hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
アジア地域での多剤および超多剤耐性結核の伝播動態調査

多剤、並びに超多剤耐性結核の調査が不十分と考えられるネパール、バングラデシュ、ミャンマー、タイおよびフィリピンにおいて結核あるいは結核様症状を呈したヒトより総計2,208株の抗酸菌を分離して当該国において菌株バンクとして保存した。さらに、これらの菌株からDNAを抽出して、当該国、並びに日本においてDNAバンクとして保存した。日本に輸入したDNAを対象として遺伝子型を決定するとともに薬剤耐性関連遺伝子変異の解析を実施した結果、ネパールおよびタイにおいては、多剤、並びに超多剤耐性結核の多くがBeijing型結核菌により引き起こされ、急速な伝播動態を示している事が明らかとなった。1)薬剤耐性結核の伝播動態調査のための海外研究ネットワークの構築多剤および超多剤耐性結核の調査が不十分と考えられる対象国のうちネパールより研究者を2度に渡り招聘し、疫学情報とともに臨床分離菌株より得られるDNAを日本に輸入した。他の対象国のうちミャンマーならびにバングラデシュとはMaterial Transfer Agreementのもと疫学情報、臨床分離菌株由来DNAを日本に輸入した。2)バイオリソースの収集とデータベースの構築対象4カ国にて300株以上の結核あるいは結核様症状を呈した人より分離した抗酸菌株を収集してバイオリソース(病原体、病原体DNA)を構築した。バイオリソースのうち結核菌群菌のみを対象として研究実施者者らが開発したマルチプレックスPCR法によって結核菌群菌鑑別法を実施した結果、全てが結核菌であり、他の結核菌群菌は検出されなかった。当該国協力研究者の補助により当該国においてリファンピシン(RFP)、イソニコチン酸ヒドラジド(INH)、エタンブトール(EB)、カナマイシン(KM)ならびにオフロキサシン(OFX)耐性結核菌を選定し、DNAを調製した。調製したDNAの一部を日本に輸入して、これを対象として薬剤耐性に関与することが報告されている遺伝子の塩基配列を決定し、耐性に関与する塩基置換を特定した。3)遺伝子型データの蓄積調査対象国から輸入したDNAを対象にして、日本において遺伝子型データを取得した。申請者らが既に開発している簡便かつ信頼性の高い遺伝子型別法と現在頻用されているMLVA法を併用することにより詳細な遺伝子型別データを得た。得られたデータを集約して遺伝子型データベースを構築した。多剤および超多剤耐性結核の調査が不十分と考えられる対象国のうちネパールならびにミャンマーより各1名の研究者を招聘し、疫学情報とともに臨床分離菌株より得られたDNAを日本に輸入した。また、バングラデシュには研究代表者が訪問して疫学情報を収集し、臨床分離菌株由来DNAを日本に輸入した。対象4カ国にて総計約1,100株の結核あるいは結核様症状を呈した人より分離した抗酸菌株を収集してバイオリソース(病原体、病原体DNA)とした。当該国協力研究者と共同で選定したリファンピシン(RFP)、イソニアジド(INH)、エタンブトール(EBB)、カナマイシン(KM)ならびにオフロキサシン(OFX)耐性結核菌のDNAを対象として薬剤耐性に関与することが報告されている遺伝子の塩基配列を決定し、耐性に関与する塩基置換を特定した。遺伝子置換と薬剤耐性の相関は国ごとによって異なり、特にミャンマーにおいてはRFP、INHともに約3割の菌株で特定の部位に変異が見られなかった。調査対象国から輸入したDNAを対象にして、日本において遺伝子型データを取得した。現在までに、約750株の遺伝子型を当該データベースに収載した。結核菌のゲノム上に存在するrv0679c遺伝子上に北京遺伝子型結核菌株に特異的なアミノ酸置換を伴う1塩基置換を見出した。更に、これをターゲットとするマルチプレックスPCR法を開発し、これが北京遺伝子型結核菌株の検出に有用である事を証明した。多剤および超多剤耐性結核の蔓延が予想されているにもかかわらずその調査が十分でないものと考えられるアジアの開発途上国のうちネパール、バングラデシュ、ミャンマー、並びにフィリピンを対象として、研究を進めた。平成26年度は、当該年度までにネパール、バングラデシュおよびミャンマーにおいて収集した多剤耐性結核菌由来DNAの一部を対象として、注射用2次抗結核剤およびニューキノロン剤耐性に係ることが報告されている16SリボゾームRNAおよびDNAジャイレースAサブユニットをコードする遺伝子上の変異をそれぞれ解析した。その結果、ネパール、バングラデシュおよびミャンマーにおいて、超多剤耐性結核菌になる前段階の16SリボゾームRNAもしくはDNAジャイレースAサブユニットをコードする遺伝子上の特定の部位に変異を有する菌株(プレ超多剤耐性結核菌と呼ぶ)の多剤耐性結核菌に占める割合は、それぞれ32.9、17.2、15.9%である事が判明した。何れの国においても特にDNAジャイレースAサブユニット上の遺伝子変異の率が高く、安易なニューキノロン剤の使用が、結核対策に重大な支障をもたらしている事が明らかになった。本結果を、当該国の共同研究者と共有し、プレ超多剤耐性結核菌の監視強化の必要性を説いた。多剤および超多剤耐性結核の蔓延が予想されているにもかかわらずその調査が十分でないものと考えられるアジアの開発途上国のうちネパール、バングラデシュ、ミャンマー、タイ

