習　　　　　　　　　　　　　　　
    北海道大学工学部
  • 熱力学　　　　　　　　　　　　　　　
    北海道大学工学部
  • 計測工学　　　　　　　　　　　　　　　
    北海道大学工学部
  • 資源工学概論（北海道大学工学部）　　　　　　　　　　　　　　　
  • 微生物工学　　　　　　　　　　　　　　　
    北海道大学工学部
  • 地殻システム工学　　　　　　　　　　　　　　　
    北海道大学工学部
  • Geomechanics　　　　　　　　　　　　　　　
    北海道大学大学院工学院

所属学協会

  • 日本生物工学会　　　　　　　　　　　　　　　
  • 日本地球惑星科学連合　　　　　　　　　　　　　　　
  • 日本工学教育協会　　　　　　　　　　　　　　　
  • 日本応用地質学会　　　　　　　　　　　　　　　
  • 土木学会　　　　　　　　　　　　　　　
  • 資源・素材学会　　　　　　　　　　　　　　　
  • 岩の力学連合会　　　　　　　　　　　　　　　
  • ISSMGE　　　　　　　　　　　　　　　
  • ISRM　　　　　　　　　　　　　　　
  • 地盤工学会　　　　　　　　　　　　　　　

共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 酸性ウレアーゼと骨粉を用いた地盤材料の環境配慮型バイオセメンテーション
    科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    2022年04月 - 2025年03月
    川崎 了
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 研究代表者, 22H01581
  • 天然および人工の有機・無機接着界面から発想する新たなバイオベース固化技術の創出
    科学研究費助成事業
    2021年04月01日 - 2024年03月31日
    中島 一紀, 川崎 了, 五十嵐 健輔
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 21H03627
  • 岩石の選択・集中的な自己修復を可能とするバイオセメンテーション技術の開発
    科学研究費助成事業
    2021年04月01日 - 2024年03月31日
    松原 仁, 川崎 了, 椋木 俊文
    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，2021年度の活動は以下のようにまとめることができる。
    (1)上期に沖縄本島・離島および北海道にて事前の露頭調査を実施し，詳細調査の対象とする砂岩および凝灰岩露頭を選定した。そして，夏期および冬期には，沖縄本島・離島で選定した露頭の詳細調査を実施し，環境因子（気温，湿度，光量子密度），マクロ強度，鉱物組成（XRD），分子質量数（MS，ICP発光分析），微細構造（SEM），岩内微生物の菌叢構造（NGS）を得た。
    (2)セルロース繊維材としてバイオ炭（炭化木材，炭化バガス）を選定し，地盤固化を可能とするSporosarcina pasteuriiの活性化実験を実施した。結果として，改良の余地は多く残されているものの，活性化できる可能性を見出した。また，微弱電流の添加については，通電のみでも脆弱化した岩石を修復できる可能性を見出した。微生物なしの予備実験を実施したところ，多孔質岩の空隙部に炭酸塩が析出し，岩石の強度を高めることが明らかとなった。
    (3)硅砂5号をSporosarcina pasteuriiおよび沖縄県内から採取した尿素分解菌を使って固化させた供試体を製作しした。そして，ナノX線CTスキャナーで撮影することにより，砂粒子と炭酸カルシウムの3次元構造を個別に得ることに成功した。
    (4)MICP（microbially induced carbonate precipitation）のプロセスにおいて，微生物代謝および挙動，炭酸塩の析出，土粒子・間隙水の電場を考慮したマルチフィジックス・マルチスケール解析法を構築した。シミュレーションにて得られた炭酸塩の析出パターンは実験値に酷似し，析出量も実験と同等の値となることを確認した。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 琉球大学, 21H01428
