(57)【要約】【課題】しじみやホタテやカキ等の貝類の貝殻を有効利用するため貝殻を養浜や浅場・干潟造成等の材料として用いる際に波や流れに対する安定性を確保することができる貝殻材料およびその製造方法を提供する。【解決手段】この水底地盤用貝殻材料は、水底地盤を構成する材料として貝殻を用いるために貝殻を平面寸法ａ，ｂと殻厚ｔとの比ａ／ｔ，ｂ／ｔが１を超え５以下になるように破砕調整した貝殻片１０からなる。【選択図】図１
2010242385.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
水底地盤を構成する材料として貝殻を用いるために貝殻を平面寸法ａ，ｂと殻厚ｔとの比ａ／ｔ，ｂ／ｔが１を超え５以下になるように破砕調整した貝殻片からなることを特徴とする水底地盤用貝殻材料。
【請求項２】
水底地盤を構成する材料として貝殻を用いるために貝殻を平面寸法ａ，ｂと殻厚ｔとの比ａ／ｔ，ｂ／ｔが１を超え５以下になるように破砕調整した貝殻片に砂を混合したことを特徴とする水底地盤用砂混合貝殻材料。
【請求項３】
前記砂の混合率が重量比で５０％以下であることを特徴とする請求項２に記載の水底地盤用砂混合貝殻材料。
【請求項４】
貝殻を用いて水底地盤用貝殻材料を製造する方法であって、
処理対象の貝殻の殻厚測定のサンプル数を決定するステップと、
前記サンプル数で測定した殻厚に基づいて目標とする貝殻片の平面寸法の上限値と下限値とを設定するステップと、
前記貝殻を破砕処理する際に前記破砕処理された貝殻片が前記上限値の開目穴を有するふるいを通過するまで前記破砕処理を行うステップと、
前記破砕処理した貝殻片を前記下限値の開目穴を有するふるいにかけるステップと、
前記下限値の開目穴を有するふるいを通過した前記下限値以下の貝殻片を除去するステップと、を含み、
前記上限値を前記測定した殻厚の５倍とし、前記下限値を前記測定した殻厚の１倍とすることを特徴とする水底地盤用貝殻材料の製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の水底地盤用貝殻材料の製造方法により得られた貝殻片に砂を混合して撹拌することで砂混合貝殻材料を得ることを特徴とする水底地盤用砂混合貝殻材料の製造方法。
【請求項６】
前記砂の混合率が重量比で５０％以下である請求項５に記載の水底地盤用砂混合貝殻材料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貝殻を用いた水底地盤用貝殻材料、水底地盤用砂混合貝殻材料およびそれらの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、侵食海岸への養浜や浅場・干潟の造成の材料として一般に砂が用いられているが、規制により砂の採取が困難になっている現状から、砂の確保が困難な地域においては、環境への安全性が確保された新しい材料が求められている。一方、ホタテやカキ等の貝類の養殖量の増加に伴い、貝の身を取りだした後の貝殻が副産物として大量に残り、廃棄物である貝殻の処分方法が問題となっており、様々な貝殻の利用方法が提案されている。
【０００３】
特許文献１は、自然環境の改善および保全に適した水質汚濁・富栄養化改善材として粉砕および熱処理して得られた平均粒径１〜４０ｍｍの貝殻破片からなる水質汚濁および富栄養化改善材を提案する。
【０００４】
特許文献２は、複数の原料タンクに夫々砂，細粒分，軽量材料，有機物，腐植土，肥料，バクテリア，稚貝，種子のうちの任意のものを入れ、これらを生物の生息可能な地盤高や、平面配置に応じて、所望の生物の生息条件に最適な底質を提供できる砂となるよう混合装置によってブレンドせしめ、散布装置によって干潟形成海域に散布せしめる干潟被覆砂の製造方法を提案する。
【０００５】
特許文献３は、海藻の着床・生育を促進するため、土砂と、多孔質材と、かに、えびその他の甲殻類の殻及び／又は貝殻の粉砕物等からなる成長促進物とを硬化剤を用いて固めた人工石を提案する。