並びにフィリピンを対象として、研究を進めた。当該年度までに、対象5カ国にて総計約2,100株の結核あるいは結核様症状を呈した人より分離した抗酸菌株を収集してバンク(病原体、病原体DNA)に収蔵した。これまでにネパールより収集した多剤耐性結核菌由来DNAの一部を対象として、遺伝子型別を実施した結果、ネパールにおいて、北京型の多剤耐性結核菌による感染事例が年々増加している事を明らかにした。また、ネパール東部において特に多くの北京型結核菌株が見出された。一方タイの西部地域においては、特定の遺伝子型を持った北京型の多剤耐性結核菌が広がっている事を明らかにした。以上の結果より、北京型の多剤耐性結核菌株が両国において対策に重大な支障をもたらしている事が明らかになった。多剤、並びに超多剤耐性結核の調査が不十分と考えられるネパール、バングラデシュ、ミャンマー、タイおよびフィリピンにおいて結核あるいは結核様症状を呈したヒトより総計2,208株の抗酸菌を分離して当該国において菌株バンクとして保存した。さらに、これらの菌株からDNAを抽出して、当該国、並びに日本においてDNAバンクとして保存した。日本に輸入したDNAを対象として遺伝子型を決定するとともに薬剤耐性関連遺伝子変異の解析を実施した結果、ネパールおよびタイにおいては、多剤、並びに超多剤耐性結核の多くがBeijing型結核菌により引き起こされ、急速な伝播動態を示している事が明らかとなった。当初は、多剤および超多剤耐性結核の菌株の遺伝子型別を用いた調査を計画し、研究グループが独自に開発したSPoligo Array法による遺伝子型の分析を期間内に終了した。しかしながら、平成26年度に実施した16SリボゾームRNAおよびDNAジャイレースAサブユニットをコードする遺伝子上の変異の解析により、プレ超多剤耐性結核菌の多剤耐性結核菌に占める割合が、非常に高い事が判明したことから、検体数を増やした注射用2次抗結核剤およびニューキノロン剤耐性関連遺伝子変異の解析と更に詳細な遺伝子型解析が必要と考えられた。27年度が最終年度であるため、記入しない。細菌学引き続き16SリボゾームRNAおよびDNAジャイレースAサブユニットをコードする遺伝子上の変異の解析を進め、平成26年度までにネパール、バングラデシュおよびミャンマーで収集した検体のうち、200程度の注射用2次抗結核剤およびニューキノロン剤耐性関連遺伝子変異ならびに遺伝子型の解析を終了する。また、更に詳細な遺伝子型解析を実施する。更に、平成27年度も検体収集を継続して、菌株バンクおよびDNAバンクを充実させる。従来の共同研究ネットワークを活用したため目的数の検体収集と遺伝子解析が終了できたものと考えられる。従来の共同研究ネットワークが有効に活用でき、検体収集と遺伝子解析の目的数が達成できた。平成26年度に実施した16SリボゾームRNAおよびDNAジャイレースA
三次元CADモデルのアセンブリ構造を考慮した高精度な部分モデル検索に関する研究

本研究では、アセンブリ構造を持つ三次元CADモデルを対象とした部分検索技術を開発する。本研究の特徴は、モデル全体とそれを構成する各部品の形状の違いだけではなく、各部品のモデルの中での配置の違いを考慮した検索を実現する点にある。2018年度の実績は以下の通りである。1.部品配置を考慮した部分アセンブリモデル検索方法の開発:データベース中のアセンブリモデル(データベースモデル)の中から、クエリとして与えられたアセンブリモデル(クエリモデル)に含まれるモデルを検索するシステムを開発した。開発したシステムでは、データベースモデルとクエリモデルの類似度を、それぞれのモデルに含まれるサブアセンブリ間の類似度の和として定義し、類似度順にアセンブリモデルをランキングすることによって検索結果を提示する。実験的評価によって、数十個程度の部品で構成されるアセンブリモデルを対象とした評価実験では8割程度の検索精度を得られることを確認した。より大規模なアセンブリモデルを対象とした検索を実現するため、検索処理時間の短縮と必要なメモリ量の削減が今後の課題である。2.より大規模なアセンブリモデル検索方法の開発:検索に用いるアセンブリモデルの特徴量を計算する際、ポリゴンの集合として定義された三次元CADモデルを三次元配列に変換することなく直接ポリゴン集合から計算する方法と、球面調和関数を用いて特徴量を統合する方法を開発した。実験的評価によって、検索処理時間の短縮と必要なメモリ量の削減に有効であることを確認した。研究計画では「投影データのサイノグラムを利用したアセンブリ構造の違いを反映する三次元CADモデルの特徴量の開発」、「アセンブリ構造を考慮した効率的な部分モデル検索アルゴリズムの開発」、「三次元CADアセンブリモデルを対象とした部分モデル検索システム評価用ベンチマークデータの作成」の三つを課題として挙げているが、いずれの課題についても取り組みを始めており、システム開発を進めている。2019年度はこれまでの研究成果を引き継ぎ、研究計画に記載した課題に取り組む予定である。(理由)システム開発用機材(PCなど)やソフトウエアが陳腐化しないよう、研究の進捗に合わせて購入を進めているため。また、予定より出張が少なかったため。(使用計画)研究の進捗に合わせたシステム開発用機材(PCなど)やソフトウエアの購入と、研究発表のための出張旅費等に使用する予定である。
脳の組織発生障害の病理学的研究

本研究は主として環境要因に基づく脳の組織形成異常の発生機序を病理学的に解明することを目的としている。佳木斯医学院では黒龍江省にクレチン症多発村落があり,クレチン症による脳発達障害の発生機序の解明と適切な対策の確立が急がれている。このため,われわれは平成2年度,3年度に引きつづき人体剖検例および実験動物モデルの脳形成障害につき比較検討を試みた。本年度の主な実績は下記の通りである。1.平成4年度派遣計画は交付申請書記載の通り実施された。原は8月佳木斯医学院において,平成2年度および3年度協力研究による人体および実験病理学的検索成績について講演とセミナーを行うとともに,今後の研究の進め方について討議した。また,クレチン症剖検脳について意見を交換した。一方,電子顕微鏡観察法についての実技を指導した。平成2年度,3年度にひきつずき,クレチン症多発集落(黒龍江省樺川県蘇家店鎮集賢村)における新しい患者の発生状況,患者の実態,村民の健康状況について報告を受けるとともに,佳木斯医学院附属病院および佳木斯中医学院において受診状況を調査,意見を交換した。2.平成4年度佳木斯医学院からは孟丹講師と姚海濤講師を招へいし,ヨード欠乏,抗甲状腺剤によるクレチンラット脳,とくに小脳について共同観察した。また,上記のクレチン多発集落の作物と水で飼育した幼ラットについて小脳を免疫組織化学的に観察した。また,ヨード欠乏ラット内耳を走査および透過電顕により観察した。3.地方病性クレチン症小脳皮質顆粒層の病理組織学的検討:地方病性クレチン症は胎生期より生後にわたるヨード欠乏が主因であり,身体発育障害と知能精神発達遅滞,聾唖,spastic diplegiaなどを生ずることが知られている。しかしながら,脳の病理形態学的変化についての報告は従来少ない。今回われわれはハルピン医科大学地方病防治研究中心の協力を得て中国黒龍江省の神経型地方病性クレチン症剖検例6例と対照4症例の小脳につき病理組織学的に観察するとともに,myelin basic protein(MBP),synaptophysinなどの発現を免疫組織化学的に検索した。神経型クレチン症小脳では皮質に発達障害が生じ,プルキンエ細胞の部分的消失がみられた。顆粒層では顆粒細胞密度が対照群に比し高かった。髄質のミエリン形成に著差はなかったが,分子層深部,顆粒層におけるMBPの免疫組織化学反応は著しく弱かった。また,顆粒層におけるsynaptophysinの反応が弱かった。これらの変化は,甲状腺機能低下症に基づく小脳皮質顆粒層の小脳糸球体発達障害,シナプスおよびミエリン形成不全などに関連しているものと理解される。4.実験的甲状腺機能低下症ラットの小脳発達障害:実験的クレチンラット小脳皮質では,分子層が薄く,分子層および顆粒層糸球体におけるシナプスの分布がやや少ない,本実験では抗甲状腺剤投与ラット仔における小脳の組織発生障害について検索し,ヨード欠乏食飼育ラットの変化と比較考察した。Wistar系ラットを飼育繁殖用飼料で飼育,妊娠10日より母ラットに飲料水に抗甲状腺剤チアマゾールを25mg/dl添加し与えた。出生した仔ラットは母ラットに哺育させ,生後128日にBrdUを注射後屠殺し,小脳を観察した。小脳は小さいが,分葉に異常はなかった。組織学的には外顆粒層の消失が遅滞し,細胞増殖が遅延する。小脳皮質は薄く,電顕的に分子層内のプルキンエ細胞樹状突起に棘の形成が少ない。内顆粒層では顆粒細胞の密度が高い。小脳糸球体の発達がわるく,synaptophysinの免疫組織化学的反応が弱かった。また,電顕的に小脳糸球体における髄鞘形成の不全がみられた。髄質にもミエリン塩基性蛋白の染色性が弱い。これら変化はヨード欠乏食飼育ラットとほぼ同様であった。なお,内耳の外有毛細胞や螺旋神経にも変化がみいだされた。これらの知見の一部はすでに平成4年日本病理学会総会(仙台),日本先天異常学会(東京),第一回中日医学大学(北京)などで発表され,平成5年度の上記学会にも発表の予定である。5.実験的検索と併行して,ヒト周生期死亡例,染色体異常疾患の脳について検索をすすめている。