  • 地域性に着目したバイオセメンテーションによる法面保護技術の開発
    科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    2019年04月 - 2022年03月
    川崎 了
    本年度は，①尿素分解菌に関する検討，②培養試験および強度発現メカニズムに関する検討，③小型円筒容器を用いた室内固化試験，④斜面模型を用いた室内固化試験，の4項目に関する研究を実施した。得られた主な成果の概要は，次のとおりである。
    ①尿素分解菌に関する検討：国内の各地から採取した地盤材料を用いた物理試験と化学試験を行うと同時に，地盤材料中に生息する尿素分解菌の分離・単離試験を実施した。また，単離した尿素分解菌のウレアーゼ活性に関する温度依存性，pH依存性について調査を行った。その結果，北海道の地盤材料より単離され，ウレアーゼ活性の至適温度が20～25℃付近にあり，その値が10日間持続するLysinibacillus xylanilyticusが最も有望な菌株であることがわかった。
    ②培養試験および強度発現メカニズムに関する検討：培養試験により，Lysinibacillus xylanilyticusの最適な培養条件を明らかにした。また，培養および固化に必要な材料として，高価な試薬の使用以外に安価な代替品の適用性について検討を実施した結果，代替品の適用が可能であることが示唆された。
    ③小型円筒容器を用いた室内固化試験：Lysinibacillus xylanilyticusを用いて，炭酸カルシウムの析出条件を変化させた地盤材料の室内固化試験を実施した。また，固化した地盤材料の一軸圧縮強さ（UCS）を針貫入試験で推定したところ，数MPa程度を1カ月程度で達成した。
    ④斜面模型を用いた室内固化試験：切土法面を想定した斜面模型による室内固化試験を実施し，固化した斜面表層部の炭酸カルシウム含有量や針貫入試験による推定UCSの分布特性を調査した。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 研究代表者, 19H02229
  • バイオセメントと木質バイオマスを利用した重金属汚染の統合バイオレメディエーション
    科学研究費助成事業
    2018年04月01日 - 2021年03月31日
    中島 一紀, 川崎 了
    本研究では，高濃度の重金属で汚染された土壌をバイオセメント技術により封じ込めを行い，そこから流出した低濃度の重金属汚染水を重金属結合性バイオマスにより完全浄化することが可能なシステムの開発を目的とする。尿素分解酵素を分泌する微生物を用いたCaCO3析出により，モデル汚染土壌および実サンプルの固化と重金属の固定化に成功した。さらに，有機ポリマーを組み合わせたバイオセメントを開発し，さらなる強度の増大を達成した。また，タンパク質と天然高分子を用いた新規の重金属吸着剤を開発し，連続吸着システムを構築した。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 18H03395
  • ビーチロック形成機構に学ぶ新しい国土修復保全技術の開発
    科学研究費助成事業 基盤研究(B)
    2016年04月 - 2019年03月
    川崎 了
    本研究の目的は，海岸域の自然材料（微生物，海水，海砂，貝殻片など）を用いてCaCO3の析出により固化した人工ビーチロックを作製し，港湾岸壁のコンクリートの一軸圧縮強さ20～30 MPa程度を1カ月程度で達成する基本技術を新たに開発し，その有効性を確認することである。
    国内の海岸域においてウレアーゼ活性が高い尿素分解菌を探索した結果，沖縄県や北海道などの土質試料よりCaCO3析出に適した菌株が発見された。また，砂供試体の室内加速固化試験を実施した結果，試験開始から3週間後に針貫入試験による推定一軸圧縮強さ約20 MPaが得られた。結論として，新たに開発された技術の有効性が確認された。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 研究代表者, 16H04404
  • 自然に学ぶ新しい国土修復保全技術に関する基礎的研究　　　　　　　　　　　　　　　
    2016年度 研究助成（継続）
    2017年04月 - 2018年03月
    川﨑 了
    鹿島学術振興財団, 研究代表者, 競争的資金
  • 現地の微生物を利用した新しい地盤固化技術の実証　　　　　　　　　　　　　　　
