hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
職業性ストレスと自律神経機能との関連についての研究

職業性ストレスと自律神経機能との関連について検討し,以下の成果を得た.1.職場の心理・社会的ストレスレベルと自律神経機能との関連1991年と1994年の両年度に一事業所(製造業)にて行なった職場の心理・社会的ストレスに関する測定結果(Job Content Questionnaire日本語版による)にもとづき,対象者をHigh-strain群とそれ以外に区分し,心電図R-R間隔complex demodulation法により交感および副交感神経活動レベルを比較した所,両群には有意な差が認められなかった.しかし,これらの自律神経活動レベルが血圧レベルそのものと関連していることを見い出した.すなわち,境界域高血圧群の交感神経レベルは正常血圧群に比して高値を,また副交感神経レベルは低値を終日維持する傾向が認められた.これらの結果から,今後は,職場ストレスと個人の血圧値との相互作用に配慮した研究デザインによる解明の必要性が強く示唆された.2.喫煙および身体活動の自律神経活動への影響について喫煙の自律神経活動への影響について,独自に開発したシガレットライターを使用し,喫煙の正確な時刻を同定して,喫煙開始後15分までの自律神経活動レベルの推移を観察した.その際,ほぼ24時間にわたって営業活動をしているタクシードライバーを対象として測定し,身体活動量計により,覚醒時のデータ(食事中を除く)を取り出した.その結果,喫煙の自律神経への影響には,喫煙の時刻により差があり,8-13時までの時間帯では交感・副交感ともに大きな変動を示さないのに対し,23-01の時間帯で喫煙により交感神経レベルが上昇し,もとへ戻りにくい傾向,20時以降で副交感神経機能が0-5分まで抑制される傾向などが明かとなった.深夜に及ぶ長時間労働と喫煙との相互作用についてさらに詳細な検討の必要性が示唆された.1.対象者の選定を以下の方法にておこない,その特徴を明らかにした.1991年の調査対象者1189人,1994年の調査対象者約1250人についてJCQのDemand, Controlそれぞれの得点の高低の組み合わせにより4群(高demand-低control high strain群,高demand-高control active群,低demand-高control low strain群,低demand-低control passive群)に区分した.両年度ともに在籍し,完全回答が得られた者は881名であり,このうち両年度ともに同一の区分に入っているもののみを取り出した.内訳は,high strain群46名,active群80名,low strain群40名,passive群68名である.なお,両年度間のDemand, Control尺度得点の相関は0.45であり,他の検査指標,たとえば肥満度(BMI)の0.9,総コレステロール,HDLコレステロールの約0.7よりは若干低いものの,中性脂肪の0.5にほぼ近い値を示していた.心疾患,糖尿病,他の循環器系疾患の治療中の者,大量飲酒者,大抑うつ病を除外し,また,週1回以上の身体運動実施の有無,喫煙の有無を考慮して測定対象者を選定した.2.自律神経機能の測定をおこなった.測定は,翌日が休みでない通常の勤務日に実施し,午前9時にHolter心電計およびアクチグラムを装着.翌日午前9時に取り外した.喫煙者には,開発したコード付きライターを使用させるようにした.Holter心電図波形は長時間心電図解析システムにて解析のうえR-R間隔を取り出し,complex demodulation法により,R-R間隔変動の分析を行う.中心周波数0.31Hzの高周波数成分(HF)を副交感神経系機能の,また中心周波数0.09Hzの低周波数成分(LF)のHFに対する比を交感神経系機能の指標とした.アクチグラムは,10秒ごとの身体活動量を算出,入眠時刻,覚醒時刻を正確に同定するとともにR-R間隔変動の解析結果とのデータリンクをはかった.喫煙(イベントマーク)直前5分間のレベルから,喫煙開始5分後から10分目までに自律神経活動がどのような変動を示すかを解析した.3.今後の選定した対象者について測定を継続する予定である.職業性ストレスと自律神経機能との関連について検討し,以下の成果を得た.1.職場の心理・社会的ストレスレベルと自律神経機能との関連1991年と1994年の両年度に一事業所(製造業)にて行なった職場の心理・社会的ストレスに関する測定結果(Job Content Questionnaire日本語版による)にもとづき,対象者をHigh-strain群とそれ以外に区分し,心電図R-R間隔complex demodulation法により交感および副交感神経活動レベルを比較した所,両群には有意な差が認められなかった.しかし,これらの自律神経活動レベルが血圧レベルそのものと関連していることを見い出した.すなわち,境界域高血圧群の交感神経レベルは正常血圧群に比して高値を,また副交感神経レベルは低値を終日維持する傾向が認められた.これらの結果から,今後は,職場ストレスと個人の血圧値との相互作用に配慮した研究デザインによる解明の必要性が強く示唆された.2.喫煙および身体活動の自律神経活動への影響について喫煙の自律神経活動への影響について,独自に開発したシガレットライターを使用し,喫煙の正確な時刻を同定して,喫煙開始後15分までの自律神経活動レベルの推移を観察した.その際,ほぼ24時間にわたって営業活動をしているタクシードライバーを対象として測定し,身体活動量計により,覚醒時のデータ(食事中を除く)を取り出した.

その結果,喫煙の自律神経への影響には,喫煙の時刻により差があり,8-13時までの時間帯では交感・副交感ともに大きな変動を示さないのに対し,23-01の時間帯で喫煙により交感神経レベルが上昇し,もとへ戻りにくい傾向,20時以降で副交感神経機能が0-5分まで抑制される傾向などが明かとなった.深夜に及ぶ長時間労働と喫煙との相互作用についてさらに詳細な検討の必要性が示唆された.
状態空間モデルに基づく統計的アクセス制御手法の研究