【０００６】
特許文献４は、大量に廃棄されている貝殻を高配合でき、その大量利用が期待され、しかもコンクリート並みの施工性、強度及び視覚的美観が得られ、魚やたこ等の水中生物の蝟集や着生作用に優れる土木・建設用構造物、たこ捕獲用成形体並びに該構造物の材料等として利用できる貝殻粉砕物を主成分とする暖色系多孔質改質硫黄固化体を提案する。
【０００７】
特許文献５は、水底土を浚渫して得られた浚渫粘性土に対して、砂、粘土、スラグ、石炭灰又は貝殻等の無機質材料の１種又は２種以上からなる粒状体及び/又は粉体をもって構成される粉粒状添加材を混合することによって含水比を低減させてなる浚渫粘性土を利用した人工干潟材料を提案する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第３５１１１４１号公報
【特許文献２】特開２０００−３１４１１６号公報
【特許文献３】特開２００４−５７１９０号公報
【特許文献４】特開２００７−１８２５号公報
【特許文献５】特開２００５−３３０７３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述のように規制により砂の採取が困難になっていること、廃棄物である大量の貝殻の処分方法が問題になっていることを考慮すると、砂の代わりに貝殻を侵食海岸への養浜や浅場・干潟造成等の材料として用いて有効利用（リサイクル）することが考えられる。
【００１０】
しかし、そのような場では、波や流れが作用するため、使用材料には、波や流れに対する安定性（耐侵食性）の確保が要求される。すなわち、いかに波や流れに対する安定性を持った材料を供給するかが課題である。
【００１１】
また、特許文献１の水質汚濁および富栄養化改善材は、貝殻に汚染環境の改善効果を発揮させることを目的とするものであり、波や流れに対する安定性の確保に関する考慮はなされていない。特許文献２〜４も同様に波や流れに対する安定性の確保を考慮するものではない。特許文献５は、潮汐および波浪に対して干潟材料の流失防止を図るものであるが、浚渫粘性土を主原料とし、貝殻等は含水比を低減するための添加材として用いられるので、貝殻を主原料とするものではない。
【００１２】
本発明は、上述のような従来技術の問題に鑑み、しじみやホタテやカキ等の貝類の貝殻を有効利用するため貝殻を養浜や浅場・干潟造成等の材料として用いる際に波や流れに対する安定性を確保することができる貝殻材料およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本実施形態による水底地盤用貝殻材料は、水底地盤を構成する材料として貝殻を用いるために貝殻を平面寸法ａ，ｂと殻厚ｔとの比ａ／ｔ，ｂ／ｔが１を超え５以下になるように破砕調整した貝殻片からなることを特徴とする。
【００１４】
この水底地盤用貝殻材料によれば、平面寸法ａ，ｂと殻厚ｔとの比ａ／ｔ，ｂ／ｔが１を超え５以下になるように破砕調整された貝殻片は、砂のような略球体形状の材料と比べて、殻厚に対し平面寸法が大きく偏平性のある形状となって、波・流れに対する安定性が高く、貝殻を有効利用して波・流れに対し安定性のある水底地盤を構成できる。
【００１５】
本実施形態による水底地盤用砂混合貝殻材料は、水底地盤を構成する材料として貝殻を用いるために貝殻を平面寸法ａ，ｂと殻厚ｔとの比ａ／ｔ，ｂ／ｔが１を超え５以下になるように破砕調整した貝殻片に砂を混合したことを特徴とする。
【００１６】
この水底地盤用砂混合貝殻材料によれば、平面寸法ａ，ｂと殻厚ｔとの比ａ／ｔ，ｂ／ｔが１を超え５以下になるように破砕調整された貝殻片は、砂のような略球体形状の材料と比べて、殻厚に対し平面寸法が大きく偏平性のある形状となって、波・流れに対する安定性が高く、貝殻を有効利用して波・流れに対し安定性のある水底地盤を構成できる。また、砂と混合することで貝殻片の角を除去できるので、人が素足で貝殻材料の上を歩くことができる。
【００１７】
上記砂混合貝殻材料において前記砂の混合率が重量比で５０％以下であることが好ましい。
