hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
SSR分析による除草剤抵抗性雑草集団の遺伝的多様性の解明

水田雑草イヌホタルイSchoenoplectusjuncoidesならびにオモダカSagittaria trifoliaについて、SSRマーカーを作成した。スルホニルウレア系除草剤に対して抵抗性を有する集団ならびに感受性集団について、構築したSSRマーカーを用いて遺伝的変異を検出し、集団遺伝学的解析を行った。オモダカSagittaria trifoliaのゲノムから(GT)_n配列モチーフを含むクローンを83個取得し,35クローンについてプライマーを設計した。その結果4組の多型検出可能なプライマー組を作成することができた。(AC)_6(AG)_5,(TC)_6(AC)_5ならびに(TC)_6(AC)_(10)の各配列モチーフについては計74クローンの配列に基づき51個のプライマーを設計し36個の増幅可能マーカーを得たが,予備実験において多型を検出することができなかった。(GT)_nのSSRマーカーを用いて,兵庫県のスルホニルウレア系除草剤(SU剤)に対して抵抗性を有すると考えられる集団と京都府のSU剤感受性集団における遺伝的変異を調査した。その結果,抵抗性集団において高い程度でクローン繁殖が行われていること,抵抗性集団は感受性集団と比較して必ずしも低い遺伝的多様性を示さないことが明らかとなった。SU抵抗性ならびに感受性集団から採集した各個体の抵抗性検定を地上部再生法により試みたが,オモダカでは成功しなかった。イヌホタルイSchoenoscirpus juncoidesについてもSSRマーカーの作出を行った。(GT)_(11)配列モチーフを含むクローンを78個取得し,38組のプライマーを作成したところ,6組について良好な増幅を確認することができた。イヌホタルイについて良好な増幅を確認できた8組のマイクロサテライト遺伝子座について、16個体を用いて多型性の検出能力を評価したところ、いずれの遺伝子座についても集団内、集団間量レベルにおいて多型を確認することが出来た。多くのマーカーでヘテロ接合が観察され、水田に自生するイヌホタルイ集団が他家受精を行っていることが推測された。本年度は京都府、滋賀県、兵庫県、大阪府および奈良県における計17集団から約300個体を収集し、育成した。幾つかの集団については発根法によるスルホニルウレア抵抗性の検定を行い、強程度ないし中程度の抵抗性を示す集団を確認した。特に、水田において個体群密度が低く抑えられている集団における抵抗性の出現が見られ、抵抗性生物型の顕在化のプロセスを詳細に把握する上で今後有用と考えられる事例を見出すことが出来た。オモダカについては、有効なマイクロサテライトマーカーの構築が困難であったため、AFLP法による遺伝的変異の評価を行うための予備実験.を行った。イヌホタルイについて、SSRマーカーを13個作成した。近畿地方の21集団(計496個体)について、スルホニルウレア系除草剤(SU剤)に対する抵抗性を発根法および発色法により検定し、SSRマーカーを用いて遺伝的変異を検出した。21集団中、15集団においてSU剤抵抗性が確認された。遺伝的変異は、SU剤抵抗性集団において必ずしも低い値を示さず、同剤抵抗性の顕在化過程において除草剤の選択圧の存在下で遺伝的変異が維持される場合があることが示された。オモダカについては、5個のSSRマーカーを得ることが出来た。13集団303個体について同マーカーによる解析を行った結果、集団間でクローン多様度に顕著な差異が認められた。この結果から、水田において繁殖するオモダカは集団ごとに繁殖様式が多様であることが明らかとなった。また、SU剤抵抗性を有することが確認された3集団についてはいずれもクローン繁殖の度合が高く、抵抗性を獲得したクローンが無性繁殖により優占することが示唆された。
希土類-貴金属合金ナノ粒子の液相精密合成と電極触媒への応用

燃料電池の電極触媒としてPtY合金ナノ粒子が注目されている。しかしYの酸化還元電位が非常に負であるために、PtY合金ナノ粒子の液相化学合成は非常に困難である。本研究では、イオン液体/金属スパッタリング法を利用し、触媒として働くPtをより酸化されやすいYとともにイオン液体にスパッタしてサイズのよくそろったPtYナノ粒子を作製した。さらに得られたPtY粒子の酸素還元反応に対する電極触媒活性を評価した。固体高分子形燃料電池の高活性化・低価格化を目指して、Pt代替触媒の開発が活発に行われている。その1つとして、Ptなどの貴金属と他の遷移金属との合金ナノ粒子を作製する方法がある。例えば、高活性化かつ高安定性をしめすナノ粒子として、Pt-Y合金ナノ粒子が注目されている。しかしPt-Y合金ナノ粒子の合成は非常に困難であり、サイズを精度良く制御してナノ粒子化に成功した報告例は少ない。そこで本研究では、私たちが開発したイオン液体/金属スパッタリング法を利用してこれを解決する。すなわち、触媒として働く貴金属(Ptなど)をより酸化されやすい遷移金属(Yなど)とともにイオン液体にスパッタしてサイズのよくそろった貴金属ー遷移金属複合ナノ粒子を作製し、その電極触媒活性を評価した。この方法は、用いる金属元素の価数の変化を伴わない合成法であり、液相化学合成では不可能な複合ナノ粒子の合成が可能であると期待される。扇形のPtおよびY金属板を交互配列させたPt-Y複合金属プレートをスパッタターゲットとし、イオン液体であるbutylmethylimidazolium hexafluorophosphate (BMI-PF6)に、PtおよびYを同時スパッタ蒸着した。イオン液体中には粒径が12 nmの球状のPt-Y複合ナノ粒子が得られ、粒子組成はターゲットに用いる複合金属プレート中のPt:Y面積比により制御できた。次に、酸素還元反応(ORR)活性を評価するために、得られた粒子をカーボンブラック(CB)粉末上に担持した。これを電極触媒として電極に固定して酸素を飽和させた過塩素酸水溶液に浸漬し、ORR活性を評価した。電極電位が1 V vs. RHEから負側の電位においてORRによる還元電流が観測され、得られたPt-Yナノ粒子がORRの電極触媒として効果的に働くことを確認した。電気化学
電信・電話技術と労働のジェンダー化をめぐる歴史社会学-日本とドイツを事例にして-