近年、様々なビックデータが利活用されており、その主な対象は我々の行動履歴に関する時系列データである。しかし行動履歴データは時空間の相関性が高く、時系列データの安全な公開には新しいアクセス制御手法が不可欠である。本研究では、アクセス制御の問題を状態空間モデルにおける状態推定の逆問題として定式化し、内部状態の機密性を保証する観測モデルの統一的設計手法を確立した。本年度は、隠れマルコフモデルを用いた推論攻撃のリスクを実際の位置情報データを用いて評価し、そのような攻撃のリスクが現実的であることを検証した。さらにその防護策として、隠れマルコフモデルを組み込んだアクセス制御システムの基本的枠組みを実装した。本研究の手法は、システムの状態に関する外部から観察できる公開情報を観測情報として捉え、観測情報から機密にすべき内部情報が漏洩していないことを保証する枠組みである。この場合、アクセス制御ポリシーを隠れマルコフモデルの記号出力行列として表現する必要があり、ユーザーの定義したプライバシーポリシーを記号出力行列に変換するアルゴリズムに関する検討を行った。今回は、ユーザーが指定した機密の状態のみを秘匿化する記号出力行列を入力とし、攻撃者の平滑化による機密情報の推論が完全に防護できるまで、段階的に記号出力行列を修正し、観測情報として公開するデータを低減する手法を実装し、評価した。この比較的単純な手法では情報の秘匿性は保護できるものの、公開される観測データの量とのトレードオフの問題が存在することを確認した。本提案手法の基本的枠組みの設計と実装がほぼ完成し、主な研究課題である記号出力行列の設計手法を評価する基盤を確立することができた。本年度は、モバイルユーザーの位置情報を地理的領域ごとに集計し、その統計情報を公開するサービスを想定し、その機密性保護の安全性を昨年度開発した隠れマルコフモデルに基づき検討した。このサービスモデルではユーザーの移動軌跡情報は削除され、各時刻ごとの集計情報のみが公開されることになるので、匿名化した軌跡情報を公開する場合よりも機密情報漏えいのリスクは低いと考えられる。しかし、隣接する時刻の集計情報の差分から、ユーザーの移動パターンを確率的に推測することは可能であり、そのリスクをエントロピーの概念で定式化し、隠れマルコフモデルで定量的に評価する準備を進めた。前年度のアクセス制御技術を対象としたモデルから匿名化技術を対象したモデルに拡張のための実装作業を進め、集計情報を観測情報として出力する記号出力行列生成手法と内部状態推定手法の開発を行った。また軌跡情報の漏洩を防止するための時系列データのサンプリング手法についても検討し、自己回帰モデル、Extremogram等の時系列モデルに基づくサンプリング手法の事前評価を実際の位置情報データで行った。さらにクロス集計表の形式で公開される統計データの安全性を検討し、内部者攻撃を想定した占有性ルールの効率的検証方法を考案し、代表的な統計分析用言語であるRで表データの安全なセル秘匿化を行う自動審査ツールの開発を行い、公的調査データを用いてその利便性、拡張性の評価を行った。本提案手法が位置情報プライバシーのアクセス制御および匿名化技術の統一的な評価手法として考案することができ、また最終年度の実証的評価に向けての実装はほぼ終了することができた。最終年度は、k-匿名化データと等価な情報をもつ度数分布表に関する統計開示制御手法の確立に取り組んだ。具体的には、表データにおける機密性の高いセル値を秘匿する問題を検討し、表データが内包する線形関係式から機密セルの値が攻撃者に復元されないように追加の2次秘匿処理を行う手法を開発した。ただし、元データの情報損失を最小限にするためには秘匿するセル数を最小化する必要がある。この最適化問題はNP困難として知られ、秘匿するセルの組み合わせを列挙するような単純なアルゴリズムの計算量は指数時間になってしまう。我々は、Benders分割の手法を採用し、秘匿するセル数の最小化に関する親問題と各機密セルの安全性検証に関する部分問題を交互に反復しつつ、多くの場合に最適解を効率よく求めるアルゴリズムを開発した。実際の公的調査データから作成した度数分布表を用い、現実的なサイズの度数分布表に対して、効率よく秘匿処理が行えることを実証的に検証した。さらにアルゴリズムを多次元表データに拡張することで、複数表データの差分による情報漏洩を防止するための基本技術を確立した。今後は、公開するデータを最大化するために記号出力行列を最適化するアルゴリズムに設計およびその評価に取り組む。現在、複数の手法を検討中で、位置情報データ、その他の時系列データを用い、それらの優位性を実証的に評価を進める予定である。本年度は、位置情報のアクセス制御および匿名化手法の安全性に関して実際の実データを用いた実証実験を行う予定である。また匿名化アルゴリズムに対して、確率的にノイズを追加する擾亂的手法の新規開発を行う。情報セキュリティ購入予定の書籍の購入には足りない小額のため、繰り越すことにした。研究成果を発表するためにより適切な国際会議が次年度に開催されるため。必要な書籍の購入代金の一部として利用する。研究成果発表のための国際会議出張を1件予定している。
肥満の食行動異常における摂食促進ホルモン・グレリンの役割と食事制限・運動の効果

過食は肥満における体重や代謝異常のコントロールを困難なものとする。本研究は肥満2型糖尿病モデルであるSDT-fattyラット(fa)を用いて,摂食促進ホルモンであるグレリンと過食の関連を調査する事を目的として行われた。本ラットは過食と肥満を認め,16週齢において胃でのグレリン産生能は軽度に増加していた。グレリン血中濃度はSDラットでは7:00および19:00に上昇する明確な日内リズムを呈していたが、faではその振幅が著しく低下しており、リズムのずれも認めた。faは明期の摂餌量が特にしており、グレリンリズム異常との関連が示唆された。さらに,高脂肪食肥満ラットにおける運動の有用性を報告した。SDTfattyラットにおける過食のメカニズムの一つとして、平成25年度は食欲を調節するグレリン以外のmoleculeであるネスファチン(nesfatin)の関与を調査した。ネスファチンは82個のアミノ酸より構成され、主に視床下部の室傍核(PVN)や胃に存在し、満腹シグナルを司り食欲を調節するペプチドである。PVNは体内時計である視交叉上核(SCN)と機能的に接続しており、従って食欲調節以外にホルモンや自律神経の日内リズムを調節する司令塔としての働きを有する。“むちゃ喰い障害"や“だらだら喰い"など食リズムの異常は肥満者においてしばしば認められる特徴であり、肥満治療を困難なものとする大きな理由の一つである。ラットは暗期に主に摂食し、明期の始めにネスファチンの視床下部での発現が高くなり、それと同時に明期における摂食を中止する、というリズムを有しているが、肥満モデル(Zucker-fatty rat)ではこのネスファチンのリズムが消失しており、それに伴い明期の摂食量や一日の総摂食量が増加し、肥満の原因となっている(Biochem Biophysiol Res Comm 434: 434-438, 2013)。我々の本年度の実験結果においては、SDT fattyラットでは明期、暗期ともにSDラットに比べて胃でのネスファチンmRNA発現が著明に亢進しており、そのリズムも消失していた。暗期のみの制限給餌を行い食事のリズムを強制的に再現してみると、ネスファチン発現量の低下とともに明暗のネスファチンリズムも回復した。食リズム異常の是正による肥満の改善は臨床的にもしばしば認められるが、そのメカニズムの一つとしてネスファチンの関与が示唆された。SDTfattyラットは若齢(5週齢頃)から肥満,高血糖,高脂血症を呈する肥満2型糖尿病モデルである。雄性SDT fattyラットの肥満発症前(4週齢),顕在期(8週齢)および加齢期(16週齢)において、採血、胃および視床下部のサンプリングを行った。尚,正常コントロール動物としてSDラットを用いて、同様のプロトコールを行った。SDTfattyラットはSDラットに比べて、16週齢の時点ではむしろ体重は軽いが(545±45 vs. 656±37 g)、著明な脂肪量の増加を認め(109±9 vs. 49±7 g)、摂餌量も約2倍であり(61±6 vs. 31±2 g/日)著明な高血糖を呈していた(792±38 vs. 81±7 mg/dl)。SDTfattyラットの血漿活性型グレリン濃度は4週齢の時点ではSDラットの約半分であったが(7±4.5 vs. 14±9 fmol/ml)、その後増加を認め16週齢ではほぼ同レベルであった(17±4.6 vs. 20±6 fmol/ml)。さらに同ラットの胃でのグレリンおよびそのアシル化酵素(GOAT)mRNA発現量は16週齢ではSDラットの約2倍に増加していた。視床下部のグレリンレセプター(GHSR)発現量はどの週においてもSDと比べ著しく低下していた。SDT faはレプチン受容体の変異を有するため、4週齢の時点ですでに過食を認めるが、その後の摂餌量は遺伝的背景が同じであるZuckerラットに比べても著明に多い。本年度の研究の結果より、グレリンの活性化(アシル化)、GHSRのdown regulationなどグレリン調節機構の破綻が本モデルにおいて認められた過食促進の一因である可能性が示唆された。肥満と食行動異常に関して、SDT fattyラットをモデル動物として摂食促進ホルモンであるグレリンとの関連を2年間にわたり研究を進めてきた。SDTfattyラットの血漿活性型グレリン濃度は4週齢の時点ではSDラットの約半分であったが、その後増加を認め16週齢ではほぼ同レベルまでcatch upしていた。さらに同ラットの胃でのグレリンおよびそのアシル化酵素(GOAT)mRNA