    先進技術シーズ研究への研究助成「第1回イムラ・ジャパン賞」助成金
    2017年04月 - 2018年03月
    川﨑 了
    イムラ・ジャパン株式会社, 研究代表者, 競争的資金
  • 岩盤掘削ずり対策のための吸着層工法の評価・設計法の構築
    科学研究費助成事業
    2014年04月01日 - 2017年03月31日
    五十嵐 敏文, 川崎 了, タベリン カーリット, 太田 朋子, 田本 修一
    ヒ素を溶出する岩盤掘削ずりに対して、ずり層、覆土層、吸着層の3層からなる室内カラム試験において、水分量変化、酸素濃度変化の測定およびヒ素の溶出・移行挙動を測定した。その結果、水分流動、酸素濃度、ヒ素の溶出挙動との関係を明らかにし、Hydrous1-Dを適用し、一連の現象を評価できるモデルに改良した。その中で、ヒ素溶出は水分量や酸素濃度と関連し、その移行には可逆的な吸着と不可逆的な吸着が存在することを明らかにした。原位置カラム試験でも同様な結果が得られた。実験で得られたパラメータを用いて、種々の条件でのヒ素の溶出・移行現象を評価できるモデルに改良し、吸着層等の設計に反映できるモデルを構築した。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 26289149
  • 自然に学ぶ新しい国土修復保全技術に関する基礎的研究　　　　　　　　　　　　　　　
    2015(平成27)年度 研究助成
    2016年04月 - 2017年03月
    川﨑 了
    鹿島学術振興財団, 研究代表者, 競争的資金
  • 現地の微生物を利用した国土の新しい自己修復保全技術の開発　　　　　　　　　　　　　　　
    平成27年度 研究開発・調査助成
    2016年04月 - 2017年03月
    川﨑 了
    八洲環境技術振興財団, 研究代表者, 競争的資金
  • 自然のビーチロック形成メカニズムに学ぶ国土の自己修復保全に関する技術開発　　　　　　　　　　　　　　　
    2015年度 環境研究助成
    2015年11月 - 2016年10月
    川﨑 了
    住友財団, 研究代表者, 競争的資金
  • ビーチロックに学ぶ国土修復保全技術の開発　　　　　　　　　　　　　　　
    積水化学 自然に学ぶものづくり研究助成プログラム
    2015年10月 - 2016年09月
    川﨑 了
    積水化学工業, 研究代表者, 競争的資金
  • ビーチロックに学ぶ新しい国土修復保全技術の開発　　　　　　　　　　　　　　　
    平成27年度研究助成
    2015年07月 - 2016年03月
    川﨑 了
    戸田育英財団, 研究代表者, 競争的資金
  • 自然に学ぶ海岸構造物の自己修復技術に関する研究　　　　　　　　　　　　　　　
    平成26年度（第16回）国土技術研究センター研究開発助成
    2015年04月 - 2016年03月
    川﨑 了
    国土技術研究センター, 研究代表者, 競争的資金
  • 自然に学ぶコンクリート構造物の新しい修復・保全技術の開発　　　　　　　　　　　　　　　
    NEXCO東日本技術研究助成
    2015年01月 - 2015年12月
    川﨑 了
    東日本高速道路, 研究代表者, 競争的資金
  • 自己修復機能を持つ環境保全型保存材料の開発
    科学研究費補助金（基盤研究（Ｂ））
    2012年04月 - 2015年03月
    川﨑 了
    日本学術振興会, 研究代表者, 競争的資金
  • 沿岸域の社会基盤施設を対象とした微生物による維持管理・更新技術に関する研究
    科学研究費助成事業
    2011年04月01日 - 2014年03月31日
    畠 俊郎, 川崎 了, 菊池 喜昭, 森川 嘉之, 水谷 崇亮, 金田 一広
    沿岸域における社会基盤施設を対象とし，微生物機能の活用により強度増進・遮水性向上および自己修復効果を得る新しい維持管理・機能更新技術について検討を行った。国内外でのビーチロックを対象とした現地調査と，人工ビーチロック形成試験から以下の結果が得られた。１）ビーチロックのセメント物質としてカルシウム，マグネシウム，シリカおよび鉄が期待できる。２）海域由来のSporosarcina aquimarinaを用いることで，砂地盤の強度増進効果と液状化被害抑制が期待できる．