平成2年度,3年度にひきつずき,クレチン症多発集落(黒龍江省樺川県蘇家店鎮集賢村)における新しい患者の発生状況,患者の実態,村民の健康状況について報告を受けるとともに,佳木斯医学院附属病院および佳木斯中医学院において受診状況を調査,意見を交換した。2.平成4年度佳木斯医学院からは孟丹講師と姚海濤講師を招へいし,ヨード欠乏,抗甲状腺剤によるクレチンラット脳,とくに小脳について共同観察した。また,上記のクレチン多発集落の作物と水で飼育した幼ラットについて小脳を免疫組織化学的に観察した。また,ヨード欠乏ラット内耳を走査および透過電顕により観察した。3.地方病性クレチン症小脳皮質顆粒層の病理組織学的検討:地方病性クレチン症は胎生期より生後にわたるヨード欠乏が主因であり,身体発育障害と知能精神発達遅滞,聾唖,spastic diplegiaなどを生ずることが知られている。しかしながら,脳の病理形態学的変化についての報告は従来少ない。今回われわれはハルピン医科大学地方病防治研究中心の協力を得て中国黒龍江省の神経型地方病性クレチン症剖検例6例と対照4症例の小脳につき病理組織学的に観察するとともに,myelin basic protein(MBP),synaptophysinなどの発現を免疫組織化学的に検索した。神経型クレチン症小脳では皮質に発達障害が生じ,プルキンエ細胞の部分的消失がみられた。顆粒層では顆粒細胞密度が対照群に比し高かった。髄質のミエリン形成に著差はなかったが,分子層深部,顆粒層におけるMBPの免疫組織化学反応は著しく弱かった。また,顆粒層におけるsynaptophysinの反応が弱かった。これらの変化は,甲状腺機能低下症に基づく小脳皮質顆粒層の小脳糸球体発達障害,シナプスおよびミエリン形成不全などに関連しているものと理解される。4.実験的甲状腺機能低下症ラットの小脳発達障害:実験的クレチンラット小脳皮質では,分子層が薄く,分子層および顆粒層糸球体におけるシナプスの分布がやや少ない,本実験では抗甲状腺剤投与ラット仔における小脳の組織発生障害について検索し,ヨード欠乏食飼育ラットの変化と比較考察した。Wistar系ラットを飼育繁殖用飼料で飼育,妊娠10日より母ラットに飲料水に抗甲状腺剤チアマゾールを25mg/dl添加し与えた。出生した仔ラットは母ラットに哺育させ,生後128日にBrdUを注射後屠殺し,小脳を観察した。小脳は小さいが,分葉に異常はなかった。組織学的には外顆粒層の消失が遅滞し,細胞増殖が遅延する。小脳皮質は薄く,電顕的に分子層内のプルキンエ細胞樹状突起に棘の形成が少ない。内顆粒層では顆粒細胞の密度が高い。小脳糸球体の発達がわるく,synaptophysinの免疫組織化学的反応が弱かった。また,電顕的に小脳糸球体における髄鞘形成の不全がみられた。髄質にもミエリン塩基性蛋白の染色性が弱い。これら変化はヨード欠乏食飼育ラットとほぼ同様であった。なお,内耳の外有毛細胞や螺旋神経にも変化がみいだされた。これらの知見の一部はすでに平成4年日本病理学会総会(仙台),日本先天異常学会(東京),第一回中日医学大学(北京)などで発表され,平成5年度の上記学会にも発表の予定である。5.実験的検索と併行して,ヒト周生期死亡例,染色体異常疾患の脳について検索をすすめている。本研究は主として環境要因に基づく脳の組織形成異常の発生機序を病理学的に解明することを目的としている。
カオス理論による岩盤不連続面の幾何学形状解析に関する研究