本年度は昨年度の課題として設定した、当該研究テーマにおける家族と職場の関係を今後解明していくことを念頭に、夏にドイツ・ベルリンにおいて史資料調査(ベルリンの連邦文書館及びベルリン州立図書館において、ドイツの家族と労働及び技術に関する社会学及び歴史学の二次文献の収集、近年の動向を知る手がかりとなる文献や雑誌を調査・検討した)を重点的に行った。これと併せて、国内外の学会や研究会での発表、さらに論文の発表を積極的に進めることを通じて、本年度まで行なってきた国内外のインタビュー及び史資料調査の成果を、まとめ、公表した。特に今年は、去年北京で開催された国際科学史学会で共同発表した研究者たちと、フィリピン・マニラにおけるアジア歴史家会議で協働で研究報告を行い、そこで外国の研究者とも意見交換をした。また、日独フォーラムでは主催者として企画の立案から運営までに携わった。そこでは昨年同様、日本人のドイツ研究者のみならず、日本で学ぶドイツ人研究者と活発な意見交流をすることができた。昨年のフォーラムでの報告は、今年度日本とドイツで報告集が刊行された。現在も博士論文執筆中に十分できなかったドイツ人に対する聞き取り調査を継続中で、1960年代にドイツのケルンで電信オペレーターをしていた1945年生まれのドイツ人女性に対しても追跡調査を行なっている。今後は以上のような研究蓄積をさらに整理し、これを学会で発表する他、リライトする作業に集中したい(今後その成果を日本語の単著というかたちで出版することを展望している)。19世紀後半から現在に至る通信技術の未曾有の発展をマクロな視点から捉えれば、産業の振興にとどまらず、遠隔地間のコミュニケーションの拡大や国民国家形成の進展とも深く関わっていたが、一方でミクロな視点で現業に注目するならば、通信技術の発展は職域の拡大、労働条件や雇用形態の変化を画す契機をなしていた。中でもグローバル化の進展による「労働力の女性化」、非正規雇用の増大という問題が近年注目を集めているが、これは実のところ今日知られる先進国においては工業化が始まる時期において既に見られていた現象であり、問題の本質を的確に把握するためには、現状分析の蓄積はもとより、歴史的な視点を持つ精緻な研究が必要となる。そこで本研究は、近代の日独両国において電話交換・電信業務がいかなる社会・経済・政治・文化的過程をたどってジェンダー化され、さらにそれが、現場で働く電話交換手と電信技手に、いかなる回路を通じて維持、ないしは強化され、変容するに至ったのかという歴史的過程を、技術革新や従業者間の交渉と対立とに着眼しつつ、歴史社会学的手法を用いて明らかにしようとしている。したがって、本研究で使用する史資料は日本・ドイツの事例ともにかなりの量と範囲に及んでいる。労働力編成に関する政策決定過程に関しては、逓信省と個々の上級郵便局局長や担当者との間での書類のやり取りがベルリンのドイツ連邦文書館に所蔵されており、ここ数年で収集・解読・分析を進めた。今年度には逓信省が実施した労災扶助に関する文書について追加調査を行ない、来年度の西洋史学会での発表に備えた。日本の元電信技手・電報オペレーターに対する聞き取り調査は継続中だが、その中間報告を今年度は社会学会及び情報美学研究会にて行なった。その他には、この間に依頼された書評の執筆や学会や研究会でのコメントを引き受け、同時に今年度の発表に向けて研究論文の執筆を進めた。本年度は夏にドイツ・ベルリンにおいて、既にドイツで築き上げた人的ネットワークを生かして、1ヶ月間のインタビュー(1950年代にドイツのヴュルツブルクで電話交換手をしていた1930年生まれのドイツ人女性に対し)及び史資料調査(ベルリンの連邦文書館及びベルリン州立図書館において、逓信省関連資料の中から日独関係及び技術移転に関する史資料と電話交換手の「外傷性神経症」に関する従業員の記録、そしてその二次文献や近年の動向を知る手がかりとなる文献や雑誌を調査・検討した)を重点的に行い、昨年度には時間の制約上、カバーできなかった部分までも補足した。これと併せて、国内外の学会や研究会での発表、さらに論文の発表を積極的に進めることを通じて、本年度まで数年にわたって行なってきた国内外のインタビュー及び史資料調査の成果を、まとめ、公表した。特に北京における国際科学史学会では、初めて英語で30分にわたる研究報告を行い、外国の研究者と交流し、その後、同じ部会のメンバーと共同研究を行なう端緒となった。また、日独フォーラムではドイツ語で研究報告を行い、日本人のドイツ研究者のみならず、日本で学ぶドイツ人研究者と活発な意見交流をすることができた。フォーラムでの報告については、今年度日本とドイツで報告集が刊行され、ドイツ語で報告の内容を公表することになっている。以上のような昨年度の成果を含め、6年間にわたる国内外での研究蓄積の上に、今年3月には研究論文『<電話交換手/電信技手>の歴史社会学:近代日独の情報通信技術とジェンダー』を完成。今年度はこの成果をさらに整理し、これを学会で発表する他、国内外の学術誌上に論文を発表することに集中したい。また、こうした作業と併せて、今後その成果を日本語の単著というかたちで出版することを展望している。

これと併せて、国内外の学会や研究会での発表、さらに論文の発表を積極的に進めることを通じて、本年度まで行なってきた国内外のインタビュー及び史資料調査の成果を、まとめ、公表した。特に今年は、去年北京で開催された国際科学史学会で共同発表した研究者たちと、フィリピン・マニラにおけるアジア歴史家会議で協働で研究報告を行い、そこで外国の研究者とも意見交換をした。また、日独フォーラムでは主催者として企画の立案から運営までに携わった。そこでは昨年同様、日本人のドイツ研究者のみならず、日本で学ぶドイツ人研究者と活発な意見交流をすることができた。昨年のフォーラムでの報告は、今年度日本とドイツで報告集が刊行された。現在も博士論文執筆中に十分できなかったドイツ人に対する聞き取り調査を継続中で、1960年代にドイツのケルンで電信オペレーターをしていた1945年生まれのドイツ人女性に対しても追跡調査を行なっている。今後は以上のような研究蓄積をさらに整理し、これを学会で発表する他、リライトする作業に集中したい(今後その成果を日本語の単著というかたちで出版することを展望している)。
強磁性/反強磁性界面のナノスピン構造とスピンエレクトロニクスへの応用