【００１８】
本実施形態による水底地盤用貝殻材料の製造方法は、貝殻を用いて水底地盤用貝殻材料を製造する方法であって、処理対象の貝殻の殻厚測定のサンプル数を決定するステップと、前記サンプル数で測定した殻厚に基づいて目標とする貝殻片の平面寸法の上限値と下限値とを設定するステップと、前記貝殻を破砕処理する際に前記破砕処理された貝殻片が前記上限値の開目穴を有するふるいを通過するまで前記破砕処理を行うステップと、前記破砕処理した貝殻片を前記下限値の開目穴を有するふるいにかけるステップと、前記下限値の開目穴を有するふるいを通過した前記下限値以下の貝殻片を除去するステップと、を含み、前記上限値を前記測定した殻厚の５倍とし、前記下限値を前記測定した殻厚の１倍とすることを特徴とする。
【００１９】
この水底地盤用貝殻材料の製造方法によれば、目標とする貝殻片の平面寸法の上限値を殻厚の５倍とし、下限値を殻厚の１倍とすることで、平面寸法ａ，ｂと殻厚ｔとの比ａ／ｔ，ｂ／ｔが１を超え５以下になるように貝殻片を破砕調整することができる。このように破砕調整された貝殻片は、砂のような略球体形状の材料と比べて、殻厚に対し平面寸法が大きく偏平性のある形状となって、波・流れに対する安定性が高い。このように、貝殻を有効利用して波・流れに対し安定性のある水底地盤を構成可能な水底地盤用貝殻材料を製造できる。
【００２０】
本実施形態による水底地盤用砂混合貝殻材料の製造方法は、上記水底地盤用貝殻材料の製造方法により得られた貝殻片に砂を混合して撹拌することで砂混合貝殻材料を得ることを特徴とする。この場合、前記砂の混合率が重量比で５０％以下であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、廃棄物である貝殻を有効利用するため貝殻を養浜や浅場・干潟造成等の材料として用いる際に波や流れに対する安定性を確保することができる水底地盤用貝殻材料・水底地盤用砂混合貝殻材料およびそれらの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本実施形態における貝殻を破砕した貝殻片の寸法を説明するための概略図である。
【図２】本実施形態による水底地盤用貝殻材料および水底地盤用砂混合貝殻材料の製造工程を説明するためのフローチャートである。
【図３】図２の製造工程Ｓ０５で用いることのできる破砕機の概略図である。
【図４】図２の製造工程Ｓ１１で用いることのできる撹拌機の概略図である。
【図５】本実施例で各材料の移動限界シールズ数を調査するために用いた実験装置の概略図である。
【図６】本実施例で各材料の水中沈降実験に用いた装置の概略図である。
【図７】図６の装置で実測した各材料の沈降速度（縦軸）と、体積が等価な球体に換算した径を用いてRubey式（数１）により算定される沈降速度（横軸）とを比較して示すグラフである。
【図８】本実施例で各材料の移動床実験に用いた実験装置の概略図である。
【図９】本実施例の移動床実験において比較例１の貝殻片に細砂を、０％、５０％、７０％の混合率（重量比）でそれぞれ混合した材料の流出重量を示す図（ａ）、同じく比較例２の粗砂に細砂を混合した材料の流出重量を示す図（ｂ）である。
【図１０】本実施例の移動床実験において実施例１の貝殻片に細砂を、０％、５０％、７０％の混合率（重量比）でそれぞれ混合した材料の流出重量を示す図（ａ）、同じく実施例２の貝殻片に細砂を混合した材料の流出重量を示す図（ｂ）、同じく比較例３の粗砂に細砂を混合した材料の流出重量を示す図（ｃ）である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。図１は本実施形態における貝殻を破砕した貝殻片の寸法を説明するための概略図である。
【００２４】