「複雑系の科学」の中でも代表的なフラクタル、ゆらぎ、カオスに至る一連の理論を基に、不連続面ネットワークの生成過程の表現や岩盤不連続の表面形状の数学的表示の新しい方法を開発することを試みた。カオス理論は、その定義として、「決定論的な系において起こる確率論的なふるまい、言い換えると専ら法則によって支配されながら法則性のないふるまい」が当てられている。岩盤の不連続面生成のダイナミックスは地質学的に、かつ力学的に非常に複雑な過程を経ている。この複雑さの把握にカオス理論を適用するために、他分野でのカオス理論の適用例の整理、既存の理論の検討、フラクタル理論との関連などについての議論を行った。カオス力学的の相関次元はフラクタル次元の一種であって、カオス時系列解析に重要な役割を果たしている。この特性を利用するために、たとえば岩盤不連続面表面の形状を、空間を時間に置き換えた時系列とみなすこともできるとして、不連続面の形状解析に適用できるように、不連続面データの確立論的な解釈をフラクタル理論から見直し、カオス理論への展開を検討した。得られた主な成果は、次の通りである。1)不連続面表面の一部の凹凸情報を基に、カオス理論を用いた外挿による推定方法から未知の部分の幾何学形状を予測できることが明らかにした。2)不連続面の計測データが粗いとき、フラクタルによる内挿により不測定部分を推定できることを示した。3)岩盤表面凹凸計測レーザ装置や画像解析装置を使って、実際の岩盤の不連続面幾何学情報を得た上で、不連続面データの収集とその解析および岩盤不連続面の表面形状の数学的表示プログラムの作成を行った。4)岩盤表面の幾何学形状解析から不連続面のせん断強度を算定する方法論を検討し、削れを考慮したせん断破壊数値モデルを提案した。地盤や岩盤はさまざまな複雑な要素からなっており、材料学的にも力学的にも最も取り扱いの難しいものである。しかし、最近の「複雑系の科学」の導入は、このような複雑系を理論的に解明しようというものである。今回はカオス理論による岩盤不連続面の幾何学形状解析に関する研究に的を絞った。本研究の目的は、岩盤工学へのカオス理論の適用の可能性を探ることであるが、今回、特に焦点を当てたのは、不連続性岩盤表面形状のフラクタル表現からカオス理論による解釈と、岩盤不連続面の分布(密度や空間位置)をカオスで表現し、工学的指標として利用できるかどうかの検討を試みた。こうした点をふまえながら、文献整理や理論の集積を試み、新しい解釈を加えて、カオス理論による岩盤不連続面の幾何学形状解析に関する研究の成果を上げることをめざした。今年度は、カオス理論による岩盤不連続面の幾何学形状解析に関する研究を遂行するために、文献整理、理論の検討と構築さらに具体的なプログラム開発を行うため、以下のような研究計画・方法を立案する。研究の主体を大西が担当し、大津、田中との議論を重ねた。大津が中心となって、不連続面データの確率論的な解釈をフラクタル理論から見直し、カオス理論への展開を検討する。田中は、不連続面データの収集と解析プログラムの作成を行った。既設の岩盤表面凹凸計測装置や画像解析装置を使って、実際の岩盤の不連続面幾何学情報を得た上で、上記の研究成果を反映した解析プログラムを作成した。
浸透層上での流砂の運動特性に関する研究

本研究は,従来ほとんど検討されていなかった浸透層上の流砂機構について検討を行ったものであり,以下延べるような知見が得られた.先ず,流砂運動の駆動力となる流体力の評価を適切かつ正確に行うため,透水性河床上の流れ構造の検討を行った.透水性河床境界における圧力変動を介して,浸透流を誘起し,これと表面流との相互作用により,底面せん断応力が変動,あるいは付加力が発生し,これが流砂運動に大きな影響を与えることが知られた.流速分布も従来より用いられている対数則では,とくに河床面付近の流速分布を表わすことができず,この付近での運動量混合を考慮して,適切な流速分布形を提案した.一方,流砂の初期移動に大きな影響をもつ,底面付近の乱れに関しても,詳細な実験によりその逓減特性を明らかにした.浸透流と表面流との相互作用は,境界を鉛直に横切る流出入流速で代表される.この流出入流速の硬化の流砂運動への影響を,その直接的効果と,表面流の変化を介した間接的な効果とに分け,それぞれを力学的に表現し,初期移動については, pick-up rate推定式を,流送過程については, step lengthの変化式を解析的な形で提案し,実験的な検討によって,その妥当性の検証を行い,とくに限界掃流力付近で,流出入流速の直接的な効果が顕著であることが知られた.こうした一様砂の流砂モデルをもとに,混合砂の場合のarmor coat形成,伝播過程について論じた.とくに,流出入流速の効果は,個々の砂粒に対して違い,これによって,混合砂の流砂運動の本質的特徴である非平衡性が助長され,吸い込みによってarmor coatの形成が促進される場合と,そうでない場合があることが見い出された.これは,吹き出しの場合にも見られた.これらの結果は実験的にも検証された.本研究は,従来ほとんど検討されていなかった浸透層上の流砂機構について検討を行ったものであり,以下延べるような知見が得られた.先ず,流砂運動の駆動力となる流体力の評価を適切かつ正確に行うため,透水性河床上の流れ構造の検討を行った.透水性河床境界における圧力変動を介して,浸透流を誘起し,これと表面流との相互作用により,底面せん断応力が変動,あるいは付加力が発生し,これが流砂運動に大きな影響を与えることが知られた.流速分布も従来より用いられている対数則では,とくに河床面付近の流速分布を表わすことができず,この付近での運動量混合を考慮して,適切な流速分布形を提案した.一方,流砂の初期移動に大きな影響をもつ,底面付近の乱れに関しても,詳細な実験によりその逓減特性を明らかにした.浸透流と表面流との相互作用は,境界を鉛直に横切る流出入流速で代表される.この流出入流速の硬化の流砂運動への影響を,その直接的効果と,表面流の変化を介した間接的な効果とに分け,それぞれを力学的に表現し,初期移動については, pick-up rate推定式を,流送過程については, step lengthの変化式を解析的な形で提案し,実験的な検討によって,その妥当性の検証を行い,とくに限界掃流力付近で,流出入流速の直接的な効果が顕著であることが知られた.こうした一様砂の流砂モデルをもとに,混合砂の場合のarmor coat形成,伝播過程について論じた.とくに,流出入流速の効果は,個々の砂粒に対して違い,これによって,混合砂の流砂運動の本質的特徴である非平衡性が助長され,吸い込みによってarmor coatの形成が促進される場合と,そうでない場合があることが見い出された.これは,吹き出しの場合にも見られた.これらの結果は実験的にも検証された.1.浸透流の存在する場での流砂モデルに関する研究透水性河床面における鉛直方向の流出入流速に着目し、流砂の初期移動及び流速機構に及ぼす影響を明らかにすることを目的とした。流出入流速の効果を、砂粒に作用する直接的な抗力と、表面流の平均流構造を変化させることによる流速分布の変化としてとらえ、それぞれを理論的に評価することにより、流砂の確率モデルの初期移動のパラメータであるpick-up rateの推定式を誘導した。また、室内実験水路において、流出入流速の存在する場での表面流の粗面二乗対数則の適用性を検証するとともに、8mmビデオ画像解析により、pick-up rateの直接測定を行い、理論の妥当性の検証を行った。次に、流送過程のパラメータであるstep lengthについては、流出入流速の存在による表面流の平均流構造の変化が、砂粒の移動速度に及ぼす効果と、step lengthの反発・停止機構に支配的な河床面の形状特性に及ぼす効果に分け、それぞれを力学的に評価することにより、流出入流速のstep lengthの平均値特性に及ぼす影響を明らかにした。一方、その分布性状については、室内の実験水路において直接計測を行い、平坦河床においては、指数分布に従うことを明らかにするとともに、流出入流速の変化に対してその構造が不変であることを明らかにした。2.護床工下部の流砂現象に関する研究河川構造物災害の出現・拡大機構を水理学的に明らかにし、複雑な境界条件によって流砂現象が複雑な変形をすることに着目し、本研究では護床工下部の砂粒の抜け出しによる空洞の進行過程を明らかにした。