ハードディスク(HDD)の巨大磁気抵抗効果読出しヘッド等に利用されている強磁性/反強磁性界面における交換バイアスのメカニズムを検討するため,CoFe(3nm)/Mn-Pt(30nm)/Pt(30nm)/Cr(10nm)/MgO(001)およびNiFe(3nm)/Mn-Pt(30nm)/Pt(30nm)/Cr(10nm)/MgO(001)エピタキシャル膜をMBE法により作製し,磁気異方性,膜構造,元素選択ヒステリシスループなどを調べた.NiFe/MnPt(001), CoFe/MnPt(001)膜ともに,交換結合に起因する大きな4回対称の膜面内磁気異方性を示した.この4回対称異方性はCoFe/MnPt(001)膜の方がNiFe/MnPt(001)膜より大きかった.これらの試料について,SPrint-8, BL25SUにおいてMnの元素選択ヒステリシスを測定し,界面でのMnモーメントの振る舞いを直接観測した.その結果,CoFe/MnPt(001)膜のMn磁気モーメントの方がNiFe/MnPt(001)膜のそれより大きいことが分かった.これらから,元素選択ヒステリシスにより得られたMn磁気モーメントはMnPt層内に生成された磁壁により生じ,その大きさは,界面での交換結合の大きさと,反強磁性体の磁気異方性のバランスにより決まるというモデルを構築し,実験結果の説明を試みた.モデル計算の結果,界面でのMnモーメントの大きさと膜面内の4回対称磁気異方性に相関が得られ,実験結果を良く説明することが分かった.また,このモデルがNiFe/MnIr(001)膜のような反強磁性材料を変化させた場合についても良く当てはまることが分かった.すなわち,強磁性/MnPt,強磁性/MnIrエピタキシャル膜の交換異方性は反強磁性層内に生成される磁壁によりおおむね説明できるという結果を得た.このことから応用上,交換結合の強い強磁性,反強磁性の組み合わせを検討することと,ネール温度もしくは磁気異方性の大きい反強磁性体を利用することが重要であるという材料設計指針を得た.HDDのGMR読み出しヘッド等に用いられている反強磁性/強磁性界面における交換結合の発生機構を調べるために、MgO(001)/Cr(10nm)/Pt(30nm)/NiFe(5nm)/Mn_<89>Pt_<11>(t nm)/Pt(2nm)とMgO(001)/Cr(10nm)/Ir(30nm)/NiFe(5nm)/Mn_<80>Ir_<20>(tnm)/Ir(2nm)(1<t<30)をMBE法により作成した。その結果NiFe/MnPt、NiFe/MnIr交換結合膜ともにt=5nmで一方向異方性が誘導され、前者ではt=10nm、後者では7nmで最大値を取り、それより厚くなると少しずつ減少するという傾向が見られた。この結果はMnPtでは初めての報告例であり、MnIrではスパッタ膜での報告とほぼ同様の結果である。また、MnIrでは見られずMnPtのみで見られた大きな4回対称の異方性は一方向異方性が発現していないt=3nmで大きな値を示し、厚くなるに従い少しずつ大きくなることがわかった。この4回対称異方性についてさらに詳しく調べるために磁場依存性を測定したところ、これはMnPt反強磁性の結晶異方性であることがわかった。また、実用上重要となってくるブロッキング温度T_Bを調べるため、温度依存性を測定した。MnIrではT_B=570Kでスパッタ膜とほぼ同じ値を示し、MnPtではT_B=450500Kと、MnPt規則合金の値より低い値となった。4回対称異方性が消失する温度は500550Kと一方向異方性が消失しても残っていることがわかった。さらにSpring8でMnIr、MnPtのMCDスペクトル測定を行い、4回対称異方性の大きさの違いの原因を調べたが、これを説明できるような違いは見られなかった。しかし、反強磁性であるMnIr、MnPtのMCDスペクトルが観察可能であることがわかったことで今後の研究の幅が広がった。HDDのGMR読み出しヘッド等に用いられている反強磁性/強磁性界面における交換結合の発生機構を調べるために,MgO(001)/Cr(10nm)/Pt(30nm)/Co_<90>Fe_<10>(5nm)/Mn_<1-x>Pt_x(30nm)/Pt(2nm)およびMgO(001)/Cr(10nm)/Pt(30nm)/Co_<70>Fe_<30>(5nm)/Mn_<1-x>Pt_x(30nm)/Pt(2nm)をMBE方により作成し,Ni_<80>Fe_<20>(5nm)を強磁性層に用いた時との磁気異方性の比較検討を行なった。その結果Ni_<80>Fe_<20>では大きな一方向異方性が誘導されたのに対し,Co_<90>Fe_<10>およびCo_<70>Fe_<30>を用いた場合には一方向異方性が誘導されなかった。

しかし,Mn-Pt反強磁性層からと考えられる大きな4回対称異方性はこれらの場合でも確認された。これらのことより,一方向異方性の誘導には反強磁性体の磁気異方性のみでなく,強磁性層の磁気異方性との関係が大きなカギとなっているのではないかと考えられるが,今回なぜ一方向異方性が誘導されなかったかは明らかになっていない。さらに反強磁性体のスピンの挙動を調べるため,Spring8 BL25SUにおいてMgO(001)/Cr(10nm)/Pt(30nm)/Mn_<1-x>Pt_x(30nm)/Ni_<80>Fe_<20>(3nm)の元素選択ヒステリシス測定を行なった。その結果Mn-Pt/Ni_<80>Fe_<20>界面において反強磁性Mnスピンは強磁性Feスピンと同じヒステリシスを示すことがわかった。また,Mnスピンの強磁性的に配列している成分の大きさのPt組成依存と4回対称成分のPt組成依存を比較すると,このMnスピンがFeスピンとともに回転しているとは考えにくいことがわかった。ハードディスク(HDD)の巨大磁気抵抗効果読出しヘッド等に利用されている強磁性/反強磁性界面における交換バイアスのメカニズムを検討するため,CoFe(3nm)/Mn-Pt(30nm)/Pt(30nm)/Cr(10nm)/MgO(001)およびNiFe(3nm)/Mn-Pt(30nm)/Pt(30nm)/Cr(10nm)/MgO(001)エピタキシャル膜をMBE法により作製し,磁気異方性,膜構造,元素選択ヒステリシスループなどを調べた.NiFe/MnPt(001), CoFe/MnPt(001)膜ともに,交換結合に起因する大きな4回対称の膜面内磁気異方性を示した.この4回対称異方性はCoFe/MnPt(001)膜の方がNiFe/MnPt(001)膜より大きかった.これらの試料について,SPrint-8, BL25SUにおいてMnの元素選択ヒステリシスを測定し,界面でのMnモーメントの振る舞いを直接観測した.その結果,CoFe/MnPt(001)膜のMn磁気モーメントの方がNiFe/MnPt(001)膜のそれより大きいことが分かった.これらから,元素選択ヒステリシスにより得られたMn磁気モーメントはMnPt層内に生成された磁壁により生じ,その大きさは,界面での交換結合の大きさと,反強磁性体の磁気異方性のバランスにより決まるというモデルを構築し,実験結果の説明を試みた.モデル計算の結果,界面でのMnモーメントの大きさと膜面内の4回対称磁気異方性に相関が得られ,実験結果を良く説明することが分かった.また,このモデルがNiFe/MnIr(001)膜のような反強磁性材料を変化させた場合についても良く当てはまることが分かった.すなわち,強磁性/MnPt,強磁性/MnIrエピタキシャル膜の交換異方性は反強磁性層内に生成される磁壁によりおおむね説明できるという結果を得た.このことから応用上,交換結合の強い強磁性,反強磁性の組み合わせを検討することと,ネール温度もしくは磁気異方性の大きい反強磁性体を利用することが重要であるという材料設計指針を得た.
地域温暖化傾向が農業用水資源としての湖水質変化に及ぼす影響解析