発現量は16週齢ではSDラットの約2倍に増加していた。グレリンの活性化(アシル化)などグレリン調節機構の破綻が本モデルにおいて認められた過食促進の一因である可能性を考えて研究を進めてきた。しかしながらこのグレリン分泌異常の程度はいずれも軽度であり、SDラットの約2倍の摂餌量を説明する事は困難であった。SDTfattyラットは肥満者と同様の食リズム異常(ダラダラ喰い)を呈しており(明期の摂餌量が増加している)、本モデルにおける肥満形成のメカニズムであると考えられる。実際に、2年目には食欲抑制ホルモンであるネスファチンの胃における発現を調査した結果、通常明期の始めに上昇するネスファチンの発現リズムがSDTfattyにおいては全く消失していた。摂食関連ホルモンの研究ではone pointの血中濃度あるいは発現を見る事よりはむしろ日内リズムなどを調査する事が重要であると考え、グレリン血中濃度の日内リズムを測定したところ、SDラットでは7:00および19:00(明暗の切り替えの時間帯)に上昇する明確な日内リズムを認めたが、SDT fattyラットではその振幅が著しく低下しており、リズムのずれ(13:00と25:00にpeakを認める)も認めた。1年目にサンプリングした時刻は10:00くらいであり、SDTfattyにおける血漿グレリン濃度のpeakに近い時刻に測定した結果であった可能性がある。グレリンのような摂食関連ホルモンは、その分泌リズムが重要である事が示唆された。内分泌代謝・糖尿病SDTfattyラットにおいてネスファチンリズム異常が存在する事は、本年度の実験においてほぼ証明できた。また、「ネスファチン抵抗性」とも呼べるネスファチン発現量の著明な亢進も証明できた。しかしながら、当初予定していなかったネスファチンを中心に実験を施行した事などにより、予定していた制限給餌(暗期のみ)の効果が十分に検証できていない。CTによる体組成の評価やエネルギー代謝の測定(アルコシステム)などは次年度に行う予定である。また、中枢や末梢の時計遺伝子(period, clock, cryptochromeなど)との関連も、大変興味深いと考え検討する予定である。本年度予定していたSDTfattyラットにおける血漿グレリン濃度の測定(RIA)、胃組織のグレリンやGOAT mRNA発現量の測定(RT-PCR)、摂餌量や体重の測定、内臓脂肪など体組成の測定(マイクロX線CT装置)、代謝パラメーター(血糖値、インスリン値、中性脂肪値など)の測定は各週齢においてすべて完了している。さらに、当初の予定に入れていなかった視床下部のサンプリング→GHSRのmRNA測定も追加し、レセプター側の動向も調査している。本モデル動物におけるエネルギー代謝の測定(アルコシステム)、胃の免疫組織染色による胃底部のグレリン陽性細胞数の測定は次年度に行う予定である。上記の通り、制限給餌による効果をさらに検証する事が第一の課題である。第二には、時計遺伝子との関連を調査する事であり、自由摂食時あるいは制限給餌時の胃や視床下部のサンプルよりネスファチンとともに上記時計遺伝子の発現を調査する予定である。平成26年度のもとも大きな課題は、日常臨床における肥満者の生活リズムや食リズムの調査および食事や運動の介入による効果を調査する事である。
半自然的な生態系に生育する絶滅危惧植物の保護管理に関する研究

北海道の絶滅危惧植物に指定されているカタクリを対象に、北海道内3ヶ所の地域個体群において、生育地の環境条件、繁殖様式の解明、繁殖器官の形態と資源分配特性、および個体群動態を明らかにした。さらにこれら特性をもとに、地域個体群ごとに適切な保護管理を行うための方策を考察した。調査をおこなった地点は、カタクリの分布東限に近い端野町、北海道中部に位置する旭川市突哨山、および道南部に位置するピンネシリである。ピンネシリと突哨山の気候条件は類似していたが、端野での生育期間中の平均気温と訪花可能な温度条件が維持される時間は、前2地点より短かった。積雪期間は端野で短かったが、全般に気候条件よりみた生育条件において、端野は厳しい条件にあった。交配実験の結果、自然授粉と強制他花授粉の結果率はピンネシリ、突哨山、端野の順に高かった。強制自家授粉の場合は、結果率が端野で60%、突哨山で17%、ピンネシリでは0%であった。開花期の気候条件が厳しい端野においては自然受粉が制約され、これを補う形で自家和合性を獲得する選択が働いたと考えられる。3個体群において、最大の個体サイズはピンネシリ、突哨山、端野の順に大きかった。個体群の追跡をおこなっていた端野と突哨山においては、マトリクスモデルを用いたシミュレーション実験を実施して、今後50年間の個体群の推移をモデル化した。その結果、初期の個体群の成長率に関わらず、絶滅に至る確率は低いと予測された。以上の結果より、北海道の中南部に位置するピンネシリと突哨山のみならず、分布東限に近い端野においても、近い将来に大幅に個体群が縮小する危険性は小さいことが明らかとなり、緊急の対応は取る必要がないことが示唆された。今後の研究課題として、遺伝的多様性の程度、自家和合性の獲得に対応した近郊弱勢の発現の有無の確認等が必要である。カタクリの開花期間中の生育環境を明らかにする目的で、北海道内でカタクリが分布する三地域(網走、上川、空知管内)において、4月下旬からデータロガを用いて気温を計測した。その結果、道東の網走管内においては、他の2管内に比べて気温が常に低く推移していた。また開花期間中である4月下旬から5月上旬の気温の記録から、道東においては気温の日変動が大きいことが明らかになった。開花から雌雄期間の成熟にいたる過程について調査した結果、多くの個体が開葯終了後に雌蘂が成熟し、雄性先熟の特性を持つことが確認された。その一方で、雌雄同熟の個体も各地でそれぞれ観察された。雄性先熟の程度は地域によって若干異なっていた。さらにある地域では雌性先熟の個体も少数であったが観察された。繁殖特性、あるいは結果・結実を左右する要因を明らかにする目的で、上記三地域で交配実験を行った。その結果、すべての地域において、強制他花授粉での結果率と結実率がともに上昇した。また、強制自家授粉を行ったところ、空知管内の個体群ではまったく結果しなかったのに対して、上川管内では2割程度、分布東限に近い網走管内では6割程度の個体で結果した。このことから北海道内の一部のカタクリ個体群は自家和合性を獲得していると判断された。さらにその程度は地域によって異なることが推察された。