図１に示すように、本実施形態による貝殻片１０は、しじみやホタテやカキなどの貝殻から得られ、殻厚ｔおよび平面寸法（縦横寸法）ａ，ｂを有し、殻厚ｔと平面寸法ａ，ｂとの比が１：１を超え１：５以下となるように破砕調整したものである。すなわち、次式（１）（２）のように、殻厚ｔと一辺の寸法ａとの比ａ／ｔおよび殻厚ｔと他辺の寸法ｂとの比ｂ／ｔが１を超え５以下になるように調整されている。以下、比ａ／ｔ、ｂ／ｔを殻厚比とよぶ。
【００２５】
１＜ａ／ｔ≦５        ・・・（１）
１＜ｂ／ｔ≦５        ・・・（２）
【００２６】
貝殻片１０の平面寸法ａ，ｂは、式（１）（２）からわかるように、殻厚ｔ（下限値）を超え殻厚ｔの５倍（上限値）以下であり、貝殻片１０の形状は、殻厚比ａ／ｔ、ｂ／ｔが１に近づくにつれて略立方体形状となり、１よりも大きくなるにつれて偏平状になる（偏平性が強くなる）。略立方体形状は略球状体形状に近いものとなる。
【００２７】
本実施形態の貝殻片１０は、極めて多数の貝殻片からなる集合物として用いられ、水底地盤を構成する材料として使用される。かかる集合物を、水底地盤用貝殻材料とよぶ。
【００２８】
次に、本実施形態による水底地盤用貝殻材料および水底地盤用砂混合貝殻材料の製造工程Ｓ０１〜Ｓ１２について図２〜図４を参照して説明する。
【００２９】
図２は本実施形態による水底地盤用貝殻材料および水底地盤用砂混合貝殻材料の製造工程を説明するためのフローチャートである。図３は図２の製造工程Ｓ０５で用いることのできる破砕機の概略図である。図４は図２の製造工程Ｓ１１で用いることのできる撹拌機の概略図である。
【００３０】
図２を参照して説明する。まず、使用する大量の貝殻からゴミや雑物を取り除き（Ｓ０１）、貝殻の殻厚測定を行うサンプル数を決定し（Ｓ０２）、そのサンプル数の貝殻をランダムに抽出して殻厚を測定する（Ｓ０３）。
【００３１】
上記工程Ｓ０２のサンプル数は４００個程度が望ましい。すなわち、無限に大きな母集団に対する標本調査において、必要な標本数（サンプル数）を決める方法として、次の式（３）がある。
【００３２】
ｎ≧Ｐ（１−Ｐ）／（ｅ／Ｚ）2    ・・・（３）
ただし、ｎ：必要なサンプル数
Ｐ：予想される母集団の比率（＝０．５）
ｅ：最大誤差
Ｚ：信頼率に対応する正規分布点
【００３３】
誤差が５％以内（信頼率が９５％以上）となるためのサンプル（標本）数は、式（２）にｅ＝０．０５、Ｚ＝１．９６を与えると、ｎ＞３８４個と算定される。この結果を踏まえると、４００個以上の貝殻の殻厚を調査することが望ましい。
【００３４】
次に、測定された殻厚ｔの平均値に対し、殻厚ｔの１倍〜５倍で破砕調整時の貝殻の目標平面寸法（上限値、下限値）を設定する（Ｓ０４）。すなわち、上述のように、貝殻片の平面寸法の上限値は殻厚ｔの５倍であり、下限値は殻厚ｔの１倍である。
【００３５】
次に、破砕機や粉砕機を使用して多数の貝殻を破砕する（Ｓ０５）。このとき、破砕された貝殻片が殻厚ｔの５倍の上限値の開目穴を持つスクリーン（ふるい）を通過するまで、破砕を行う（Ｓ０６）。
【００３６】
上述の破砕機や粉砕機として、例えば、図３のように回転刃２１を内部に有する破砕機２０の底面部にスクリーン２２がセットされているものを使用する。破砕機２０は、スクリーン２２の開目穴（上限値）以下に破砕された貝殻片Ｓがスクリーン２２を通過して破砕機２０の外部に排出されるのに対し、開目穴（上限値）以上の貝殻片が回転刃２１によって上部に持ち上げられ、繰り返して破砕されるようになっている。このため、上限値以下に破砕調整された貝殻片Ｓを常に一定にかつ大量に得ることができる。
【００３７】
次に、上述のようにして破砕された貝殻片を殻厚ｔの１倍（下限値）の目開きを持つ機械式振動ふるいにかける（Ｓ０７）。これにより、破砕された貝殻片から下限値以下の大きさの粉末体を抽出し（Ｓ０８）、全体重量比で下限値を下回る材料が５％以下となるように（製品の信頼度が９５％以上となるように）抽出した粉末体を除去することで、多数の貝殻片からなる貝殻材料を調整する（Ｓ０９）。
【００３８】
上述のようにして多数の貝殻を破砕調整した貝殻片からなる水底地盤用貝殻材料を得る（Ｓ１０）。
【００３９】