本研究では,対象地域の温暖化傾向が,地域の農業用水資源である湖水の質及び鉛直循環に及ぼす影響を,現地観測と数値解析により検討した。湖水の循環に関しては,2000年以降の対象地域固有の気温上昇の一時的停滞により,湖水のポテンシャルエネルギーが低下し,風による乱れエネルギーが相対的に大きくなったため,1986年以来の全循環が2011,2012年2月に発生したことを数値解析により明らかにした。水質に関しては,対象地域の気候変化に基づく熱環境変化特性により,下層で富栄養化とクロロフィル極大が進行する可能性があるが,リン濃度が極端に低い現状では,赤潮のような環境異変が生じるリスクは低いことを指摘した。本研究では,鹿児島県南薩地域の貴重な農業用水資源である池田湖に及ぼす地域温暖化傾向の影響を,水質の観点から検討することを目的とし,本年度は以下の13の研究を実施した。1現地観測:水温・溶存酸素計を水深10200mの12ヶ所の水深に設置し,1時間間隔で2013年11月27日2014年4月10日に観測した。このデータは池田湖の鉛直混合機構解明の基礎資料となる。2全循環発生要因:池田湖では,1986年以降25年間,全循環は確認されていなかったが,2011年と2012年の2月に水深200mの溶存酸素が上昇,全循環が発生したと判断できる。19782012年の数値計算により求めたシュミット安定度は,2011年2月が最低値,2012年2月が2番目に小さい値となった。湖水の安定度が小さくなった要因として,この2年間の冬季の気温の低下(平均気温9°C以下)と風速の増大(日平均風速2m/s以上)が挙げられる。3植物プランクトンに及ぼす影響と数値解析:植物プランクトンの季節変化に関し,夏季に緑藻鋼,秋季から冬季に珪藻鋼が増加する傾向が認められたが,優占種は各年で異なり,規則性は認められなかった。また夏季から秋季の植物プランクトンは,表層よりも水深2030mに多く分布していることがわかった。これは,表層よりも水深30mの栄養塩濃度が高いこと,及び夏秋季の透明度は平均9 mであり,有光層の水深が030mであることが要因である。1970年代の透明度は平均5.5 m(推定有光層17m)であり,近年の透明度は平均8.5m(推定有光層26m)であることから,透明度の増大によって植物プランクトンが増殖できる水深がより深くなっている。数値計算によれば,透明度の増加に伴い,水中における短波放射の到達深度が深くなり,表層と深層の間に位置する変温層の中心位置が,9月には約2m深くなることがわかった。本研究では,温暖な気候条件下にある農業用水資源としての池田湖を対象に,過去37年間の水温,溶存酸素,植物プランクトン,透明度などの観測結果,本研究での集中観測結果,および数理モデルによる解析結果に基づいて,池田湖の水質変化の特徴を明らかにすることを目的としている.本年度は,1集中観測の継続,2池田湖の熱環境の変化傾向に及ぼす影響因子の解析および3数理モデルパラメータと鉛直混合解析方法の検討を行った。1に関しては,前年度と同様に,水深10200 mにおける水温および溶存酸素の多点連続観測(サンプリング時間間隔1時間)を行った。また,透明度も月1回の観測を実施した。2に関しては,19782013年の池田湖において,(1)平均水温の上昇傾向,(2)成層強度の増大傾向,(3)サーモクライン深度の深化傾向,(4)正味放射量と潜熱量の増大傾向を明らかにした。また,それらの変化傾向に最も影響を及ぼす因子は,それぞれ(1)気温,(2)気温,(3)透明度,(4)日射量であることを明らかにした。3に関しては,20132014年の集中観測結果によれば,数理モデルで必要な深層の溶存酸素消費速度は概ね0.004 mg/L/dであること,および鉛直混合時における水温と溶存酸素の時間変化は類似しており,同一の輸送係数が適用できることがわかった。また,風により発生する湖水中の乱流運動による下層水の連行現象を,数理モデルに組み込むために,湖水温分布に基づくポテンシャルエネルギーを試算した。2011年の全循環時では,風による乱れエネルギーがポテンシャルエネルギーの増分より大きくなる傾向にあること,一方,2014年の部分循環時では,ポテンシャルエネルギーの方が乱れエネルギーより大きくなる傾向となった。従って,風に起因する乱れによる連行過程を数理モデルに組み入れることで,鉛直混合現象の評価が可能と考える。本研究では,まず,対象湖の鉛直上下混合に関し,1986年以降25年ぶりに発生した2011年の全循環と近年の部分循環について,湖水のポテンシャルエネルギーと風に起因する乱れエネルギーにより検討を加えた。特に,対象地域の気温上昇率が,19771999年に比べて20002013年では一時的に停滞していることに着目し,現状の気温変化(現状)と,1999年までの気温上昇が2000年以降も継続した場合(シナリオ)について,数値計算により考察した。現状に比べて,シナリオでは,全循環発生年冬期のポテンシャルエネルギーが,風による乱れエネルギーより大きくなることがわかった。