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 23360207
  • 岩盤掘削ずりに対する溶出試験および不溶化・吸着試験の標準化
    科学研究費助成事業
    2011年04月01日 - 2014年03月31日
    五十嵐 敏文, 米田 哲朗, 川崎 了, 田本 修一
    自然由来の重金属類を含有する泥質岩からのヒ素，セレン，ホウ素の溶出は，易溶解性の塩類として存在する比較的早期に溶出する成分と黄鉄鉱の酸化反応にともない遅く溶出する成分の2つの成分が関与した。この2成分の存在を考慮することによって試験結果をうまく説明できた。溶出した重金属類を人工吸着材や天然吸着材を使用して吸着試験を実施した結果，溶液のpHの変化がなければ，天然吸着材も有効に作用することを示した。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 23360202
  • 岩石の亀裂自己修復機能とその強度・破壊制御への応用
    科学研究費助成事業
    2010年04月01日 - 2014年03月31日
    金子 勝比古, 川崎 了, 奈良 禎太, 伊藤 真由美, 椋木 俊文, 広吉 直樹, 坂口 清敏, 原田 周作
    本研究では，亀裂自己修復現象に関する一連の実験的研究を実施し，その工学的応用を試みた。具体的には，まず，岩石の低速亀裂伸長現象に及ぼす環境条件の影響を実験的に分析し，低速亀裂進展の機構を解明した。次に，亀裂自己修復現象に関して実験的検討を行い，その機構と活性化条件などを明らかにした。また，亀裂伸長プロセスを数値解析的に検討し，亀裂方向制御など高度制御破砕の設計法を提案した。これらの成果に基づいて，岩質材料の長期強度を予測する方法を提案し，環境条件の制御により長期強度を制御できることを明らかにした。
    日本学術振興会, 基盤研究(A), 北海道大学, 22246114
  • ビーチロック形成機構に学ぶ新しい地盤固化技術の開発　　　　　　　　　　　　　　　
    平成24年度研究助成
    2012年04月 - 2013年03月
    川﨑 了
    前田記念工学振興財団, 研究代表者, 競争的資金
  • ビーチロック形成機構に学ぶ新しい液状化対策技術に関する基礎的研究　　　　　　　　　　　　　　　
    平成23年度研究助成
    2012年04月 - 2013年03月
    川﨑 了
    大林財団, 研究代表者, 競争的資金
  • シリカを用いた地盤のバイオ固化処理の有効性評価　　　　　　　　　　　　　　　
    大学研究支援制度
    2011年04月 - 2012年03月
    川﨑 了
    北海道ガス, 研究代表者, 競争的資金
  • 微生物機能を利用した環境保全型保存材料の提案　　　　　　　　　　　　　　　
    科学研究費補助金（基盤研究（Ｂ））
    2009年04月 - 2012年03月
    川﨑 了
    日本学術振興会, 研究代表者, 競争的資金
  • 微生物の代謝活動により固化する新しい保存材料の作製と評価　　　　　　　　　　　　　　　
    科学研究費補助金（基盤研究（Ｂ））
    2006年04月 - 2009年03月
    川﨑 了
    日本学術振興会, 研究代表者, 競争的資金
  • 岩質材料のマイクロ・リストラクチャリングに関する研究
    科学研究費助成事業
    2007年 - 2009年
    金子 勝比古, 高橋 弘, 五十嵐 敏文, 佐藤 努, 村田 澄彦, 川崎 了, 伊藤 真由美
    マイクロ・リストラクチャリングの要素技術とその工学的応用に関する一連の研究を実施した。特に,微視構造の人為的改変による物性改良法として,環境制御により微視亀裂進展を抑制させて強度を改善する方法,微生物代謝を利用して炭酸カルシウムやシリカを析出させて間隙を充填する方法,還元環境操作により地下水中から炭酸カルシウム等の鉱物を析出させて亀裂を閉塞させる方法など,工学的目的に応じた複数の手法を開発した。
    日本学術振興会, 基盤研究(A), 北海道大学, 19206095
  • 寒冷地を想定した低温環境下におけるバイオグラウトの有効性評価　　　　　　　　　　　　　　　
    大学助成金
    2006年04月 - 2007年03月
    川﨑 了
    北海道ガス, 研究代表者, 競争的資金
