hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
溶融塩電析法による高耐酸化性Nb表面の創製

AlF_3を添加した塩では,-1.3V付近からカソード電流の上昇が認められた.この場合,AlF_3の添加量の増加とともに分極電位の低下に伴うカソード電流の上昇が大きくなった.したがって,AlF_3を添加した浴中では,-1.3V以下の電位域においてAlF_3が関与したカソード還元反応が起こっているものと考えられる.したがって,-1.3-1.6VでAlの電析を行った.その結果,電着したAlの質量は,分極電位の低下に伴うカソード電気量の増加とともに増加し,電着反応の電流効率は8090%と高かった.電析後の試料表面には,半球状のAlが分散し,このAl層と下地Nb界面に層状の合金相が形成された.合金相はNbAl_3であり,これは基板Nbを均一に被覆し,基板Nbとの密着性は良好であった.NbAl_3層を被覆したNb試料ならびにこれを被覆していないNb試料を大気中,1273Kで酸化した時の酸化増量曲線を測定した.その結果,被覆していないNb試料に比べ被覆したNb試料の酸化増量は極めて小さく,NbAl_3層を表面層として形成することにより耐酸化性が著しく向上したことがわかった.酸化後の試料断面を観察した結果,NbAl_3層を被覆していないNb試料では,生成スケールは約440μmと厚かった.一方,アルミナイド層を被覆した試料では,厚さ1μm程度の薄いスケールの形成が認められた.この生成スケールの違いは,アルミナイド層被覆試料と未被覆試料の酸化増量の違いに対応していた.酸化後の試料のX線回折の結果より,未処理材においてはNb_2O_5の回折ピークが認められ,形成した酸化物はNb_2O_5であることがわかった.一方,電析処理を施した試料では,NbAl_3,Nbのピークの他にα-Al_2O_3のピークが観察された.したがって,形成された酸化物はAl_2O_3であることが確認され,このAl_2O_3の形成により耐酸化性が著しく改善した.さらに耐酸化性を向上するために金属Nb上にNi-Al金属間化合物を電析法によりコーティングした.その結果,100時間の酸化実験でも加速的な酸化を示さず,表面には薄いAl_2O_3が形成し,さらに耐酸化性は著しく改善した.
培養細胞で“真”の廃用性筋萎縮モデルは作れるか？-理学療法研究への応用に向けて-

生体内の骨格筋は、毎日の活動からの負荷の存在下でタンパク質合成と分解のバランスを保つことによって、そのサイズを保持する。一方、筋収縮活性の持続的な低下は、不活性誘導性筋萎縮をもたらす。我々は、筋萎縮の詳細なメカニズムに対処するために、インビトロで不活性誘導筋萎縮モデルを作製した。本研究では、電気刺激で筋幹細胞の収縮活性を増強し、増強の停止が筋管細胞における萎縮を誘導するかどうかを調べた。その結果、2日間の電気刺激による収縮活動は、筋管細胞の直径を有意に増加させた。そして、その後2日間の活動停止は筋管細胞直径が減少を引き起こした。廃用性筋萎縮に効果的な理学療法を解明するには、培養細胞を用いた廃用性筋萎縮モデルが不可欠である。薬物投与による培養筋萎縮モデルの報告はあるが、シグナルの一部を止めただけのモデルである。複数の蛋白質分解・合成機構が絡む廃用性筋萎縮のモデルとして不適格である。そこで本研究の目的は、臨床を模擬し、運動の脱負荷による培養筋萎縮モデルを作製することである。また、本モデルが、ヒトや動物で起こる“真"の廃用性筋萎縮モデルとして適格かどうかを検証する。平成25年度は、電気刺激下で2日間培養した筋管細胞を、電気刺激停止により脱負荷状態に切り替えて2日間培養し、筋管細胞横径の変化を検証した。対象は、トリ胸筋から作製した初代筋管細胞(トリ筋管細胞)およびマウスの筋サテライト細胞から作成した初代筋管細胞(マウス筋管細胞)を用いた。