すなわち,シナリオの場合には,湖水の安定度が増し,2011年の全循環は発生せず,その結果,深層の溶存酸素の増加が見込めなかったと推察される。地域特有の気温上昇傾向が湖水の水循環や水質変化に及ぼす影響を定量的に評価することができた。次に,最近2年間の現地観測により,サーモクラインまたは有光層下端と概ね同じ位置で生じるクロロフィル蛍光値の極大現象が見られた。これは貧栄養で水深の深い池田湖特有の現象と考えられた。池田湖ではサーモクライン深度は増大傾向にあり,その主因は透明度の増大傾向による。したがって,植物プランクトンの生存領域は近年拡大している可能性がある。一方,溶存無機態窒素は,表層よりも深層のほうが高濃度であり,主に流域から地下水とともに流入していると考えられた。冬季の鉛直循環は,下層の窒素を表層に輸送し,表層への重要な栄養塩供給を担っていた。したがって,温暖化により鉛直循環が弱化すると,表層への栄養塩供給が抑制されるだけでなく,深層に栄養塩を蓄積し,クロロフィル極大の規模をより拡大させる可能性がある。現地観測結果に基づき,地域温暖化傾向が植物プランクトンと栄養塩濃度の時空間変化に及ぼす影響を考察することができた。本研究では,対象地域の温暖化傾向が,地域の農業用水資源である湖水の質及び鉛直循環に及ぼす影響を,現地観測と数値解析により検討した。湖水の循環に関しては,2000年以降の対象地域固有の気温上昇の一時的停滞により,湖水のポテンシャルエネルギーが低下し,風による乱れエネルギーが相対的に大きくなったため,1986年以来の全循環が2011,2012年2月に発生したことを数値解析により明らかにした。水質に関しては,対象地域の気候変化に基づく熱環境変化特性により,下層で富栄養化とクロロフィル極大が進行する可能性があるが,リン濃度が極端に低い現状では,赤潮のような環境異変が生じるリスクは低いことを指摘した。水温と溶存酸素の数値解析の準備がやや遅れているが,当初計画した検討項目は,概ね達成している。水資源学本年度試算した風に起因する乱れエネルギーと水温分布によるポテンシャルエネルギーの評価法を,数理モデルに組み込み,水温と溶存酸素の鉛直混合過程について検討する。特に,数理モデルでは,湖面上の風が鉛直混合に主な影響を及ぼすことから,周辺気象台と湖面上の風との相関について,現地データを収集し検討する。また,鉛直混合に関し,1986年以降25年ぶりの全循環(2011年)と近年の部分循環(2014年,2015年(継続観測))の相違について,乱れエネルギーとポテンシャルエネルギーの比較により検討する。さらに,池田湖内の無機栄養塩濃度と植物プランクトンの群集構造のデータを収集,解析,整理し,地域温暖化傾向がそれらの時空間変動に及ぼす影響について検討する。最終年度のため,成果は,水文学に関する国際会議等において発表するとともに,地域温暖化傾向が農業用水資源としての池田湖に及ぼす影響についてとりまとめる。次年度の主要な検討課題となる溶存酸素の数値解析の準備がやや遅れているが,当初計画した検討項目は,おおむね達成している。現地観測を継続し,独自の湖水質データ,特に水温と溶存酸素の時間・空間変化のデータを蓄積し,研究を推進する。今後の課題として,本研究で構築した乱流拡散型鉛直1次元数理モデルでは,水温の再現は妥当であるが,溶存酸素,特に全循環時の溶存酸素の動態の再現が困難な場合が想定される。そこで,数理モデルについて,風に起因する湖水中の連行現象を考慮したアルゴリズムを新たに適用し,再検討を行う。
フィッション・トラック年代法による白亜紀以降の西南日本内帯・外帯の対比

初年度に導入した光ディスク記憶ファイルを装備した画像計測装置を用い、世界の標準年代サンプル(Fish Canyon tuffのジルコン)を基準にして、外部ディテェクタ-法によってジルコンによるフィッション・トラック年代を測定した。近畿・中国地方の内帯の火山岩類(生野層群・相生層群・有馬層群・矢田川層群)および堆積岩(和泉層群)については中生代白亜紀から古第三紀(120Ma60Ma)の年代が得られた。生野層群の岩脈・鉱脈付近相生層群の花崗岩貫入の熱変成部分で、また和泉層群の最厚部では年代の若返りがみられた。外帯の四万十帯、秩父帯の酸性凝灰岩からのジルコン年代と放散虫の化石年代の比較結果では、前者がすべて若い年代側にシフトしている。ジルコンのフィッション・トラックのトラック長は地熱によって短縮(158224°C)したり消失する(224°C以上)ことが知られており、トラック長を測定して年代値を補正する必要がある。和泉層群のデ-タでこの補正を行った結果、期待される年代が得られた。このような地熱効果は内帯では引き続く火成活動による変成・変質の際の地熱によるものであり、外帯ではプレ-トのサブダクションに伴う付加帯の変成や厚い地層の下部での地熱上昇によるものである。トラック長のデ-タから、この地熱効果を求め、その原因となるテクトニクスと対応を読み取る必要がある。また、真の形成年代を求めるためには、トラック長のデ-タを用いて年代補正デ-タとしなければ成らない。これらの総合的な研究結果の検討とまとめは現在進行中であり、まとまり次第逐次公表していく予定である。当研究課題の初年度では, (1)フィッション・トラック(F.T.)年代測定用の画像処理システムに光ディスク装置(備品費)を組み込み,計測作業中の顕微鏡画像の入力・管理・利用を援助する画像データベース・システムをハードウェアおよびソフトウェアの両面で完成させること,(2)世界の標準年代試料を使用して画像処理システムの年代計測能力を評定して,高い精度と信頼性のあるデータが得られる実用システムを実現することに目標があった.この一年間の研究開発作業の結果,光ディスクによる画像データベースを併置したF.T.年代測定用画像処理システムが世界最初のものとして完成した(論文1).この画像処理システムによって,マンーマシン対話処理により高度に自動化され高能率な計測が実現したのみならず,従来不可能であったすべてのF.T.の顕微鏡画像について3次元的なベクトル値(位置,長さ,方向)を計ることが可能となった.