  • 微生物代謝により固化する新しいグラウトの開発に関する基礎的研究　　　　　　　　　　　　　　　
    科学研究費補助金（萌芽研究）
    2005年04月 - 2007年03月
    川﨑 了
    文部科学省, 研究代表者, 競争的資金
  • フラクタル破壊力学に基づく破壊設計法の構築
    科学研究費助成事業
    2004年 - 2006年
    金子 勝比古, 平田 篤夫, 高橋 弘, 川崎 了, 五十嵐 敏文, 加藤 昌治
    本研究では,フラクタル破壊力学に基づいて,岩石破壊設計における基礎的課題を解明するとともに,高度制御石壊のための新たな破壊設計法を構築しようと試みた。本研究で得られた成果をまとめると以下のようである。
    1.対象スケールよりも小さな微視亀裂群を有する材料では,微視的強度が最小値の確率分布で表現できること,さらに,微視亀裂進展はプロセスゾーンとしてモデル化され,微視スケールの影響はそれの等価剛性(軟化曲線)で表現されること,を示すとともに,このフラクタル破壊力学の考えを導入した破壊プロセス解析手法を開発した。そして,岩石破壊問題にこれを適用し,岩石破壊の加圧速度依存性,動的引張強度試験による不均一性および破エネルギーの評価法などを明らかにした。また,フラクタル破壊力学に基づく破壊設計として,一自由面発破における粒度分布の予測・制御法を構築した。
    2.亀裂進展速度の温度・湿度依存性を検証するとともに,これらの実験結果を分析し,亀裂先端の応力腐食反応の活性化エネルギーを同定した。そして,活性化エネルギーの値が岩石微視構造に依存することを見出すとζもに,亀裂形状のフラクタル次元と活性化エネルギーとの関係を明らかにした。さらに,応力腐食亀裂進展の考えのもとに,これらの関係を理論モデル化し,環境や微視組織の影響を考慮した亀裂進展速度の予測式を提案した。
    3.岩石等の不透明材料についてその内部の微視構造を3次元的に可視化計測するためにマイクロフォーカスX線CT装置を導入した。そして,マイクロフォーカスX線CTによる3次元可視化計測により,動的引張試験におけるマルチクラック進展を検証した。さらに,種々の破壊工学・地盤工学問題に適用し,高電圧電気パルス粉砕における選択的亀裂伸張現象ベントナイト混合土の間隙構造変化,繊椎補強土の圧縮破壊形態,などを明らかにした。
    日本学術振興会, 基盤研究(A), 北海道大学, 16206088
  • 粒度制御発破に関する研究
    科学研究費助成事業
    2002年 - 2003年
    金子 勝比古, 高橋 弘, 五十嵐 敏文, 緒方 雄二, 加藤 昌治, 川崎 了
    発破における起砕物の粒度分布を予測・評価する方法を開発するとともに,粒度分布を制御する方法について検討を加えた。本研究で得られた成果をまとめると以下のようである。
    1)岩石の微視的強度の不均一性を考慮して,ホプキソン効果実験の破壊プロセス解析を行い,不均一性に起因した破壊プロセスから,破壊の時間効果が合理的に説明されることを明らかにした。これにより,開発した破壊プロセス解析法の有用性が確認された。
    2)一自由面破砕の破壊プロセス解析を行い,加圧速度と破壊形態の関係を明らかにするとともに動的破壊形態から準静的破壊形態への遷移条件を明らかにした。
    3)上述の破壊プロセス解析法に亀裂ネットワーク抽出と亀裂ネットワークに対しての亀裂内ガス流動解析の機能を付加した新たな結合解析法を開発した。また,開発した方法により解析された亀裂内ガス流速は実験値とほぼ一致することを示した。
    4)破壊プロセス解析法をベンチ発破に適用し,ベンチ発破における岩盤の破壊プロセスを解析するとともに,解析された破壊形態から起砕物の粒度分布を評価する方法を開発した。そして,解析された粒度分布は実測された粒度分布の傾向をよく表現すること,最小抵抗線長・孔間隔・火薬原単位などの発破設計値が粒度分布に及ぼす影響に関する経験的事実もよく説明できることを確認した。これらの結果,提案する方法により,発破設計値から粒度分布を予測することが可能となった。
    5)亀裂内平均ガス流動と応力波の相互作用を分析し,粒度分布制御のための最適起爆秒時差の存在を証明するとともにその値の理論的予測法を提案した。
    日本学術振興会, 基盤研究(B), 北海道大学, 14350529
  • 簡易反発硬度試験による石造文化遺産の健全度調査手法の開発　　　　　　　　　　　　　　　