2002年度には、それぞれ異なる繁殖特性をもつ上記個体群間で、繁殖器官やその他の器官の形態的特性にどのような差異があるか、明らかにしてゆく予定である。さらにこうした繁殖特性が個体群の動態、存続に与える影響を明らかにするため、上記三地域のうちの網走、上川両管内、および北海道南部の檜山管内で個体群の追跡調査も継続している。追跡年数が長くないことから、本課題終了時まで継続して調査する予定でいる。本研究で用いているカタクリにおいては、種子散布直後には胚が未熟で、複雑な種子発芽様式をもつ本種は、夏の変温条件に90日放置したあと低温におくと、胚が発達して発芽する。この点に関しては、次ページ11.の研究発表に記したAmerican Journal of Botanyに成果を発表した。次に昨年度の調査によって、北海道内の一部の個体群は自家和合性を獲得していたが、今年度は自動自家授粉能力を明らかにするために花期に袋かけを行い、柱頭への受粉花粉量、花粉管の伸長および子房上部への到達程度を観察した。また結果率・受精率および結実率を調査した。自動自家授粉による柱頭への受粉量については、端野および旭川では花粉が数百個付着している柱頭が最も多く、ピンネシリではこれらより少なかった。花粉管の伸長程度は、端野で格段に良好だった。子房上部への到達程度についても端野で最も良好で、続いて旭川>新十津川の順だった。結果率は端野で約3割と最大であったのに対して、新十津川では結果しなかった。旭川での値は中間的であった。さらに受精率と結実率ともに端野では旭川よりも高かった。また、自動自家受粉によって得られた種子について、近藤が明らかにした発芽条件を用いて発芽実験を行ったところ、発芽が確認されて種子の稔実性に問題がないことが示された。さらに上記三地域のうちの網走、上川両管内に加えて、北海道南部の檜山管内で個体群の追跡調査も継続している。これまで二年間の調査結果より、個体サイズごとの推移確率行列を構築している。また行列モデルを用いて、個体群の推移に関する予備的なシミュレーション実験を実施した。それによると自家和合性の程度が最も高い網走の個体群で、個体群が縮小してゆく傾向がうかがわれた。一方、上川と檜山の両個体群は安定した個体群構造を維持していた。経過年数が必ずしも長くないので、補助最終年度である今年後の追跡調査のデータを加えて、最終的に考察する予定である。本研究で用いているカタクリにおいて、一昨年、昨年度の調査によって明らかとなった個体群ごとの特徴を、ひきつづき調査した。すなわち地域個体群ごとに異なっている繁殖特性について、特に自家和合性程度の違いとその機構を明らかにすることを目的に、蛍光顕微鏡を用いて受粉花粉の柱頭上での発芽から花粉管の伸長さらに受精に至る様子を観察、調査した。その結果、自家和合性の高い個体群では、受粉された自家花粉の柱頭上での発芽や花柱内での花粉管の伸長は良好で、多くの花粉管が子房内の胚珠の珠孔へと侵入していることが明らかとなった。一方、自家和合性の低い個体群においては、受粉された自家花粉はある程度発芽し、花粉管を花柱内へと伸長させるものの、子房内の胚珠へ到達するものは極めて少なかった。また、科学研究費支給以前から継続的に観察していた個体群のデータに、これまで二年間の調査結果を加えて、個体サイズごとの推移確率行列を構築した。この推移確率行列を用いて、個体群の推移に関するシミュレーション実験を実施した。
正則曲線の値分布理論

研究計画に基づき研究した結果,以下の成究成果があった.1.正則曲線x:C→PnCとT(γ, α)=o(T(γ, χ))(γ→∞)をみたす正則曲線α:C→(PnC)^*に対して, β(α, χ)の上からの評価を,有理型函数の場合の拡張として, Sheaの方法を用いて得た.しかし,さらにΣ__dβ(α, χ)の上からの評価等まだ未解決な結果が残っておるので,上記に述べた結果等は印刷公表に至っていない.2.リーマン面間の解析写像の値分布の研究として,正則に分岐した三葉代数面間の解析写像の射影族について研究を行なった.解析写像の射影が多項式となる場合,その射影族の構造をほぼ解明した.これに関して得られた結果は, 1987年9月にTohoku Mathematical Journalで公表された.研究計画に基づき研究した結果,以下の成究成果があった.1.正則曲線x:C→PnCとT(γ, α)=o(T(γ, χ))(γ→∞)をみたす正則曲線α:C→(PnC)^*に対して, β(α, χ)の上からの評価を,有理型函数の場合の拡張として, Sheaの方法を用いて得た.しかし,さらにΣ__dβ(α, χ)の上からの評価等まだ未解決な結果が残っておるので,上記に述べた結果等は印刷公表に至っていない.2.リーマン面間の解析写像の値分布の研究として,正則に分岐した三葉代数面間の解析写像の射影族について研究を行なった.解析写像の射影が多項式となる場合,その射影族の構造をほぼ解明した.これに関して得られた結果は, 1987年9月にTohoku Mathematical Journalで公表された.
最適設計を目標とした水道直結給水方式における課題の解法