このことは様々な岩石の地質年代を定量的に計測できると同時に,その期間における岩石の熱環境をも知ることが可能になる.システムの評定作業に欠くことのできない世界の標準年代試料を現在収集中で,米国・オーストラリアで開発された12種類の標準鉱物(ジルコン・アパタイト,スフェイン鉱物)を既に入手した.また,日本の火山岩より5種(ジルコン鉱物)および深成岩より3種(ジルコン鉱物)を準備中である.これらの幾つかは, 4月の日本地質学会で発表する予定である.また, 9月の国際会議にも発表申し込み中である.次年度以降では,これら標準試料によるシステムの評定作業と並行して,西日本の中生代白亜気以降の内帯・外帯の火成岩類や堆積岩中の凝灰岩のF.T.年代の計測を始める予定である.当研究課題の初年度では、(1)フィッション・トラック(F.T.)年代測定用の画像処理システムに光ディスク装置(備品費)を組み込み、計測作業中の顕微鏡画像の入力・管理・利用を援助する画像データベース・システムをハードウェアおよびソフトウェアの両面で完成させること、(2)世界の標準年代試料を使用して画像処理システムの年代計測能力を評定して、高い精度と信頼性のあるデータが得られる実用システムを実現することに目標があった。昨年の研究開発作業の結果、光ディスクによる画像データベースを併置したF.T.年代測定用画像処理システムが世界最初のものとして完成した(論文1)。この画像処理システムによって、マン-マシン対話処理により高度に自動化され高能率な計測が実現したのみならず、従来不可能であったすべてのF.T.の顕微鏡画像について3次元的なベクトル値(位置・長さ・方向)を測ることが可能となった。このことは様々な岩石の地質年代を定量的に計測できると同時に、その期間における岩石の熱環境をも知ることが可能になる。システムの評定作業に欠くことのできない世界の標準年代試料(ジルコン)を、米国・オーストラリアから入手した。これらを用いた実験結果を9月の国際会議に発表した。次年度には、これら標準試料によるシステムの評定作業と並行して、西日本の中生代白亜紀以降の内帯・外帯の火成岩類や堆積岩中の凝灰岩のF.T.年代の計測を始める。初年度に導入した光ディスク記憶ファイルを装備した画像計測装置を用い、世界の標準年代サンプル(Fish Canyon tuffのジルコン)を基準にして、外部ディテェクタ-法によってジルコンによるフィッション・トラック年代を測定した。近畿・中国地方の内帯の火山岩類(生野層群・相生層群・有馬層群・矢田川層群)および堆積岩(和泉層群)については中生代白亜紀から古第三紀(120Ma60Ma)の年代が得られた。生野層群の岩脈・鉱脈付近相生層群の花崗岩貫入の熱変成部分で、また和泉層群の最厚部では年代の若返りがみられた。外帯の四万十帯、秩父帯の酸性凝灰岩からのジルコン年代と放散虫の化石年代との比較結果では、前者がすべて若い年代側にシフトしている。ジルコンのフィッション・トラックのトラック長側にシフトしている。ジルコンのフィッション・トラックのトラック長は地熱によって短縮(158224°C)したり消失する(224°C以上)ことが知られており、トラック長を測定して年代値を補正する必要がある。和泉層群のデ-タでこの補正を行った結果、期待される年代が得られた。このような地熱効果は内帯では引き続く火成活動による変成・変質の際の地熱によるものであり、外帯ではプレ-トのサブダクションに伴う付加帯の変成や厚い地層の下部での地熱上昇によるものである。トラック長のデ-タから、この地熱効果を求め、その原因となるテクトニクスと対応を読みとる必要がある。また、真の形成年代を求めるためには、トラック長のデ-タを用いて年代補正デ-タとしなければ成らない。これらの総合的な研究結果の検討とまとめは現在進行中であり、まとまり次第逐次公表していく予定である。
外因系血液凝固阻害因子の内皮細胞および平滑筋細胞表面レセプターの解析

動脈硬化症や他の循環器疾患においては、種々の刺激により血管内での血液凝固反応や平滑筋細胞の増殖が促進され血管閉塞に至る。Tissue Factor Pathway Inhibitor(TFPI)は血液凝固反応の効果的な制御因子であると共に内皮細胞や平滑筋細胞へ結合し様々な作用を及ぼすことがわかってきた。我々はTFPIの内皮細胞との相互作用、並びに我々のグループが見出した平滑筋細胞増殖抑制作用の機序解明のために、これらの細胞表面に存在するTFPIレセプターの実体を明らかにすることを目的として本研究を行った。昨年度、培養平滑筋細胞よりTFPI結合物質候補を分離したので、本年度はこの蛋白質とTFPIの結合様式について解析を行った。同定したTFPI結合物質候補の部分アミノ酸配列は、小胞体に局在する分子シャペロンとしてよく知られるcalreticulinの配列と一致した。Calreticulinはまた、数種の細胞で細胞表面にも存在することが報告されているが、細胞表面における機能については全くわかっていない。そこで、大腸菌を用いて組み換え蛋白質を調製し、表面プラズモン共鳴センサーによりTFPIとの結合様式を検討したところ、両者は低アフィニティーながら特異的に結合することがわかった。その結合部位はTFPIカルボキシ末端近傍に位置する塩基性アミノ酸クラスターであることが確認できた。現在、TFPIの培養平滑筋細胞への結合および増殖抑制作用に対する同定蛋白質の関与を、作製した特異抗体を用いて調べている。Tissue factor pathwayinhibitor(TFPI)は血液凝固反応の阻害因子として知られているが、一方で内皮細胞や平滑筋細胞等と相互作用し様々な機能を発揮している。我々はこれらの相互作用、特に我々のグループが見出したTFPIの平滑筋細胞増殖抑制作用に着目し、その機能解明の一端として、内皮細胞および平滑筋細胞表面に存在すると予測されるTFPIレセプターの実体を明らかにする目的で本研究を行った。まず、TFPIの株化ラット精巣上体脂肪パッド微小血管内皮細胞並びにヒト新生児大動脈由来平滑筋細胞への結合を^<125>Iラベルした組み換えTFPIを用いて調べたところ、濃度依存的、飽和的に特異結合が認められた。そこで、これらの細胞からTFP結合物質を分離するため、細胞の大量培養を行い、膜画分を分離した。膜画分はTriton X-100で可溶化後、ヒドロキシアパタイトカラム、TFPIのカルボキシ末端ペプチドをリガンドに使用したアフィニティーカラムで順次分離し、Far-Western法にて結合物質を検出した。この段階で、株化ラット精巣上体脂肪パッド微小血管内皮細胞からはTFPI結合物質が非常に多種類検出され、部分アミノ酸配列の決定が困難であった。ヒト新生児大動脈由来平滑筋細胞を用いた場合にはTFPI結合物質は複数種検出され、それらの部分アミノ酸配列を決定した。その結果、3種類の既知蛋白質と一致する配列が得られたので、現在これらの蛋白質とTFPIとの結合についての解析を遂行中である。
抗ＨＭＧＢ１抗体を用いた広域スペクトル抗腫瘍薬の開発とその作用機序の解明