また、必要に応じて、上述の破砕調整された貝殻片に砂を混合して撹拌する（Ｓ１１）。例えば、図４のように、撹拌翼３１を内部に有する撹拌機３０によって、上述のようにして多数の破砕調整された貝殻片Ｓ’と砂ＳＡとを混合して撹拌する。この撹拌における磨耗により貝殻片Ｓ’の角を除去することができる。また、砂ＳＡの混合率は重量比で５０％以下であることが好ましい。
【００４０】
上述のようにして多数の貝殻を破砕調整した貝殻片と砂とを混合した水底地盤用砂混合貝殻材料を得る（Ｓ１２）。
【００４１】
上記工程Ｓ１０で得られた水底地盤用貝殻材料、または、上記工程Ｓ１２で得られた水底地盤用砂混合貝殻材料を、海岸における養浜、または、浅場・干潟等の造成などのために、コンベアや土運船などで運び、所定水域に水底地盤材料として投入する。
【００４２】
本実施形態の貝殻材料は、貝殻片の形状について、特許文献１のように粒径の大きさで規定するのでなく、上述のように殻厚ｔと平面寸法ａ，ｂとの殻厚比ａ／ｔ，ｂ／ｔが１を超え５以下となるように規定する。このため、殻厚に応じて好ましい平面寸法（大きさ）が相違し、例えばしじみのように殻厚が比較的薄い貝殻と、例えばカキやホタテのように殻厚が比較的厚い貝殻とでは、好ましい平面寸法が異なる。
【００４３】
本実施形態の水底地盤用貝殻材料によれば、砂のような略球体形状の材料と比べて、上述のように偏平性のある形状に調整した貝殻片は、波・流れに対する安定性が高く、同じ重量の砂に比べて、波・流れに対し安定な材料である。なお、上述のような破砕調整をしていない貝殻は、偏平性が強すぎる（殻厚比が５を超えて大きい）ため、波や流れに対して安定性が悪い。
【００４４】
また、水底地盤用砂混合貝殻材料によれば、砂を混ぜて撹拌し、貝殻片の角を磨耗によって除去して角が丸みを帯びるため、貝殻材料の上を素足で歩いても、怪我をする危険性が少なくなる。また、砂を混ぜることや砂を混ぜて角を取ることにおいて、材料の粒径分布が広がるため、保水性が高まるとともに、締まりやすく地盤としての安定度の向上を期待できる。
【００４５】
また、本実施形態の水底地盤用貝殻材料の製造方法によれば、目標とする貝殻片の平面寸法の上限値を殻厚の５倍とし、下限値を殻厚の１倍とすることで、平面寸法ａ，ｂと殻厚ｔとの比ａ／ｔ，ｂ／ｔが１を超え５以下になるように貝殻片を破砕調整できる。また、殻厚ｔの５倍の上限値の開目穴を持つスクリーンを通過するまで貝殻片を破砕機で繰り返し破砕し、次に、下限値の開目穴を持つふるいを通過した粉末体を除去することで、上述の所定範囲の殻厚比を有する貝殻片を大量生産することができる。
【実施例１】
【００４６】
次に、本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明は本実施例に限定されるものではない。
【００４７】
貝殻片の破砕調整
本実施例では、比重２．９で殻厚０．６〜０．８ｍｍ程度のしじみの貝殻を用い、形状の違いが与える影響を調べるために、殻厚比がそれぞれ下記表１のように比較例１として１：１，実施例１として１：３および実施例２として１：５になるように図２と同様にして破砕調整することで貝殻片の各試料を得た。なお、破砕調整した各貝殻片を観察すると、貝殻片の縦横寸法（図１のａとｂ）はほぼ同じであった。
【００４８】
また、比較検討のため、別の比較例として比重２．６で１粒あたりの重量が比較例１と同等な粒径１ｍｍの粗砂（比較例２）、実施例１，２と同等な２〜３ｍｍの粗砂（比較例３）を併せて表１のように用意した。すなわち、殻厚比１（１：１）の貝殻片は１ｍｍ径の粗砂とほぼ同等な重量であり、殻厚比３（１：３）および５（１：５）の貝殻片は２〜３ｍｍ径の粗砂とほぼ同等な重量である。
【００４９】
移動限界シールズ数による評価
上述の破砕調整した各貝殻片および各粗砂について流れに対する安定性を移動限界シールズ数により評価した。
【００５０】