すなわち、こうした大きな境界面形状の変化に伴なう流れの空間的・時間的相似性に着目し、流砂の非平衡性を考慮すると、力学的に合理的なモデリングが可能であることが明らかとなった。
点字触読時の解圧と運指に注目した効率的な点字触読指導法の考案

視覚障害者が点字を読む際の触圧(接触力)と運指(手指の動き)を計測し,これと読み能力(読み速度)との関係を明らかにすること,更にこの知見に基づいて点字指導法を再考することが本研究の目的である。触圧測定のため平成16年度には面圧力分布測定システムを導入した。この測定システムには,被験者が自然な姿勢で触読できる利点がある。16年度から17年度にかけて同システムを用いて測定を行ったところ,点字熟達者でも触読中の触圧が変動すること,行末では触圧が軽くなることなど,従来の知見と異なる様子が観察された。しかしシステムの校正では,測定位置及び時間により出力値が変動するという問題が判明した。この変動量は測定対象の値に比べて大きく,定量データとしての信頼性に欠けた。そこで平成17年度半ばには,高精度かつ安定した出力を条件に,6軸力センサを用いたシステムを構築した。1ヶ月を挟んだ2回の校正で精度と安定性を確認した。この接触力測定システムを使って,点字未熟者から熟達者まで32人を被験者とした接触力測定実験を実施した。その結果,読みが速い人が接触力が軽く,読みが遅い人が強いという従来より主張されてきた関係は見られないことを明らかにした。接触力についてそのほかに,読み返し後に接触力が増加しないこと,行替え時に接触力が急激に下がること,点字熟達者でも触読中の接触力が微細に変動すること,なども明らかにした。被験者属性と読み速度の関係では,触読速度は点字学習開始年齢と日常の点字使用頻度に関係することがわかった。従来より両手による読みは片手より速いといわれてきたが,この命題も否定された。今後は,実験結果を活かして,点字学習者の認知負荷を軽減する指導法を考案していく予定である。本研究の第1の目的は,点字の触読様式と読み能力との関係を明らかにすることである。触読様式とは,触読に用いる手や指(読み手,触指)の別とそれらの動かし方(触運動),紙面への指の押しつけ圧(触圧)を指す。読み能力は,読み速度と正確さで評価する。点字のよき読み手と下手な読み手の様式を比べたとき,どのような違いがあるかを検討する。今回は,新しい面圧測定技術を利用して,触圧を定量的に測ることを主な目的とする。過去の定性的な実験報告では,よき読み手は,下手な読み手より触圧が弱い,つまり紙面に触れる力が軽いことが示されている。さらに,よき読み手の触圧は安定しているのに対して,下手な読み手の触圧は文字ごとに大きく変動していた。今回は,その様子を定量的なデータで示せると考えている。第2の目的は,その知見を用いて,定量的な指標を用いた点字指導法を考案することである。これらの目的実現のため平成17年度は,点字の触読に関する文献研究をまず行い,次に新しい触圧測定装置を導入した。触圧測定装置は,センサシート,センサコネクタ,インタフェースモジュール,記録・再生用ソフトからなり,ソフトをパソコンにインストールして使う。センサの厚さが0.1mmと薄いため,点字用紙の下にセンサを敷いても,被験者は自然な姿勢で読むことができる。この装置を使って予備的な触圧測定を実施した。この測定結果を信頼おけるものとするためには,実測定環境に応じた校正が重要となる。このため,点字触読を模擬した校正方法を検討中である。

本研究の目的は,視覚障害者が点字を読むときの触圧(読み指が点字に触れる力の強さ)を計測し,これと読み速度との関係を明らかにすることである。このために,以下の研究を実施してきた。1.読材料の難易度の調整読材料の難易度を統制するため,小学校国語教科書と中学校社会教科書の文章から,意味が通じる程度に段落を抽出し,そこに含まれる単語の親密度をデータベースから求めた。この結果,高い親密度の単語で構成されていることを確認した文章を読材料とした。2.両手読みと片手読みの速度の比較測定システムの制約により,点字読者には片手の指1本で点字を読んでもらう必要がある。普段とは異なる読み方の読み速度への影響をみるため,片手及び両手の両方法で読んでもらったところ,両者の間で読み速度に差異のないことを確認した。3.面圧力分布測定システムを用いた触圧の測定感圧導電性インクの原理による面圧分布測定システムを用いて,点字読者5人の触圧を測定した。5人の読み速度は7.5110.87マス/秒と速く,全員が点字読み熟達者である。この5人に利き手の示指1本で読んでもらったときの触圧は,1人が8090gf,ほかの4人が10数gfであった。行を移る際に力が抜ける様子や,行読みの途中でも微細な変動が見られることが明らかになった。4.6軸力センサを用いた触圧の測定校正と実験を繰り返す中で,面圧力分布測定システムでは精度の高い定量的触圧測定が難しいことがわかった。より高精度な測定のため6軸力センサを用いた触圧システムを構築した。定期的な校正の結果,安定した測定が可能であると判断した。ただしセンサの1点支持では測定面上の位置により出力値に変動が出る。そこで6軸データ全て(x,y,z方向の力及び回転モーメント)を用いて接触位置の推定を行った後,位置ごとの補正値を算出する手法を採用した。この6軸力センサで測定した触圧データを現在解析中である。視覚障害者が点字を読む際の触圧(接触力)と運指(手指の動き)を計測し、これと読み能力(読み速度)との関係を明らかにすること、更にこの知見に基づいて点字指導法を再考することが本研究の目的である。平成18年度には、前年度構築した6軸力センサを用いたシステムを使った実験へと進んだ。実験前に、1ヶ月を挟んで校正を2回行い、精度と場所・時間の安定性を確かめた。その後、点字未熟者から熟達者まで計32人を被験者とした接触力測定実験を実施した。実験の結果、読みが速い人が接触力が軽く、読みが遅い人が強いという従来より主張されてきた関係は見られないことを明らかにした。接触力についてそのほかに、読み返し後に接触力が増加しないこと、行替え時に接触力が急激に下がること、点字熟達者でも触読中の接触力が微細に変動すること、なども明らかにした。触運動については、従来より両手による読みは片手より速いといわれてきたが、この命題も否定された。更に、従来は指の微細運動を伴った読みは遅いといわれてきたが、微細運動を伴っても実用的な読み速度を達成できる人もいた。被験者属性と読み速度の関係では、15歳までに点字の学習を始めた被験者では平均以上の速度を達成した人が多い一方で、15歳より後に点字学習を始めた被験者では実用的な速度を達成できない人の方が多かった。但し、48歳という比較的高い年齢で学習を始めても実用的な速度を達成できた人もいた。触読速度は点字学習開始年齢のほかに、日常の点字使用頻度にも関係していた。今後は、実験結果を活かして、点字学習者の認知負荷を軽減する指導法を考案していく予定である。
磁石を用いたシュミレーション用マネキンの改良