腫瘍細胞株をマウスの背部皮下に移植した担癌マウスに浸透圧ポンプを用いて、抗HMGB1モノクローナル抗体を持続投与したところ、コントロールと比較して抗HMGB1抗体投与群において、有意に腫瘍増殖の抑制が見られた。また、抗HMGB1抗体投与群の腫瘍組織中の新生血管密度がコントロールと比較して有意に減少していた。しかしながら、免疫不全マウスを用いた担癌マウスモデルでは、抗HMGB1抗体に抗腫瘍効果は認められなかったため、抗HMGB1抗体の抗腫瘍効果は直接的な作用ではなく、リンパ球等を介した免疫反応による効果である可能性も示唆された。最初に、担癌マウス投与に用いる抗HMGB1モノクローナル抗体と対照抗体の大量精製を行い、Colon26細胞株担癌マウス(BALB/c)にオスモティックポンプを用いて抗体を持続投与(0.5microL/hour, 7日間)した。次に、Colon26細胞株担癌マウス(BALB/c)モデルより摘出した腫瘍を固定し、パラフィンブロックを作製し、組織染色を行ったところ、対照抗体投与群と比べて抗HMGB1モノクローナル抗体投与群の腫瘍内新生血管が優位に減少しており、HMGB1が腫瘍血管新生に何らかの関わりがあることが示唆された。そこで、血管内皮細胞に対する、HMGB1と抗HMGB1モノクローナル抗体の効果を確認するために、血管内皮細胞株(EA.hy926細胞)を用いたin vitroチューブフォーメーションアッセイ(試験管内血管新生試験)を行った。しかしながら、HMGB1単独添加群はバッファーコントロール群と比べてチューブフォーメーションに優位な差は認められなかった。以上の結果より、抗HMGB1抗体はHMGB1を中和することで腫瘍血管新生を抑制し、腫瘍増殖が抑えられると考えられた。また、血管新生にはHMGB1単独での作用ではなく、他の生体因子との相互作用が関連していると考えられる。今後は腫瘍血管新生に焦点を当て、HMGB1がどのように血管新生を誘導するか明らかにすることで、抗HMGB1モノクローナル抗体の作用機序の解明を行う。担癌マウスに静脈内投与によりラット由来抗HMGB1抗体を投与したところアナフィラキシーを起こし死亡したため、SCIDマウス(免疫不全マウス)で抗体効果を観察したが抗腫瘍効果が見られず、投与方法は最初に設定したオスモティックポンプによる投与に決定した。しかしながら、この方法であるとオスモティックポンプからの投与量が少なく、抗腫瘍効果も弱かった。この為、投与方法を腫瘍内投与に変更してみたが、ラット由来の抗体を顕著な抗腫瘍効果が現れるまで投与するとやはりアナフィラキシーショックが起こった。以上の理由より、この問題を根本的に解決するにはマウス由来の抗HMGB1抗体を作製しなければならないと考え、マウスモノクローナル抗体作製に着手した。抗体作製には免疫を行うための抗原が大量に必要になる為、バキュロウイルス発現系を用いてHisタグ付きリコンビナントHMGB1を強制発現させた、さらにNi-NTAアガロースゲルを用いてアフィニティ精製を行い精製リコンビナントHMGB1を得た。この操作を抗体作製に必要となる量が取れるまで繰り返した。今後、この抗原を免疫しマウス由来のモノクローナル抗体を作製していく。最初に、担癌マウスに投与するために必要となる抗HMGB1モノクローナル抗体の大量精製を行った。抗HMGB1モノクローナル抗体産生ハイブリドーマ細胞培養上清を回収し、MEP HyperCelレジンを用いてアフィニティークロマトグラフィーを行い、大量の抗HMGB1モノクローナル抗体を得た。次に、抗体投与方法、投与量を検討するために、Colon26細胞株担癌マウス(BALB/c)を用いて投与方法の違いによる腫瘍増殖抑制効果の有無を確認した。オスモティックポンプによる持続投与(0.5microL/hour、7日間)においては抗腫瘍効果が認められたが、静脈内投与2回/week (4週間)では抗腫瘍効果が得られず、抗体がラット由来の抗体であったためか、アナフィラキシーショックにより4週目の投与時にすべて死亡した。また、アナフィラキシーによる反応を回避するためにSCIDマウス(機能的なT細胞、B細胞が欠如しており、免疫グロブリンもほとんど産生されない)を用いて静脈内投与2回/week (4週間)も行ったが、抗腫瘍効果は得られなかった。このことより、抗HMGB1抗体の抗腫瘍効果には免疫系が関与している可能性が示唆された。以上より、投与方法、投与量に関しては、オスモティックポンプによる1週間持続投与に決定した。最後に、Colon26細胞株以外の細胞株に対して抗HMGB1抗体の抗腫瘍効果を確認した。抗HMGB1抗体はB16細胞株担癌マウス(C57BL/6)に対しては腫瘍の増殖を抑制したが、SCIDマウスを用いたA549細胞株担癌マウスにおいては、抗腫瘍効果は認められなかった。SCID

マウスを用いたアッセイは免疫系の不全が原因で抗腫瘍効果が発揮されなかったと考えられる。これらの結果から、抗体の精製法と、担癌マウスモデルの系を確立し、これより行う予定である抗体の作用機序解明に向けての準備が整った。平成24年度は、HMGB1が腫瘍血管新生を誘導しており、抗HMGB1抗体はHMGB1を中和することで、腫瘍血管新生を阻害し、腫瘍増殖抑制に働くという一連の作用機序を明らかにできた。しかしながら、未だcolon26細胞(大腸がん)とB16細胞(メラノーマ)による癌しか抗HMGB1抗体が効果を示す癌を明らかにできておらず、他の臓器由来の癌に関しても効果があるかを調べていく必要がある。また、HMGB1は血管新生を単独では誘導しない可能性が考えられるため、HMGB1と相互作用する他の生体因子の探索を行う必要がある。平成23年度は、抗HMGB1モノクローナル抗体の投与量、投与経路の決定と抗HMGB1モノクローナル抗体の抗腫瘍効果が認められる細胞種の判別を行う計画を立てた。抗HMGB1モノクローナル抗体の投与方法に関しては、オスモティックポンプによる約1週間の持続投与で行うことを決定した。また、抗腫瘍効果が認められる細胞腫に関してはcolon26とB16細胞株に認められることがわかった。しかしながら、もう数種類さらに抗腫瘍効果がある細胞腫を選定する予定である。1.抗HMGB1モノクローナル抗体の抗腫瘍効果が認められる細胞種の判別を行い、抗体効果の有無の原因は何であるか明らかにする。2.HMGB1とどの生体因子が相互作用することで血管新生が起こっているかを探索し、より詳しいHMGB1の作用機序を明らかにする。3.腫瘍組織からmRNA、タンパクを抽出し、抗HMGB1モノクローナル抗体投与群と対照抗体投与群で優位な差のある分子を探索する。抗HMGB1モノクローナル抗体の抗腫瘍効果が認められる細胞種の判別に関しては引き続き行うと共に以下の2点を新たに行う。1.腫瘍組織の免疫組織化学的解析担癌マウスに抗体投与し、28日後に腫瘍をその周囲組織と一緒に摘出する。摘出した組織を切片にし、染色を行なう。抗HMGB1モノクローナル抗体投与群と、抗KLH抗体投与群間での腫瘍部位のマクロファージ浸潤の程度や血管新生の程度またアポトーシス細胞の数に差があるかを検証する。2.腫瘍組織発現タンパク質の解析担癌マウスに抗体投与し、28日後に腫瘍を摘出する。摘出した腫瘍組織または腫瘍周囲組織を破砕し、ウエスタンブロッティング法によりHMGB1の発現や、炎症性サイトカイン、増殖因子類の発現の増減を抗HMGB1モノクローナル抗体投与群と、抗KLH抗体投与群間で比較する。実験動物(マウス)、抗体精製試薬、細胞培養試薬、組織染色試薬、ウエスタンブロッティンング試薬、Real-time PCR試薬、in vitro血管新生試薬を購入する。実験動物(マウス)、抗体精製試薬類、細胞培養試薬、組織染色試薬、ウエスタンブロッキング試薬を購入する。
コンクリート充填鋼管柱のせん断破壊性状に関する基礎的研究

