• 高レベル放射性廃棄物の地層処分問題（Geological disposal issue of high-level radioactive waste）

地層処分システム：原子力発電に伴い発生する高レベル放射廃棄物（HLW）を、いくつかの人工・天然バリアの設置により、地下数百m以下岩盤に数万年以上に閉じ込むシステム。（Geological disposal system: A system in which high-level radioactive waste (HLW) generated during nuclear power generation is isolated  by several artificial and natural barriers into bedrock several hundred meters underground for tens of thousands of years 

本研究では、地層処分システムのバリア材として使用するベントナイトを研究対象に、ベントナイトの工学特性のデータベースの構築、新たな実験手法の開発、メカニズムなどについて研究を行う。(In this study, we focus on bentonite, which is used as a barrier material in the geological disposal system, to establish databases of the engineering properties of bentonite, develop new experimental methods, and study its mechanisms.

• ばら積み鉄鉱粉の液状化問題（liquefaction issue of iron ore fine cargo in the vessel）

製鉄のために使用される鉄鉱粉（細かい粒径が含まれる鉄鉱石）が、ばら積み貨物船 で海洋輸送中に船体の揺れなどにより液状化し、貨物船が転覆した事故は相次ぎ発生した。同様な事故を防ぐために、鉄鉱粉の力学特性（保水性・透水性・繰り返しせん断特性など）を研究した上、船体の揺れによるばら積み鉄鉱粉の動的安定性を数値シミュレーションにより評価した。（There have been a number of accidents in which iron ore fines (iron ore containing fine grains) used for steelmaking liquefied due to the cyclic rolling during ocean transport in bulk carriers, causing the cargo ships to capsize. In order to prevent similar accidents, we studied the mechanical properties of iron ore powder (water retention, permeability, cyclic shear properties, etc.) and evaluated the dynamic stability of bulk iron ore fines due to the cyclic rolling through numerical simulations.）

• 二酸化炭素を固定化した材料の土質材料としての活用（Usage of CO2-fixed materials as geomaterials）

CO2を酸化カルシウム(CaO)や酸化マグネシウム(MgO)と反応させて、炭酸カルシウムや炭酸マグネシウムとしてCO2を固定する技術は、温暖化対策の有効な方法として国際的に検討されている。一方、このような技術が国際的に利用し、膨大な炭酸カルシウムや炭酸マグネシウムが生成される場合に、生成した材料の有効活用について検討する必要がある。本研究では、土木業界でほとんど使用されていなかった炭酸マグネシウムを対象に、炭酸マグネシウムを地盤の改良材として技術を開発している。（Technology that fixes CO2 as calcium carbonate or magnesium carbonate by reacting CO2 with calcium oxide (CaO) or magnesium oxide (MgO) is being considered internationally as an effective method of combating global warming. When such technology is used internationally and huge amounts of calcium carbonate or magnesium carbonate are generated, it is necessary to consider how to effectively utilize the generated material. In this study, we are developing technology to use magnesium carbonate as a ground improvement material, which has rarely been used in the civil engineering industry.）

• シールドトンネルの掘削に使用される気泡土の特性（Foam-conditioned soils used in the shield tunnel）

気泡シールドトンネル工法は、切羽あるいはチャンバ内に特殊起泡材でつくられた気泡を注入しながら掘進するシールドトンネル工法で、注入される微細なシェービングクリーム状の気泡が掘削土の止水性を向上させ、切羽の安定性保持とスムーズな掘進を両立させることが期待されている。また、排出後の気泡土は消泡され気泡注入前の土砂に戻るため運搬・処理も容易となり、経済性にも優れた工法だと考えられる。しかし、細粒分が少なく、かつ礫が卓越する砂地盤において、気泡を注入した掘削土の止水性が低下し、地盤の陥没に繋がった事故が発生した。本研究では、気泡混合土の力学挙動を高度な実験・数値解析手法により解明する。 

The rheological foam shield tunneling method is a shield tunneling method in which air bubbles made of a special foaming material are injected into the tunnel face or chamber while tunneling. The fine shaving cream-like air bubbles injected are expected to improve the water-shielding properties of the excavated soil, and to maintain the stability of the tunnel face while allowing smooth tunneling. In addition, the air bubble soil is defoamed after discharge and returns to the soil before air bubble injection, making it easier to transport and process, and is considered to be an economical method. However, in sandy ground with few fine particles and a predominance of gravel, the water-shielding properties of the foam conditioned excavated soil decreased, leading to accidents of ground collapse. In this study, the mechanical and hydraulic behaviors of foam conditioned soil will be studied using advanced experimental and numerical analysis methods.

気泡シールド工法 (Rheological Foam Shield Tunneling Method)

図の出典：シールド工法技術協会 , Figures are from Shield Tunnelling Association of Japan 

• 不飽和土の特性（Properties of unsaturated soils）

• 不飽和土は降雨・蒸発などの水分変動により強度・剛性・変形特性が大きく変化し、斜面災害や地盤構造物の安定性評価に重要な影響を与える。しかし、サクションや水分移動を伴う複雑な力学挙動の解明や、その評価手法の確立は依然として大きな課題である。近年は高精度なサクション計測技術、X線CTなどによる微視構造観察、さらに数値解析を組み合わせることで、不飽和土の挙動メカニズムの解明と信頼性の高い設計・評価手法の確立が研究の最前線となっている。 本研究では、独自に開発した装置や実験手法を用いて、砂質土から特殊な粘土までを対象として研究している。

• Unsaturated soils exhibit significant changes in strength, stiffness, and deformation characteristics due to moisture variations such as rainfall and evaporation, which strongly influence the stability assessment of slopes and geotechnical structures. However, understanding the complex mechanical behavior involving suction and water migration, as well as establishing reliable evaluation methods, remains a major challenge. In recent years, advances in high-precision suction measurement, microstructural observation using X-ray CT, and the integration of numerical analysis have become the forefront of research for clarifying the mechanisms governing unsaturated soil behavior and for developing reliable design and evaluation methods. In this study, we investigate a wide range of soils—from sandy soils to special clays—using originally developed apparatus and experimental techniques. 

• ポリウレタンによる地盤改良の開発（Development of polyurethane ground improvement）

• ポリウレタンは、柔軟性・耐摩耗性・断熱性に優れる高分子材料である。発泡体、塗料、接着剤、弾性体など多様な形態で利用され、建築断熱材、自動車部品、家具クッション、スポーツ用品など幅広い分野で使用されている。 材料の配合によって、数秒間程度で直ぐに固まる性質もあり、土木（例えば、トンネルの止水材料）でも利用されている。本研究では、ポリウレタンを地盤の改良材として技術開発を進めている。

• Polyurethane is a polymer material characterized by high flexibility, abrasion resistance, and thermal insulation properties. It is used in various forms such as foams, coatings, adhesives, and elastomers, and is widely applied in fields including building insulation, automotive components, furniture cushions, and sports equipment. Depending on the material formulation, polyurethane can also solidify within a few seconds. Owing to this property, it has been used in civil engineering applications, for example as a water‐sealing material in tunnels. In this study, we are developing technology to use polyurethane as a ground improvement material. 

• 洋上風力（Offshore wind turbine）

• Details come soon