基礎実習に用いているマネキン(小貫社製)について、磁力を利用することで顎模型の着脱操作の効率向上を試み、その改良点について第4回、第5回のDSTD研究会において報告した。しかし、試作5号で突起設定位置の変更や突起部の長さを短くし、鉄板を厚くすることで、着脱による鉄板の変形を防止出来ると考えたが、ねじ付人工歯の着脱のためにあけたばてい形の穴による鉄板の脆弱化は予想以上に大きく、さらに模型前面に浮き上がり防止用のフックを設け、顎模型の位置の調整用に鉄板を置いた。磁力を利用したマネキンの使用の現状基礎実習(保存修復学)で、短期間ではあるが改良した顎模型を実際に学生に使用させ、アンケート方式で着脱のスムーズさ、強さ、形成・印象での安定性等について調査したところ、概ね良好な結果を得た。しかし突起設定位置や頬粘膜部、水受けについて問題点が挙げられた。水受けはマネキン全体から受ける形のものを試作し、頬粘膜部は使用される材質、形によって強度、弾力、使用感が変わってくるので価格の点も含めて現在検討中である。ファントムPCTに対する応用今後ファントムPCTやSATVファントムが基礎実習、臨床予備実習共用のマネキンとして使用される可能性が大いにあるが、操作が複雑なことや高価なこともあって、基礎実習用にはもう少し単純化したマネキンが適当かと考えている。第4回の研究会では磁石を用いたファントム顎模型の着脱法について簡単に述べたが、その際にその方法の持つ欠点についても指摘した。そこで今回、基本的には前回行なった固定ねじ等を使用不可能な状態にするような改修を避け、他科の使用に支障のないよう、単純化した後で元に復することの可能な改修を基本におき、どこまで単純化が可能かその展望を含めて検討した。従来より当教室ばかりでなく歯内療法学、歯周病学、予防歯科学など、多くの教室で使用されてきた小貫のマネキンが幾つかの問題点を抱えながらも長い間使用されてきたのは、比較的安価に手に入れられることや、その頑丈さが扱いになれていない基礎学習を学ぶ学生の教育では壊れにくいという利点につながった。しかし今日の臨床実習の現状からみてシュミレーション教育の重要さが広く認識されてきており、それにともなって様々な教育法やそれらのための顎模型、マネキンをはじめとする多くの器材が開発されてきた。しかしそれらを実際に活用するには多額の費用を必要とするので、シュミレーション教育を充実したものにするのに、現在あるもので改良可能なところから着手した。今回の研究は小貫のマネキンを能率よく活用するために、磁石を用いて顎模型の着脱を行なう方法を考案したところ、先に報告したようにネジ止め固定に代えて、マネキンの上下顎に磁石を埋め込み数度の改良の結果、マネキンの上下顎の磁石と顎模型に鉄板を付けることで比較的良い結果が得られ、一部は製品として市販される段階にきている。今後は口唇部、頬粘膜のかわりとなるマネキンゴムにはいまだ問題点が多くみられる。強度、厚み、感触等を実際の患者と比べるとかなり異なったものになっているので、よりシュミレートしたものとするために、各社が現在用いている製品の検討に加えて、新たな材料、器材の開発を試みる予定である。基礎学習に用いているマネキン(小貫社製)について、磁力を利用することで顎模型の着脱操作の効率向上を試み、その改良点について第4回、第5回のDSTS研究会において報告した。

しかし、試作5号で突起設定位置の変更や突起部の長さを短くし、鉄板を厚くすることで、着脱による鉄板の変形を防止出来ると考えたが、ねじ付人工歯の着脱のためにあけたばてい形の穴による鉄板の脆弱化は予想以上に大きく、さらに模型前面に浮き上がり防止用のフックを設け、顎模型の位置の調整用に鉄板を置いた。磁力を利用したマネキンの使用の現状基礎学習(保存修復学)で、短期間ではあるが改良した顎模型を実際に学生に使用させ、アンケート方式で着脱のスムーズさ、強さ、形成・印象での安定性等について調査したところ、概ね良好な結果を得た。しかし突起設定位置や頬粘膜部、水受けについて問題点が挙げられた。水受けはマネキン全体から受ける形のものを試作し、頬粘膜部は使用される材質、形によって強度、弾力、使用感が変わってくるので価値の点も含めて現在検討中である。ファントムPCTに対する応用今後ファントムPCTやSATVファントムが基礎学習、臨床予備実習共用のマネキンとして使用される可能性が大いにあるが、操作が複雑なことや高価なこともあって、基礎実習用にはもう少し単純化したマネキンが適当かと考えている。第4回の研究会で磁石を用いたアァントム顎模型の着脱法について簡単に述べたが、その際にその方法の持つ欠点についても指摘した。そこで今回、基本的には前回行なった固定ねじ等を使用不可能な状態にするような改修を避け、他科の使用に支障のないよう、単純化した後て元に復することの可能な改修を基本におき、どこまで単純化が可能かその展望を含めて検討した。
極低温原子分子の超高速コヒーレント制御

本研究は、超短レーザーパルスを用いた極低温原子の光会合を利用して極低温分子を実現するために、我々がこれまでに開発してきた分子振動波束の精密観測制御手法(Science2006 ; PRL2009 ; PRL2006 ; PRL2003 ; PRA2007)と、適応学習制御システムによって駆動するパルスシェーパーを組み合わせる新たな方法論を開発することを目的としている。21年度までに、波長可変フェムト秒超短パルスレーザー、Rb原子の磁気光学トラップ(MOT)、およびRb2分子のレーザーイオン化検出を組み合わせた装置を開発し、これを用いて、狭帯域レーザーによる電子励起状態のRb_2分子の生成をMOTからの蛍光強度の現象(トラップロス)によって確認した。さらに、自発発光によって電子基底状態に生成したRb2分子を、イオン化によって確認している。22年度は、整形したフェムト秒レーザーパルスによる電子励起状態のRb_2分子の生成をイオン化によって確認するとともに、生成したRb_2分子と整形したフェムト秒レーザーパルスとの間の過渡的なコヒーレント相互作用を制御することに成功した。さらに、このRb_2分子の振動波動関数を、非共鳴の高強度赤外フェムト秒パルスによって書換え、電子基底状態への遷移確率を増大させることを試みたが、まだ成功していない。今後も引き続き本研究課題で開発した研究手法を用いて、電子基底状態の極低温Rb_2分子の生成を目指した研究を継続する予定である。本研究は、超短レーザーパルスを用いた極低温原子の光会合を利用して極低温分子を実現するために、我々がこれまでに開発してきた分子振動波束の精密観測制御手法(Science2006;PRL2009;PRL2006;PRL2003;PRA2007)と、適応学習制御システムによって駆動するパルスシェーパーを組み合わせる新たな方法論を開発することを目的としている。具体的には、Rb原子の磁気光学トラップ(MOT)に整形パルスを照射することによって電子基底状態に生成したRb_2分子波束(ターゲット波束)を、FT限界パルスによって生成した参照波束と干渉させ、ターゲット波束を構成する各振動固有状態の振幅と位相をホログラフィックに読み出す。この振幅位相情報をフィードバックして適応学習制御を実行するための方法論を開発する。これまでに、波長可変フェムト秒超短パルスレーザーとRb原子のMOTを組み合わせた蛍光観測装置を完成させている。20年度は、より高感度のイオン化検出や光電子検出を可能にする為に、更なる装置開発を行い、これをほぼ完成させた。間もなく試運転を開始する。21年度は、この装置を試運転し動作確認を行うとともに、光会合によるRb_2分子の生成を試みた。これまでに、電子励起状態のRb_2分子の生成をMOTからの蛍光強度の現象(トラップロス)によって確認した。さらに、自発発光によって電子基底状態に生成したRb_2分子を、イオン化によって確認した。
ドイツ金融構造における貯蓄金庫・公的金融機関の意義に関する史的研究