本研究は,直結給水方式の最適な設計を行うために必要な,次の4つの課題について検討したものである。1)瞬時流量算定方法に対する新しい提案:近年の世帯数の変化や節水器具の普及に伴う水使用変化に対応させた。2)直結給水方式に対するエネルギーの評価:エネルギ評価,及び増圧ポンプの流量推定構築を検討した。3)不満流量の解明:水使用行為に対する不満流量を決定した。4)直結直圧システムの要求性能の解明:システム性能の要求緒言を解明した。本研究目的において、最適設計を目標として水道直結給水方式の4つ課題に対する解法を導き出すために、21年度の研究の実績は以下の通りである。1)既存建物における瞬時給水流量の実態把これまで入手した集合住宅における瞬時流量データに加え、学会等で報告された瞬時流量に関する論文等を参考に解析用の電子データ化して分析した。これに基づき規模別の瞬時流量の実態把握に向けて、瞬時流量・ピーク発生時間、ピーク率などについて解析した。2)直結直圧式における水道本管保有エネルギーの有効性の実態調査次年度の計画として本管保有エネルギー有効性の実態調査に向け、8階建てを想定した直結増圧給水方式が採用されている実験施設において実測を行い、ポンプの運転・回転数・電力等から流量の推定の可能性について検討した。3)各種水使用行為における人間の満足・不満流量等の解明人が不満を感じないで快適性が維持できる限界(不快または不満)流量を明らかにするために、通常の使用流量と限界流量について、実験室実験、自宅実験を行って得たデータを分析し不満流量について検討した。4)直結直圧式給水システムの性能実験供給圧力、配管の管径・材質・形態、及び器具同時使用なとの要素を変化可能な、直結標準的な住戸内配管システムを実験室に組み込み、性能実験を開始した。また将来、節水にも繋がる水資源賦存量についても研究を深めた。以上1)4)で得られた成果の一部は、日本建築学会、空気調和衛生工学会などに発表した。本研究目的において、最適設計を目標として水道直結給水方式の課題に対する解法を導き出すために行った、22年度の研究の実績は以下の通りである。1)既存建物における瞬時給水流量の実態把握[前年度継続]及び新たな切り口での分析前年度と同様に集合住宅における瞬時流量を中心としたデータ等を分析した。また、新しい切り口として、長期期間(例えば月・年・数十年、数百年)に一度起きるか否かの豪雨や地震分野で扱われる、「極値理論(グンベル分布や一般極値分布[GEV])」を適用させ、長期スパンで生じる極めて大きな瞬時流量に対する安全性を加味した算定式の策定に向けた検討を行った。2)直結直圧式における水道本管保有エネルギーの有効性の実態調査実際に直結増圧給水方式が採用されている建物のエネルギー削減量などについて検討するため、ポンプ運転状況、電力使用量等の実測を行い、ポンプ回転数からの流量推定、エネルギー使用量等を算出した。3)直結直圧式給水システムの性能実験等[前年度継続]及び積み残し実験の遂行前年度に積み残した実験要素に対して同様の実験を行った。また、既入手のデータ、実験データに基づき、条件を変化させた場合の住棟・住戸内を想定した、器具利用把握のためのモンテカルロシミュレーション、給水システム性能を明らかにするためのシミュレーション等を行った。また、配管材料の性能、将来、節水にも繋がる水資源賦存量等についても研究を深めた。上記1)3)で得られた成果の一部は、日本建築学会、空気調和衛生工学会などに発表した。平成23年度の計画最終年度は、軽微な補足実験・シミュレーション、及び報告書作成が中心となるが、当初の目的である以下の4点を中心に報告する。1)建物内の給水負荷設計に極めて有用な瞬時流量予測の新しい算定方法を提案する。昨年度までと同様に集合住宅における瞬時流量を中心としたデータ等を分析した。また、新しい切り口として、昨年度と同様に長期期間に一度起きるか否かの豪雨や地震分野で扱われる、「極値理論(グンベル分布)」を適用させ、長期スパンで生じる大きな瞬時流量に対する安全性を加味した算定式を提案した。2)設計時の環境負荷削減やエネルギー評価に有用となる、直結直圧式における水道本管保有エネルギーの有効性として、建物規模別エネルギー削減量を明らかにする。昨年度までに行った直結増圧給水方式が採用されている建物のエネルギー削減量などを明らかにする方法として、ポンプ運転状況、電力使用量等の実測やポンプ回転数から、流量推定式を提案した。3)給水システム評価等に極めて有益となる、各水使用行為の不満流量を明らかにする。昨年度までに生活の中での各種水使用行為に対して不満を感じる流量を実験的に算出した。また、最も敏感に不満を感じるシャワーに対して最終的な実験室実験を行い、不満流量を明らかにした。4)最適設計を目標とした水道直結給水方式の性能に要求される諸元を明らかにする。

水道直結給水方式の性能評価に要求される諸元を明らかにし、最適設計に必要な瞬時流量の予測の提案、ライフスタイルを考慮した変動制原単位による給水量の提案、直結増圧給水に対する流量推定の提案、直結直圧給水の住戸内配管システム等を提案した。また、水の有効利用を評価する上で必要な水資源賦存量の新たな算定式を提案した。
フッ化物齲蝕予防機序に対するバイオフィルムの影響の検討:人工口腔の応用

齲蝕予防を目的としたフッ化物の応用は,最も効果的で広く普及している予防法である.そのフッ化物の齲蝕抑制機構と,歯に付着するバイオフィルムとしてのプラークや,それを生成する細菌,それを取り巻く環境を考慮するために,ヒト口腔内環境を再現した人工口腔システムを用いて,フッ化物による再石灰化に与えるバイオフィルムの影響を検討した.結果から,本実験系のフッ化物による齲蝕抑制効果の評価法としての有用性を考察した.齲蝕予防を目的としたフッ化物の応用は,最も効果的で広く普及している予防法である.そのフッ化物の齲蝕抑制機構と,歯に付着するバイオフィルムとしてのプラークや,それを生成する細菌,それを取り巻く環境を考慮するために,ヒト口腔内環境を再現した人工口腔システムを用いて,フッ化物による再石灰化に与えるバイオフィルムの影響を検討した.結果から,本実験系のフッ化物による齲蝕抑制効果の評価法としての有用性を考察した.ヒト口腔内環境を再現した人工口腔システムを用いて,フッ化物による再石灰化に与えるバイオフィルムの影響を検討した.透明色の塩化ビニールで作製した人工口腔容器は内部を37°Cに維持し,人工口腔の上部にとりつけたステンレスチューブから実験溶液(フッ化物溶液),細菌懸濁液,液体培地をローラーポンプによって滴下した.人工口腔下部には排水管とテフロン製の支柱を取り付け,支柱上のホルダーにはヒトエナメル質を固定した.システム全体を嫌気チャンバーに入れ,内部を嫌気状態にした上で,細菌懸濁液滴下によりバイオフィルムを作製し,その後実験溶液(フッ化物溶液)を滴下した.使用菌株にはStreptococcus mutans MT8148株を用いた.Brain heartinfusion液体培地にて37°C, 16時間培養後,菌数を分光光度計で測定し,等張リン酸緩衝液にて濃度を調整,細菌懸濁液とした.評価法として滴下終了後のホルダーからエナメル質上に形成された人工バイオフィルムを採取し凍結切片を得て,深度毎のフッ素イオン濃度を,フローインジェクション装置を用いて,バイオフィルム中の深さ別のフッ素濃度を決定した.またエナメル質から平行切片を作成し,位相差顕微鏡観察やマイクロラジオグラフ撮影後,画像定量法により脱灰深度,ミネラル喪失量を計測した.以上の結果から,本実験系のフッ化物による齲蝕抑制効果の評価法としての有用性を考察した.ヒト口腔内環境を再現した人工口腔システムを用いて,フッ化物による再石灰化に与えるバイオフィルムの影響を検討した.透明色の塩化ビニールで作製した人工口腔容器は内部を37°Cに維持し,人工口腔の上部にとりつけたステンレスチューブから実験溶液(フッ化物溶液),細菌懸濁液,液体培地をローラーポンプによって滴下した.人工口腔下部には排水管とテフロン製の支柱を取り付け,支柱上のホルダーにはヒトエナメル質を固定した.システム全体を嫌気チャンバーに入れ,内部を嫌気状態にした上で,細菌懸濁液滴下によりバイオフィルムを作製し,その後実験溶液(フッ化物溶液)を滴下した.使用菌株にはStreptococcus mutans MT8148株を用いた.Brain heartinfusion液体培地にて37°C,16時間培養後,菌数を分光光度計で測定し,等張リン酸緩衝液にて濃度を調整,細菌懸濁液とした.評価法として滴下終了後のホルダーからエナメル質上に形成された人工バイオフィルムを採取し,深度毎のフッ素イオン濃度を,フローインジェクション装置を用いて,バイオフィルム中の深さ別のフッ素濃度を決定した.またエナメル質から平行切片を作成し,位相差顕微鏡観察やマイクロラジオグラフ撮影後,画像定量法により脱灰深度,ミネラル喪失量を計測した.以上の結果から,本実験系のフッ化物による齲蝕抑制効果の評価法としての有用性を考察した.
学習効果を最大とする英文ライティング学習支援システムに関する研究