粒状体の性質として、ある強さ以上の流れのせん断力が作用すると、水中移動が始まる。各貝殻片および各粗砂について水中移動が始まる移動限界せん断力（外力）に対する材料の重量（抵抗力）の比で表す移動限界シールズ数を水理実験により評価した。
【００５１】
移動限界シールズ数の調査のため図５のような実験装置を用意し、長さ３．５ｍ、幅０．１ｍ、高さ０．１ｍで勾配１／３０の水路を用い、その中央部に長さ０．５ｍ、深さ０．０５ｍの土槽部を設置した。水路の上流端には，水供給タンクを設置し、タンクの水位の高さを調整することにより水路を流れる水の流速を調整した。
【００５２】
実験手順は次のとおりである。
１．土槽部に移動限界シールズ数評価対象の材料を設置する。このとき，材料の天端を固定床の天端と一致させる．
２．水供給タンクと水路を連通させてタンク内の水を水路に導く。このとき、定常的な流れにおける材料の移動限界を調べるためにタンクの水位を約１分間保つ。材料が移動しない場合は、タンクの水位を上昇させ、水路を流れる流速を増加させる。
３．土槽部において材料が移動を始める流れとなったとき、プロペラ式流速計によって流速を計測する。この計測した流速からせん断力に換算して移動限界シールズ数を評価する。
【００５３】
移動限界シールズ数が高い材料は、その材料を移動させるのに、大きなせん断力を作用させなければならないため、より安定な材料とよぶことができる。次の表１に調査結果を示す。
【００５４】
【表１】
2010242385.tif 000003
【００５５】
上述のようにして移動限界シールズ数を調べた結果、実施例１，２の殻厚比が１：３および１：５である偏平な貝殻片は、球体に比べて抗力を受けにくく、３〜４割増程度、安定性が高いことが判明した。また、殻厚比１：１の貝殻片（比較例１）は１ｍｍ径の粗砂（比較例２）と同等の結果であった。ただし、貝殻片は、殻厚比が大きくなると、偏平性が強くなり、揚力を受けやすくなることや、微小な不陸部で抗力を受けやすくなるため、殻厚比を大きくしても安定性の上昇には限界があることがわかった。
【００５６】
水中沈降実験
表１の各貝殻片および各粗砂、さらに、細砂（中央粒径：０．１５ｍｍ）および中砂（中央粒径：０．３ｍｍ）について水中沈降実験を、図６のように径０．１ｍ、長さ１ｍの透明なアクリルパイプを使用して行った。
【００５７】
実験手順は次のとおりである。
１．アクリルパイプの下端に底板を取り付けてアクリルパイプを鉛直に設置するとともに，パイプ内部を水で飽和させる。
２．パイプの天端面から，約５ｇの材料群を水中自由落下させる。一定となった沈降速度を計測するため、底面から０．５ｍの深さを沈降するのに要する時間を計測し、各材料の水中沈降速度を評価する。
３．上記手順で調査を５回行った平均の沈降速度をその材料の沈降速度とする。
【００５８】
上述のようにして各材料の沈降速度（ｃｍ／ｓ）を測定し、この実測した沈降速度（縦軸）と、体積が等価な球体に換算した径を用いて次のRubey式（数１）により算定される沈降速度（横軸）とを比較して図７に示す。
【００５９】
【数１】
2010242385.tif 000004
【００６０】
ただし、ｗ0：沈降速度、ｓ：比重、ｄ：体積が等しい球体に換算して求めた直径、ν：水の動粘性係数、ｇ：重力加速度
【００６１】
上記水中沈降実験において貝殻片の水中落下の様子を観察すると、偏平な貝殻片の多くは、偏平な形状の尖った部分を先端にして落下するのでなく、回転しながら沈降する形態を示した。
【００６２】
図７および上記観察結果から、上述の細砂や中砂や比較例２，３の粗砂のような略球状体材料であれば、実測の沈降速度と算定される沈降速度とがほぼ等しくなるのに対し、貝殻片は、その偏平性が強くなると、尖った部分を先端にして落下するのでなく、回転しながら落下するため、球体形状を想定して算定される速度に比べて沈降速度が遅くなる特性が明らかになった。特に、殻厚比が１：５よりも大きく偏平性が強くなってしまうと、沈降速度が極端に遅くなると同時に、いったん流れによって巻き上げられると、水底面に沈降するまでに時間がかかり移動距離が大きく流失しやすくなってしまうことが推定される。このため、流れに対して安定な偏平性の限界は、殻厚比で１：５程度であると考えられる。