その結果、電気刺激を与えないで培養するよりも電気刺激を与えた状態で培養した方の筋管細胞横径が太いこと、電気刺激停止2日後には有意な筋管細胞横径の減少が起こることを両細胞において確認できた。ただ、トリ筋管細胞とマウス筋管細胞に同一強度の電気刺激を与えたところ、マウス筋管細胞では基質から剥離した。よって、マウス筋管細胞ではトリ筋管細胞よりも弱い刺激下での培養しかできなかった。これが理由で、電気刺激による非刺激群に比べたマウス筋管細胞横径の増加および減少の変化率は10%であり、トリ筋管細胞における変化率(30%)に比べて小さかった。この根本的な原因には、マウス筋管細胞作製時のみに用いる細胞外基質(マトリゲル)の強度、電気刺激の頻度等が原因である可能性と考えられた。今後の生化学的実験のためにも、より変化率の大きなマウス筋管細胞によるモデルの作製が必要であり、今後の検討課題である。本研究の目的は,収縮活動とその後の不活動状態を模擬した培養筋萎縮モデルを作製することである.平成25年度はまず,トリ胸筋から作製した初代筋管細胞(トリ筋管細胞)およびマウスの筋サテライト細胞から作成した初代筋管細胞(マウス筋管細胞)を用いて,萎縮モデルの作製を試みた.その結果,トリ筋管細胞においてはおおむね筋管細胞の横径が減少するモデルが完成した.平成26年度は本モデルを用い,ミトコンドリア量と相関があるATP5a量を調べたところ,2日間の収縮活動によってCon群よりも有意に大きい値を示した.その後,2日間の不活動状態によってCon群と有意差がみられなくなることが判明した.また,収縮活動によるROSや損傷タンパク質の変化と不活動状態による変化とを検証した.その結果,ROSによるタンパク質損傷の指標であるカルボニル化タンパク質は,2日間の収縮活動により有意に大きな値を示し,その後収縮活動を停止し不活動状態で2日間培養を継続するとES群より有意に小さな値を示すことが判明した.酸化ストレスによって誘導され,タンパク質の凝集体を認識しオートファジーでの分解を介助するp62は,収縮活動群においてのみ斑点状の凝集が認められ,Con群や収縮活動哺不活動状態の群と比べ有意に大きな値を示した.主にプロテアソームによって分解されるタンパク質に付加されるK48ユビキチン鎖は,収縮活動群でCon群と比べ有意に大きな値を示し,その後の不活動状態により収縮活動群よりも有意に小さな値を示した.本研究の目的は,収縮活動とその後の不活動状態を模擬する培養系筋萎縮モデルを作成することである.これまで,トリ筋管細胞に電気刺激を与え筋管細胞の横径が太くなり,電気刺激を止めると減少するモデルが完成した.そして,収縮活動時のROSやユビキチンプロテアゾーム系の活性に変化を確認した.これらの成果を統合して再度検証したところ,我々の行った電気刺激による筋管横径の増加は,蛋白質の合成に加え蛋白質の分解に関わる応答が非常に高くなることが判明し,我々の仮説とは異なる結果であった.電子顕微鏡像では,正常な筋管細胞には認められないオートファゴソームやオートマイトゾーム様の構造が多く観察された.一方,収縮活動を停止させると2日後には蛋白質の分解が優位になり,筋管細胞は細くなっており,in vivoのモデルと同様の現象が認められた.一方,収縮活動を停止して数時間後における合成や分解の現象を確認したところ,タンパク質の合成が活性化して,分解が抑制される時期があることを想定できる現象が認められた.我々の実施した収縮活動モデルは,過剰な負荷の状態を模擬しているのではないか,また収縮活動の停止は過負荷状態からの休憩を意味しているのではないかという新たな仮説が出現した.通常運動を行っている状況と考えて我々が作製していたモデルは,実は刺激は過負荷状態を模擬している可能性が出てきた.また,収縮活動の停止は,廃用性のモデルというよりも,過負荷状態からの休憩を模擬している可能性が出てきた.