本研究の目的は,学習効果が最大となるような検出性能をもつ英文添削システムを実現することにある.そのため,システムの誤り検出精度/誤り検出率と学習効果との関係を,被験者を用いた実験によって明らかにする.実験の結果,検出精度重視の誤り検出システムでは,人の添削に近い学習効果が得られることを示唆した.また,検出率よりも検出精度を重視して検出を行うと学習効果が高くなることも示唆した.本研究の目的は,学習効果が最大となるような検出性能をもつ英文添削システムを実現することにある.そのため,システムの誤り検出精度/誤り検出率と学習効果との関係を,被験者を用いた実験によって明らかにする.実験の結果,検出精度重視の誤り検出システムでは,人の添削に近い学習効果が得られることを示唆した.また,検出率よりも検出精度を重視して検出を行うと学習効果が高くなることも示唆した.本研究の目的は,ライティング学習支援システムがもたらす学習効果を測定し,学習効果を最大とするための手法を開発することである.具体的には,システムの検出性能/検出精度-学習効果曲線を実験的におめる.平成19年度には,(i)システムの実装,(ii)実験データ管理・分析システムの整備,(iii)予備実験を計画した.以下,各項目について説明する.(1)システムの実装学習者の英文を効率よく収集・管理するため,Content Management System (CMS)を利用して,システムの基盤を実装した(具体的には,Xoopsソフトウエアを利用した).このシステムにより,ユーザの管理・認証・英文の収集がWebブラウザを通じて一元的に行えるようにした.また,誤り検出モジュールを実装した.このモジュールは,CMSと連動し,学習者が入力した英文の誤りを検出し,誤りの個所を学習者に提示する.(2)実験データ管理・分析システムの整備データの管理は,上述のCMSで一元的に行うこととした.また,学習効果の分析用に,英文中の特徴的な表現を抽出する手法を考案した.この手法について,学会発表と論文発表を行った.また,誤り検出に関する新たな手法も考案し,論文発表した.(3)予備実験少人数でデータの収集を行い.予備実験のデザインを行った.この結果に基づき,予備実験を実施した.10人分,56組の英文を収集することができた.収集した英文を分析し,現在本実験のデザインを検討中である.以上のおり,計画通り平成19年度の研究を行うことができた.本研究の目的は,学習効果が最大となるような検出性能をもつ英文添削システムを実現することにある.そのため,システムの誤り検出精度/誤り検出率と学習効果との関係を,被験者を用いた実験によって明らかにする,具体的には,仮説1 :学習効果が最大となるのは検出精度/検出率共に100%より低いところである仮説2 :検出率よりも検出精度のほうが学習効果に与える影響は大きいの二つの仮説を実験により確かめる.その後,得られた知見を基に,学習効果が最大となる誤り検出性能を備えた英文添削システムを実装する.今年度は,研究計画に従い,上述の仮説を検証するために本実験を行った.具体的には,被験者26名に対して,英文添削システムを使用して自由記述英文を書かせるという実験を行った.収集したデータを整理,分析したところ次のことが明らかになった.精度重視のシステムの学習効果は,人手による添削で得られる学習効果に近いことが明らかになった.このことから,添削対象の学習者が多く,人手による添削が困難であるときは,積極的に精度重視のシステムを使うべきであるとの知見が得られた.また,検出率重視のシステムでは,添削情報なしの場合より学習効果が低い結果となった.これは,検出率重視のシステムでは,誤検出が多く,学習者が混乱したためであると予想される.この結果から,添削システムは,検出率より検出精度を重視すべきであると結論づけられる.以上より,仮説1については成り立たない結果になったことになる.ただし,データ数がそれほど多くないので,最終的な結論を出すためには,引き続き研究が必要であるといえる.一方,仮説2については,仮説通りの結果となったことになる.なお,本研究過程で得た英文データを公開する予定である.以上のとおり,計画通り平成20年度の研究を実施することができた.本研究の目的は,学習効果が最大となるような検出性能をもつ英文添削システムを実現することにある.そのため,システムの誤り検出精度/誤り検出率と学習効果との関係を,被験者を用いた実験によって明らかにする.具体的には仮説1:学習効果が最大となるのは検出精度/検出率共に100%より低いところである仮説2:検出率よりも検出精度のほうが学習効果に与える影響は大きいの二つの仮説を実験により確かめる.最終年度にあたる平成21年度は,前年度までに得た実験データをより詳細に分析し,上述の二つの仮説に関する考察を行った.その結果,次の3点を明らかにした.(1)精度重視の検出には完全な検出(人手の検出)に近い学習効果がある(2)検出率よりも検出精度のほうが学習効果に与える影響は大きい(3) F値は必ずしも最適な性能指標ではないこれらの成果をまとめ学会発表を行った.また,実験で得られた英文は,学習者コーパスとして近日中に公開予定である.本コーパスは,文法誤り情報付きであり,書き言葉かつ文法誤り情報付きの学習者コーパスとしては,現時点で世界最大規模である.
日本における「良い看護師」の記述:近隣アジア諸国との比較による研究