【００６３】
移動床実験
表１の各貝殻片および各粗砂について、図８に示す実験装置を用い、水深を０．２８ｍに設定し、造波板により波高０．１５ｍ、周期１．４ｓの規則波を作用させて移動床実験を行った。底質には、表１の比較例１，実施例１，２の各貝殻片および比較例２，３の粗砂に、細砂（中央粒径：０．１５ｍｍ）を、０％、５０％、７０％の混合率（重量比）でそれぞれ混合した材料を用いた。造波板により１時間、波浪を作用させて、砂留め堰に捕捉された材料の重量を計測し、岸向きに流出した材料の重量を調査した。この流出重量の調査結果を図９，図１０に示す。
【００６４】
殻厚比が１：１であり球状体に近い貝殻片（比較例１）のケースの結果を図９（ａ）に示すが、図９（ｂ）の同等重量の１ｍｍの粗砂（比較例２）のケースと比較して、流出重量は、細砂の混合率が同じであると、ほぼ同程度となることがわかる。
【００６５】
一方、殻厚比が１：３の貝殻片（実施例１）および１：５の貝殻片（実施例２）の各ケースの結果を図１０（ａ）（ｂ）に示すが、特に、細砂の混合率が５０％以下のときに、図１０（ｃ）の同等重量の２〜３ｍｍの粗砂（比較例３）を混合したケースおよび図９（ａ）の殻厚比が１：１の貝殻片（比較例１）のケースと比べて流出重量が小さく安定性が高いこと、また、殻厚比１：５の貝殻片は、１：３のものに比べて水中重量が約３倍大きいにも関わらず、安定性の増加がみられないことがわかる。
【００６６】
以上の実施例・比較例の結果から、殻厚比が１：１を超え１：５以下の貝殻片を使用することにより、１粒あたりの重量が同等の砂と比べて波や流れに対する安定性が優れた貝殻材料を提供できることがわかった。また、波や流れに対する安定性の点から、破砕調整した貝殻片に砂を混合して使用する場合、砂の混合率は重量比で５０％以下が好ましいことがわかった。
【００６７】
以上のように本発明を実施するための形態および実施例について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で各種の変形が可能である。例えば、本発明では、材料による環境改善効果を期待しないため、特許文献１のような熱処理の工程を必ずしも必要としないが、図２の工程Ｓ０１において貝殻に付着している有機物を完全に除去するために、熱処理や有機物分解剤などを補助的に用いてもよい。
【００６８】
また、本実施形態で使用可能な貝殻としてしじみ・ホタテ・カキの貝殻を挙げたが、これらに限定されるものではなく、他の種類の貝殻であってもよい。また、複数の種類の貝殻から貝殻片を得た場合、各貝殻片の殻厚比が所定範囲に破砕調整されていれば、種類の異なる貝殻片を混合して用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明の水底地盤用貝殻材料・水底地盤用砂混合貝殻材料およびそれらの製造方法によれば、侵食海岸への養浜や浅場・干潟の造成等の材料として利用でき、規制により砂の採取が困難になっている現状に対し、砂に代わる材料を提供できるとともに、水底地盤の波や流れが作用する場において波や流れに対する安定性（耐侵食性）および環境への安全性が確保された材料として利用できる。
【００７０】
また、副産物として大量に残る貝殻の処分方法として焼却処分せずに貝殻を有効利用するために、熱処理や薬品による化学処理などにより土壌・地盤改良材、肥料、飼料等に加工して用いる従来方法に対し、本発明によれば、熱処理や化学処理などが必ずしも必要なく有効利用できる。
【符号の説明】
【００７１】
１０ 貝殻片
２０ 破砕機
２１ 回転刃
２２ スクリーン
３０ 撹拌機
ａ，ｂ 貝殻片の平面寸法
ｔ 殻厚
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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