3年間の研究を通じて、第一次大戦から1930年代前半にいたる貯蓄金庫と振替銀行の展開およびドイツ金融構造におけるその意義について分析し、そこから次のことを明らかにした。第一に、貯蓄銀行は歴史的に自治体によって設立された公的機関であり、それはとくに預金に対する公的保証や自治体信用に現れていた。1908年の小切手法を起点をして貯蓄金庫の業務拡大過程が1920年代初頭に達成されると、自治体単位の業務は州ないし邦の単位でネットワーク化され、1924年の中央組織結成によって全国的中央集権的資金網(貯蓄銀行組織)が形成された。通貨安定後、信用銀行との競争がしだいに顕著になるが、1931年金融恐慌において貯蓄銀行組織は自治体貸付が凍結することによって流動性危機に陥り、預金を大幅に縮小した。しかしこれを契機に、貯蓄銀行組織は自治体から独立した金融機関として制度化され(1934年金融制度法による統一的な銀行規制)、信用銀行に先立っていち早く恐慌の影響から脱した。第二に、こうした発展を示した貯蓄銀行はドイツの金融構造のなかで独自な位置と意義を占めた。通貨安定後、国内資金を貯蓄預金として収集し、それを抵当信用と自治体信用を通じて主に住宅建設へと供給し、さらに振替銀行を通じて大都市の投資的活動に供給した。また信用銀行があまり積極的ではなかった中小企業向け信用も行った。31年恐慌において貯蓄銀行組織と自治体との資金関係が破綻すると、貯蓄銀行は自治体信用を禁止されて、のちにその資金はライヒ国債へと向かうことになった。それは特殊手形を媒介としつつ、国内の貯蓄資金を自治体ではなく国家が直接吸収する水路を形成する試みであり、ナチスはその資金を当初は雇用創出へ、そしてしだいに軍需産業へと供給することになった。貯蓄銀行はナチス金融体制の重要な手段としてしだいに組み込まれることになったのである。このメカニズム解明は、次の研究課題としたい。本研究の目的と計画にしたがって、今年度はとくにワイマール期の貯蓄銀行・公的金融機関に関して国内とドイツにおいて資料を収集・検討し、その結果、次のような論点を明らかにした。1.ドイツ「貯蓄金庫」は1908年のライヒ小切手法によって「銀行」業務を営むにいたり、第一次大戦期には戦時公債を引き受けて戦費調達に大きな役割を果たした。しかし、戦後インフレ過程における債権価値下落と銀行からの預金逃避によって、資産は大きく減少した。2.本来「貯蓄銀行」は設置者である個別自治体の範囲内で営業していたが、第一次大戦期に州ないし邦のレベルで個別貯蓄銀行の振替業務を決済する振替銀行(公的金融機関)が設置されたことによって、貯蓄銀行の資金が広範囲に流通・運用されることになった。3.貯蓄銀行と振替銀行は、1924年の通貨安定後、全国組織(DSGV)を結成して業務体制を整備し、おもに中下層部分の国内貯蓄資金を吸収して、これらを住宅建設とその他の自治体活動に注入した。また振替銀行は新たに自治体債券発行を引き受けてやはり国内資金を吸引し、こうして両公的金融機関に吸収された国内資金は1931年までにきわめて大きな額に達した。4.「相対的安定期」に公的金融機関と民間信用銀行は、貯蓄預金獲得と中小企業金融の領域で業務「分業」の垣根をしだいに払いつつ競争関係を強めた。こうして公的金融機関は私的資本主義的経済関係に足を踏み入れたにもかかわらず、それは法的金融規制を受けなかったため、恐慌期の1931年には内的矛盾を露呈することになった。

以上の論点は、昨年10月の「社会経済史学会近畿部会」、12月の「ドイツ資本主義研究会」において研究発表し、関連研究者から多数のアドバイスを受けた。それらを参考にしつつ、さらに検討を加えて、今年度の成果を論文としてまとめ公開した。本年度において特に重点とした研究テーマは、自治体による預金保証という絶対安全性を備えていたドイツの貯蓄銀行・振替銀行が1931年銀行危機においてなぜ支払不能に陥ったかに関する問題であり、このテーマをとくに貯蓄銀行における流動性問題と捉えて分析した。その場合、分析領域は第一に貯蓄預金の信用構造における証券信用、第二にそこでの自治体信用、そして第三に貯蓄銀行中央組織である振替銀行にわたった。貯蓄銀行の証券運用では、そもそも安全性確保が目的であったが、実際には保有証券を担保としたロンバードクレディットがライヒスバンクの金融政策のために貯蓄銀行に認められず、それがまず貯蓄銀行の流動性を危うくした。第二の問題の中心にはワイマール期における自治体活動の活発化とそれにともなう資金需要の高まりがあった。この資金需要は、一方で外国から、他方で貯蓄銀行から調達され充足された。しかし1920年代末になると失業者の増加によって自治体財政は急速に悪化し、30年代初頭には返済不能の事態を招くことになった。こうした貯蓄銀行と自治体との資金関係を増幅したのが、振替銀行であった。そもそも振替銀行の目的の一つは貯蓄銀行の安全性確保のためであったが、そのための預け金すら自治体へ貸し付けられていたのであった。こうして1931年銀行危機における貯蓄銀行・振替銀行の危機は、当時におけるライヒないしプロイセン政府とライヒスバンクの金融政策、自治体活動とその財政状態、またライヒ・州・自治体間の財政調整問題のなかで生じたのであった。こうした研究内容は、平成14年7月27日における戦時経済研究会において一部報告し、ドイツ経済史、日本経済史、フランス金融史、アメリカ金融史の各研究者からアドバイスを得て、その後の成果を加えて年度末に発刊された雑誌論文において公表した。研究計画最終年度にあたる今年度は、全体総括を念頭におきながら次の3つの小テーマに併行して取り組んだ。第一に1931年金融恐慌後における貯蓄銀行の回復過程、第二に1934年ライヒ信用制度法の内容と成立の背景、第三に自治体債務の整理と財政再建である。これらのテーマについて、金融機関、自治体信用、資本市場の三領域を分析しつつ、さらに政治体制と金融・経済政策および当時の国際経済関係の全体的枠組みのなかで、以下のとおり分析を進めた。1.貯蓄銀行は1931年の金融恐慌において民間銀行と同様に「取り付け」にあい、流動性準備不足のために支払停止の事態に陥った。その後預金は漸次的に減少したが、33年10月から反転して増加した。これに先立って33年1月に政権を掌握したナチスの銀行政策は貯蓄銀行に親和的な立場をとり、その後急速に貯蓄銀行はバランスシートを改善した。2.再度の金融的混乱を防ぐために、33年ナチス政府は立法を目指して銀行調査に乗り出した。この時期の金融政策は、地方銀行を基軸とする考えと大銀行を重視する路線とが対立していた。結局後者がH.シャハトを再度中央総裁に据えることで優位を確保し、34年12月ライヒ信用制度法を制定した。これによって貯蓄銀行は統一的な銀行監督のもとにおかれた。
震源・地盤・構造物総合系の観点からの都市震害予測と制御に関する研究