本研究の目的は、日本の看護師が認識する「よい看護師」の特質を明らかにすることにある。研究方法はvan Kaamの現象学的手法を用いて2段階で実施し、「よい看護師」の概念を質的及び量的に調査する。本年度は研究最終年度であり、1段階で抽出した「よい看護師」の仮説的要素をもとに質問紙を作成し、量的な検証を目標とした。質的結果を研究者間で討議し、プレテスト施行後、次の構成からなる質問紙を作成した。第I部「よい看護師」の特性(35項目)、第II部「よい看護師」の行為・振る舞い・願い(48項目)、第III部「よい看護師」を育てるもの(21項目)、第IV部「よい仕事を脅かすもの」(21項目)、第V部「回答者の属性」。回答はリカート選択方式とした。1.データ収集とサンプルの概要医大系及び一般病院に所属する看護師へ600部の質問紙を配布し、470部を回収した。無効回答7部を除く463部(全配布数の77.2%)を分析対象とした。回答者の性別は、男性24名女性419名であり、年齢分布は国内の看護統計調査表(htt://www.nurse.or.jp/toukei/pdf、2008)とほぼ同じ構成であった。2.結果(1)よい看護師の特性は、第1位「責任感」(80.3%)、第2位「思いやりがある」(68.0%)であった。看護師らにとっての「よい看護師」は専門職としての制御力を示す特性と、人間味を示す特性を併せ持つ人であった。(2)よい看護師の行為、振る舞いは、「ちょっとした変化に気がつく」「間違いは認める」等が高く支持された。(3)因子分析の結果【知識・技術・態度を備えた実践】【患者側に立つ】【看護職としての自分を律する】【チームワーク】【知識に基づく予見的ケア】【対等な患者看護師関係】【共感】【調和】【主体的行動】の9因子が抽出された(累積寄与率48.6%)この結果は、文献上の患者の視点および他国のデータと比較し、日本におけるよい看護師の記述をさらに深める。さらにそれらの検討に基づき、看護倫理教育に対して示唆されることを提言ていく。本研究の目的は、日本の看護師が認識する「よい看護師」の特質を明らかにすることである。研究方法はVan Kaamの現象学的手法を用いて2段階で実施し、3年間の計画で「よい看護師」の概念を質的及び量的に調査する。本年度は第1段階の調査であり、「よい看護師」についての日本の看護師の認識を質的に探求し、仮説的要素を抽出することが目標であった。(第2段階は第1段階で抽出した仮説的要素を、多数のサンプルの質問紙調査により、量的に検証する。)まず研究者間で研究計画と具体的な調査方法、インタビューガイドについて検討した。プレテスト実施後、以下の計画で実施した。

本研究の実施にあたっては、大分県立看護科学大学研究倫理安全委員会に申請し承諾を得た。1、データ収集本研究では、国内看護師集団を反映するようにデータ収集する必要があり、地域別、経験年数別、所属組織に偏りが生じないようにサンプルを募った。また、サンプルへのアクセスは組織の影響が生じないように個人的チャンネルを通じ、snowball方式とした。結果、合計20名の対象者に調査への同意と参加を得た。(地域別:首都周囲部7名・地方都市部13名、性別:女性17名・男性2名、平均年齢:32.7±8.4歳、平均経験年数:10.1±8.1年、所属組織:一般病院13名・医大系病院6名)研究者が対象者の居住地に出向き、プライバシーの確保できる場所で半構成的面接を実施した。面接時間は平均63分であった。また面接内容を対象者の許可を得てテープ録音した。2.分析および結果テープ録音した内容を逐語録におこし、文脈の中から「よい看護師」の特質を抽出した。対象者にその内容について確認をとった。さらに現在、研究者間で結果についてディスカッションを実施し、分析の妥当性信頼性を高めるための検討を行っている。分析結果は平成18年度看護系学会にて発表予定である。本研究の目的は、日本の看護師が認識する「よい看護師」の特質を明らかにすることである。本年度の成果は以下のとおりである。1.質的データの分析と発表:全国から募った合計20名の看護師へのインタビューデータから、経験1-8年の比較的若手の看護師の認識を分析した。結果、「よい看護師」は、「患者への願い」「人柄」「よい仕事」の3要素をもっていた。1)「患者への願い」とは、患者の安心、心地よさ、苦痛緩和等、患者にプラスの変化をもたらすことを願う看護師の心であり、それがなければ自身や他者をよい看護師とは認識しない。2)「人柄」とは、人が好き、優しい等の「人間味」と、向学心、自律、謙虚等の「自身への統制力」を併せ持つ個人の特性であり、業務の多忙さや職場の和等の「よい仕事を脅かすもの」への抵抗力となる。3)「よい仕事」は1)と2)の要素が組み合わさって導かれ、(1)笑顔、一生懸命、親身等、「真心から患者に接する態度をとる」、(2)知識、技術、判断力、関係性形成能力等の「看護のプロとしての能力を使う」、(3)患者のために「チーム内で調整する」ことを含む。看護師は、患者からの感謝の言葉等から「よい仕事」ができたことを実感し、その経験は、充実感、看護師としての成長の確認、自信につながっていた。看護師らは、自身のよい/よくない仕事の体験や同僚を観察し学ぶ経験を積みつつ、「よい看護師」の3要素を育んでいた。発表:次ページの5件.2.日本の看護教科書にみる「よい看護師」:明治から平成までの100年間に出版された看護の教科書約20冊を内容分析し、「よい看護師」要素を抽出した。発表:次ページの1件3.質問紙項目の検討:質問紙により質的データを量的に検証するため、質的データをもとに質問項目の抽出を行った。研究方法はvan Kaamの現象学的手法を用いて2段階で実施し、「よい看護師」の概念を質的及び量的に調査する。本年度は研究最終年度であり、1段階で抽出した「よい看護師]の仮説的要素をもとに質問紙を作成し、量的な検証を目標とした。質的結果を研究者間で討議し、プレテスト施行後、次の構成からなる質問紙を作成した。
鋼構造接合部の破壊に影響を与える多様な溶接欠陥の定量的評価方法の確立