1997年に発行され,2008年に改訂された「コンクリート充填鋼管(CFT)構造設計施工指針」では,CFT柱の中心圧縮および曲げ耐力の算定精度の検討にあたり,400以上の実験データが参照されているが,せん断耐力の算定精度の検討には,わずか12の実験データのみが参照されている.また,これらは断面形状がすべて正方形であり,円形CFT短柱のせん断破壊に関する参照データは無く,実験的検証は不十分である.本研究では,せん断スパン長さaと柱せいDの比a /D(せん断スパン比)が小さい極短柱(a/D=0.5,0.75)の円形CFT試験体を16体作成し,一定軸力下における繰返しせん断力を載荷する実験を実施した.実験では,14体の試験体において,せん断破壊が先行した.その履歴特性は,安定した紡錘形の荷重-変形関係が得られた.また,実験のせん断耐力は,CFT指針の耐力算定式によって,およそ30%程度安全側に評価できることが分かった.通常のプロポーションのコンクリート充填鋼管(CFT)柱は,せん断耐力が大きいため曲げ破壊することが多い.このため,CFT柱のせん断破壊に関する研究はほとんど行われていないのが現状である.しかしながら,柱のせん断スパン長さaと柱せいDの比a /D(せん断スパン比)が小さい極短柱(a/D=1.0以下)では,曲げ耐力に達することなく破壊する現象が,崎野らの研究(日本建築学会構造系論文報告集, 353号,1985.7.)によって実験的に示されている.この実験研究の対象は,角形断面のCFT短柱である.2008年に改訂された「CFT指針」では,数多くの実験データが参照されているが,円形CFT短柱のせん断破壊に関する参照データは無く,実験的検証は不十分である.平成23年度には,a/D=0.5とした8体の円形CFT試験体を作成し,水平加力実験を実施した.試験体に完全な逆対称変形を与えるには,水平力を与える油圧ジャッキの軸線が,試験体の中央に水平に通っていることが必須の条件となる.しかしながら,全載荷過程において,上記を満たすことは難しく,実際の試験体のa/Dは0.5よりも大きくなった.そのため8体中,2体は曲げ破壊により最大耐力が決定された.残りの6体は,鋼管のせん断断降伏が先行して,せん断破壊により最大耐力を発揮した.平成24年度には,a/D=0.75とした8体の円形CFT試験体を作成し,水平加力実験を実施した.この実験では,すべての試験体でせん断破壊により最大耐力を発揮した.円形CFT柱は,せん断破壊する場合も,曲げ破壊する場合と同等の優れた履歴性状を示すことや,せん断破壊した試験体の最大耐力は,現行CFT指針の終局せん断耐力式で安全側に評価できることが示された.また,このCFT短柱を履歴ダンパーとして組み込んだ建物の解析を行い,CFT短柱の新たな利用法を提示できた.1997年に発行され,2008年に改訂された「コンクリート充填鋼管(CFT)構造設計施工指針」では,CFT柱の中心圧縮および曲げ耐力の算定精度の検討にあたり,400以上の実験データが参照されているが,せん断耐力の算定精度の検討には,わずか12の実験データのみが参照されている.また,これらは断面形状がすべて正方形であり,円形CFT短柱のせん断破壊に関する参照データは無く,実験的検証は不十分である.本研究では,せん断スパン長さaと柱せいDの比a /D(せん断スパン比)が小さい極短柱(a/D=0.5,0.75)の円形CFT試験体を16体作成し,一定軸力下における繰返しせん断力を載荷する実験を実施した.実験では,14体の試験体において,せん断破壊が先行した.その履歴特性は,安定した紡錘形の荷重-変形関係が得られた.また,実験のせん断耐力は,CFT指針の耐力算定式によって,およそ30%程度安全側に評価できることが分かった.通常のプロポーションのコンクリート充填鋼管(CFT)柱は,せん断耐力が大きいため曲げ破壊することが多い.このため,CFT柱のせん断破壊に関する研究はほとんど行われていないのが現状である.しかしながら,柱のせん断スパン長さaと柱せいDの比a /D(せん断スパン比)が小さい極短柱(a/D=1.0以下)では,曲げ耐力に達することなく破壊する現象が,崎野らの研究(日本建築学会構造系論文報告集, 353号, 1985.7.)によって実験的に示されている.この実験研究の対象は,角形断面のCFT短柱である.2008年に改訂された「コンクリート充填鋼管構造設計施工指針」では,数多くの実験データが参照されているが,円形CFT短柱のせん断破壊に関する参照データは無く,実験的検証は不十分である.CFT構造研究の一貫性を鑑みると,円形CFT柱のせん断性状についての研究のみが欠落していることは,CFT構造の設計自由度を制限することにもなりかねず,これを実験的に検討することは重要であると考えられる.

これまでに,a/D=0.5とした8体の円形CFT試験体を作成し,水平加力実験を実施した.試験体に完全な逆対称変形を与えるには,水平力を与える油圧ジャッキの軸線が,試験体の中央に水平に通っていることが必須の条件となる.しかしながら,全載荷過程において,上記を満たすことは難しく,実際の試験体のa/Dは0.5よりも大きくなった.そのため8体中,2体は曲げ破壊により最大耐力が決定された.残りの6体は,a/Dの変動を小さく留めることができ,鋼管のせん断断降伏が先行して,せん断破壊により最大耐力を発揮した.円形CFT柱は,せん断破壊する場合も,曲げ破壊する場合と同等の優れた履歴性状を示すことや,せん断破壊した試験体の最大耐力は,現行CFT指針の終局せん断耐力式で安全側に評価できることが示された.既に8体のせん断実験が終了しており,降伏強度及び最大耐力に関する評価も終了している.また,円形CFT柱を履歴ダンパーとして利用した建物モデルを設計し,これを対象とした動的応答解析も終了している.本年度は,さらに8体の実験試験体を作成し,水平加力実験を行う.これまでの実験で,加力時において油圧ジャッキの軸線を保つことの困難さと注意点が明らかになったので,これらを踏まえて,a/Dの変動を小さく留めた実験を行う.また,前年同様,実験結果の評価法の検討と,建物の解析も継続して実施する.当初の予定通り,さらに8体の実験試験体を作成し,水平加力実験を行う.また,前年同様,実験結果の評価法の検討と,建物の解析も継続して実施する.