(1)震源・地盤・構造物総合系の地震応答予測南関東地震,東海地震,濃尾地震,山崎断層地震などを対象として,震源モデルと波動伝播理論に基づく地震動予測モデルを作成し,幾つかの免震構造物,高層建物の応答予測を行った.その結果,震源断層と観測点との幾何学的関係-震源距離,断層面上のアスペリティのサイズや分布,破壊伝播方向と観測点の位置関係-と観測点近傍の地盤構成が,地震動特性,そして構造物の応答性状に大きな影響を及ぼすことが明らかにされた.さらに,アスペリティのサイズやディレクティビティ効果と地盤増幅の相乗効果により,地震動特性に対応して構造物の終局状態における様態が変化し,要求される耐震性能が異なってくる可能性があることが示された.(2)不整形地盤内の波動伝播の解明一般座標系による3次元不整形地盤の新しい地震応答解析法を開発し,その有効性を検証した.更に,種々の応答解析を実施して,入射波の種別,不整形地盤の形状と応答性状の関係について系統的検討を行った.その結果,不整形地盤の形状と内部生成表面波の関係,実体波と表面波の干渉パターン,不整形地盤の固有振動と内部生成表面波の関係等,2次元,3次元不整形地盤における波動伝播・増幅の基本機構を明らかにした.(3)都市域での震害予測と制御大阪市域における地震動予測モデルを対象として,建築構造物の統計的2次モーメント応答に基づく地震信頼性解析を実施し,大阪市域の「地震信頼性マップ」を作成した.また,兵庫県南部地震を対象として,観測地震動より確率論的入力地震動を作成し,S造,RC造建物の地震信頼性解析を実施した.そして,解析的に得られた地震信頼性と対応する実被害を比較した結果,両者には有意な相関が認められた.(1)震源・地盤・構造物総合系の地震応答予測南関東地震,東海地震,濃尾地震,山崎断層地震などを対象として,震源モデルと波動伝播理論に基づく地震動予測モデルを作成し,幾つかの免震構造物,高層建物の応答予測を行った.その結果,震源断層と観測点との幾何学的関係-震源距離,断層面上のアスペリティのサイズや分布,破壊伝播方向と観測点の位置関係-と観測点近傍の地盤構成が,地震動特性,そして構造物の応答性状に大きな影響を及ぼすことが明らかにされた.さらに,アスペリティのサイズやディレクティビティ効果と地盤増幅の相乗効果により,地震動特性に対応して構造物の終局状態における様態が変化し,要求される耐震性能が異なってくる可能性があることが示された.(2)不整形地盤内の波動伝播の解明一般座標系による3次元不整形地盤の新しい地震応答解析法を開発し,その有効性を検証した.更に,種々の応答解析を実施して,入射波の種別,不整形地盤の形状と応答性状の関係について系統的検討を行った.その結果,不整形地盤の形状と内部生成表面波の関係,実体波と表面波の干渉パターン,不整形地盤の固有振動と内部生成表面波の関係等,2次元,3次元不整形地盤における波動伝播・増幅の基本機構を明らかにした.(3)都市域での震害予測と制御大阪市域における地震動予測モデルを対象として,建築構造物の統計的2次モーメント応答に基づく地震信頼性解析を実施し,大阪市域の「地震信頼性マップ」を作成した.また,兵庫県南部地震を対象として,観測地震動より確率論的入力地震動を作成し,S造,RC造建物の地震信頼性解析を実施した.そして,解析的に得られた地震信頼性と対応する実被害を比較した結果,両者には有意な相関が認められた.平成12年度の研究計画に従って、次の様な研究成果が得られた。(1)震源・地盤・構造物総合系の地震応答予測:(a)地震動予測モデル作成:関東地震、東海地震、濃尾地震が発生したと考えられる断層を対象とした。詳細な地盤調査が行なわれている地点の選定し、その地盤特性を反映させて、震源から地震基盤までをランダム地盤で置換し、その上に稍深い地層と浅い地層から成る多層地盤モデルを作成した。この地盤モデルと断層の破壊過程を模擬した震源モデルを用いて、波動伝播理論に基づき地震動予測モデルを作成した。(b)震源・地盤・構造物総合系の地震応答解析:この地震動予測モデルに基づき、マグニチュード、断層の大きさ、断層面上の破壊パターン、破壊の伝播方向、アスペリティの分布、又断層面と構造物との相対的位置関係、地盤特性等の物理的要因の変動に対する地震動群を構成し、幾つかの高層建築物、免震構造物の応答予測を行った。(2)都市域での震害予測と制御:(a)1999年台湾集集地震で震源断層近傍で観測された複数の地震記録を基に非定常ランダム地震入力モデルを作成し、構造物の非定常非線形応答を行い、断層近傍の地震動特性と構造物の耐力スペクトルとの関係について考察した。(b)大地震時の構造物の耐震安全性の確保と居住性の改善の観点から、強震時の構造物を無被害に留め、かつ大地震時の構造物の損傷を修復可能な程度に留めるPoly-linear型履歴ダンパーの最適剛性分布をランダム地震応答解析に基き推定し、その有効性を兵庫県南部地震の応答解析により検証した。