    科学研究費補助金（奨励研究（Ａ））
    2000年04月 - 2002年03月
    川﨑 了
    文部科学省, 研究代表者, 競争的資金
  • 平成14年度少壮研究者による海外学術研究調査　　　　　　　　　　　　　　　
    少壮研究者による海外科学技術研究調査助成
    2002年 - 2002年
    川﨑 了
    日本鉱業振興会, 研究代表者, 競争的資金
  • Fundamental Study on Novel Grout Cementing Due to Microbial Metabolism　　　　　　　　　　　　　　　
    2001年
    競争的資金

産業財産権

  • 海岸・河岸保全工法　　　　　　　　　　　　　　　
    特許権, 川﨑 了, 宇次原雅之
    特願2016-157306, 2016年08月10日
  • グラウトおよび地盤を固結する方法　　　　　　　　　　　　　　　
    特許権, 川﨑 了, 秋山 克
    特許出願2011-35415, 2011年02月22日
    特許公開2012-172060, 2012年09月10日
  • 微生物を用いたカルシウムを含む地盤の固結方法　　　　　　　　　　　　　　　
    特許権, 川﨑 了, 廣吉直樹, 島田俊介, 小山忠雄, 寺島 麗
    特願2006-179162, 2006年06月29日
    特開2008-008023, 2008年01月17日
    特許4621634
    2011年01月26日
    特開2008-8023
  • 微生物を用いたカルシウムを含む地盤改良方法　　　　　　　　　　　　　　　
    特許権, 川﨑 了, 廣吉直樹, 島田俊介, 小山忠雄, 寺島 麗
    特願2007-16739, 2007年01月26日
    特開2008-184741, 2008年08月14日
    特許4608669
    2011年01月12日
    特許公開2008-184741
  • 地盤改良工法およびその工法に用いるグラウト　　　　　　　　　　　　　　　
    特許権, 川﨑 了, 廣吉直樹
    特願2005-32156, 2005年02月08日
    特開2006-169940, 2006年06月29日
    特許4599611
    2010年12月15日
    特許公開2006-169940
  • 地盤改良方法及びその装置　　　　　　　　　　　　　　　
    特許権, 川﨑 了, 廣吉直樹, 島田俊介, 小山忠雄, 寺島 麗
    特許出願2007-72633, 2007年03月20日
    特許公開2008-231769, 2008年10月02日
    特許4517050
    2010年05月28日
    特許公開2008-231769
  • 気泡ボーリング用気泡剤　　　　　　　　　　　　　　　
    特許権, 川﨑 了, 小宮国盛
    特願2007-27076, 2007年02月06日
    特許公開2008-190251
  • 微生物による構造物材料の風化加速方法　　　　　　　　　　　　　　　
    特許権, 川﨑 了, 武田克史
    特許出願2000-48288, 2000年01月19日
    特許公開2001-200526, 2001年07月27日
    特開2001-200526
  • 微生物による構造物材料の物性改良方法　　　　　　　　　　　　　　　
    特許権, 川﨑 了, 武田克史
    特許出願2000-48287, 2000年01月19日
    特許公開2001-200525, 2001年07月27日
    特開2001-200525
  • ワイヤーラインによるセルフボーリング型プレッシャーメータ試験方法　　　　　　　　　　　　　　　
    特許権, 川﨑 了
    特許出願平10-39367, 1998年02月20日
    特許公開平11-236708, 1999年08月31日
    特開平11-236708
  • 土または建造物躯体の処理方法　　　　　　　　　　　　　　　
    特許権, 島田俊介, 小山忠雄, 寺島 麗, 川﨑 了, 廣吉直樹
    特願2006-244593
    特開2008-63495
    特許公開2008-63495

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