鉄骨造建物の溶接接合部を対象として,溶接欠陥が部材の塑性変形能力に与える影響を,欠陥位置,欠陥長さ,欠陥高さ,開先形状および溶接部強度を因子とした載荷実験および有限要素数値解析により検討した。H形断面梁のフランジの完全溶込み溶接について,外開先初層の端部欠陥が梁の塑性変形能力に与える影響は小さいが,内開先初層の端部欠陥は,梁の塑性変形能力を大きく低下させることを明らかにした。また,角形鋼管柱の完全溶込み溶接のコーナー部の溶接欠陥について,表層欠陥は初層欠陥に比べて破壊に対して敏感に作用することを明らかにした。また,数値解析より,欠陥の影響は亀裂開口変位と密接な関係があることを示した。本研究課題は,溶接欠陥の合理的な欠陥評価方法を確立することを目的としている。平成24年度では,日本の鋼構造建築の大半を占める角形鋼管柱の柱端溶接部を対象として,構造実験および有限要素数値解析を実施した。構造実験に供した試験体は,通しダイアフラムと角形鋼管柱の完全溶込み溶接部を対象とした片持ち柱である。柱には冷間プレス成形角形鋼管(□-300x300x19(BCP325)),通しダイアフラムにはPL-19(SN490B)を用いて,合計6体の試験体を製作した。実験因子は,載荷方向および欠陥位置である。載荷方向は,0度方向または45度方向であり,欠陥位置は,溶接部の内面側(初層)または外面側(表層)である。欠陥挿入位置は,0度方向では,コーナーR部4ヶ所とし,45度方向では,コーナーR部2ヶ所とした。欠陥は,溶接部のダイアフラムに接して鋼片(5mm×5mm)を設置した上で溶接することにより挿入した。0度方向試験体および45度方向試験体とも溶接部の外面側に欠陥を挿入した試験体では,欠陥を起点として延性亀裂が進展し,この延性亀裂が角形鋼管の脆性破壊を引き起こした。一方,溶接部の内面側に欠陥を挿入した試験体では,0度方向試験体の塑性変形能力は,局部座屈の進行により決定し,45度方向試験体の塑性変形能力は,溶接部の柱側溶接止端に生じた延性亀裂を起点とした脆性破壊により決定し,いずれの試験体の破壊モードとも,無欠陥試験体の場合と同様であった。実験結果および有限要素数値解析より,以下の知見が得られた。(1)歪集中の程度が小さいコーナーR部内面側の欠陥は,破壊モードに影響を与えない。(2)コーナーR部外面側に欠陥を挿入した試験体では,欠陥に起因する破壊が生じ,特に45度方向載荷の場合では,著しい歪集中が生じており,この位置の欠陥は柱の塑性変形能力を大きく減少させる。本研究課題は,溶接欠陥の合理的な欠陥評価方法の確立を目的としている。平成25年度では,平成24年度に引き続き日本の鋼構造建築の大半を占める角形鋼管柱の柱端溶接接合部を対象として,構造実験および有限要素数値解析を実施した。柱に冷間プレス成形角形鋼管柱(□-300×300×19(BCR295))を用いて,合計4体の試験体を製作した。載荷方向は,欠陥に最も敏感な45°方向とし,実験因子は欠陥高さである。欠陥は,角形鋼管コーナーR部の溶接部内面に挿入し,欠陥高さは5mm,10mmおよび15mmとし,比較用に欠陥無しの試験体も用意した。欠陥長さは,いずれも40mmとした。欠陥高さ5mmの試験体では,無欠陥試験体と同様に圧縮側鋼管壁の局部座屈が顕著となり,最大荷重の90%まで荷重が低下した後,柱側溶接止端に発生した延性亀裂を起点として鋼管が脆性破断した。欠陥高さ10mmおよび15mmの試験体では,欠陥に起因する亀裂が溶接部に発生し,亀裂が板厚方向および鋼管幅方向に進展し,顕著な荷重低下が生じて実験を終了した。欠陥高さ5mmの試験体の累積塑性変形倍率は,無欠陥試験体の値に比べて若干低下する程度であり,欠陥高さ10mmおよび15mmの試験体の累積塑性変形倍率は,無欠陥試験体の値の51%および22%に低下し,欠陥挿入による影響が顕著であった。1)45°方向載荷では,溶接部外面側の歪集中が著しく,内面側の歪集中は小さい。2)内面側欠陥で欠陥高さ5mm程度までは,欠陥に起因する破壊は起こらず,十分な塑性変形能力を期待できる。欠陥高さ10mm以上では,欠陥を起点とする破壊が生じ,塑性変形能力に大幅な低下が見られた。

また,数値解析より,欠陥の影響は亀裂開口変位と密接な関係があることを示した。本研究課題は,溶接欠陥の合理的な欠陥評価方法を確立することを目的としている。平成23年度では,大地震時に溶接部の破壊が最も懸念される梁端溶接部を対象として,その中でも,実験資料が不十分であり,溶接欠陥が最も破壊に対して敏感に働く梁端現場溶接形式に関する研究に取り組んだ。当該年度では,溶接部強度を因子として現場溶接形式における溶接欠陥が梁の塑性変形能力に与える影響を検討するために実大載荷実験を行うとともに,有限要素数値解析を実施した。試験体は通しダイアフラム形式で角形鋼管柱とH形断面梁を溶接接合したT字形試験体である。実験因子は溶接部強度および欠陥長さである。溶接部強度については,YGW11を用いてパス間温度を450°CとしたFシリーズとYGW18を用いてパス間温度を250°CとしたF/Sシリーズの2シリーズとした。欠陥については,固形エンドタブを使用した場合に生じ易い溶接始終端の初層の溶込み不良を対象とし,各シリーズについて,無欠陥および欠陥長さを5(mm),10(mm),15(mm)とした合計8体の試験体を製作した。欠陥は,溶接初層の始終端部にダイアフラムに接して鋼片(5mm×5mm)を設置した上で溶接することにより挿入した。欠陥を挿入した試験体では,全て欠陥先端に発生した延性亀裂が板厚方向および板幅方向に進展し,ダイアフラム側で脆性破壊を生じた。実験結果より以下の知見が得られた。(1)端部欠陥が存在する場合,溶接部強度を上げることで塑性変形能力が向上した試験体は無く,溶接部強度の増加に伴う変形能力の改善効果は期待できない。(2)現場溶接形式の初層の端部欠陥は,塑性変形能力を著しく低下させる。したがって,固形エンドタブを用いて梁端フランジを現場溶接する場合には,溶接施工に注意するとともに,適切な検査方法を採用する必要がある。平成24年度では,当初の計画通り冷間成形角形鋼管柱の柱端溶接接合部に生じる溶接欠陥が破壊に及ぼす影響について,系統的な実験資料を蓄積した。一方で欠陥をモデル化した有限要素数値解析により欠陥先端の亀裂開口変位および応力状態に関する解析データも得られつつあり,現在,実験データと解析データに基づいた検討を行っている。有限要素数値解析の結果では,いずれの載荷方向においてもコーナーR部の外面側に歪集中が見られ,特に45度方向載荷では,外面側の歪集中が著しい。一方,両載荷方向とも内面の歪集中は小さく,実験において,内面側の欠陥が破壊モードに影響を与えなかったことと対応している。コーナーR部外面側の欠陥は,歪集中の大きい部分に入るため,特に45度方向載荷では塑性変形能力の減少に与える影響が大きくなることが分かっている。現在,欠陥位置および欠陥高さを解析因子としたパラメトリックな数値解析を行い,溶接欠陥の板厚方向および板幅方向における発生位置が,破壊に与える影響を調べている。平成23年度では,当初の計画通り梁端現場溶接形式に関する系統的な実験資料を蓄積した。これまでに当研究室で実施してきた実験資料と併せることにより,実験データの整備を進めることができた。一方で有限要素数値解析により欠陥先端の亀裂開口変位および応力状態に関する解析データも得られつつあり,現在,実験データと解析データに基づいた検討を始めている。平成25年度の前半では,円形鋼管柱と通しダイアフラムとの溶接に生じる溶接欠陥を対象とする実験シリーズを計画している。平成24年度で実施した角形鋼管柱の場合と同様に,欠陥位置および欠陥長さを実験因子として,片持ち柱形式の実大載荷実験を4体程度計画している。