本件は,筋力向上のための運動に必要と考えているインターバルのメカニズムを明らかにするために重要である.そこで,これまであまり着目されていない,収縮活動停止直後数時間以内の蛋白質の合成や分解に関わるシグナルに関して調査する必要が出てきてしまった.結果的に当初の目的に関しては後れを取っているものの,新しいモデルの可能性が出現した.本研究の目的は、収縮活動とその後の不活動状態を模擬する培養系筋萎縮モデルを作成することである。これまで、トリ筋幹細胞に電気刺激を与えると筋管細胞の横径が太くなり、電気刺激を止めると細くなるモデルが完成した。しかしながら、我々の行った電気刺激による筋管横径の増加は、蛋白質の合成に加えて蛋白質の分解に関わる応答が非常に高くなることと、正常な筋幹細胞には認められない構造が多数観察されることが判明した。一方、収縮活動を停止して数時間後における合成や分解の現象を確認したところ、タンパク質の合成が活性化して、分解が抑制される時期があることが分かった。即ち、通常運動を行っている状況と考えて我々が作製していたモデルは、実は刺激は過負荷状態を模擬している可能性が出てきた。また、収縮活動の停止は、廃用性のモデルというよりも、過負荷状態からの休憩を模擬していると考えられた。よって、今回の作製されたモデルは、筋力向上のための運動に必要と考えられている休息のメカニズムを明らかにするためモデルとして重要な地位を占める可能性が高くなってきた。今後は、さらに収縮運動休止直後の分子動態の解析が必要であると考えられる。一方で、理学療法において、廃用性萎縮モデルの作製も重要である。今後は収縮強度や頻度をもっとマイルドなものに変えながら、本来の運動状態を模擬するモデルを作製し、真の萎縮モデル作製へ向けた取り組みが必要であると考える。生体内の骨格筋は、毎日の活動からの負荷の存在下でタンパク質合成と分解のバランスを保つことによって、そのサイズを保持する。一方、筋収縮活性の持続的な低下は、不活性誘導性筋萎縮をもたらす。我々は、筋萎縮の詳細なメカニズムに対処するために、インビトロで不活性誘導筋萎縮モデルを作製した。本研究では、電気刺激で筋幹細胞の収縮活性を増強し、増強の停止が筋管細胞における萎縮を誘導するかどうかを調べた。その結果、2日間の電気刺激による収縮活動は、筋管細胞の直径を有意に増加させた。そして、その後2日間の活動停止は筋管細胞直径が減少を引き起こした。平成25年度作製したモデルを用いて,収縮活動とその後の不活動時における細胞内情報伝達に重要なミトコンドリアやROS,ユビキチンプロテアゾーム系のシグナル情報が明らかになったこと.収縮活動停止直後数時間以内の蛋白質の合成や分解に関わるシグナルに関して集中的に検証を行い,これまであまり着目されていない,過負荷トレーニング後休憩のメカニズムの一端を解明するとともに,本モデルがそのモデルとして有効かどうかを検証することとする.理学療法学平成27年度は,平成26年度に引き続き培養系モデルで,生体内で起こる生化学的現象と同様の現象が起こるかどうかを調べる.
ホームレス男女の生成過程、社会関係についてのジェンダー分析と自立支援

現在大きな問題となってきている貧困や格差の象徴とされるホームレスは、ほとんどが単身の男性であるという大きなジェンダー的特徴がある。「自由でもなく強制でもなく」では、例外的な存在である女性ホームレスをとりあげ、福祉政策のあり方について論じている。女性の貧困者への対応は売春防止法を中心に構成されてきたた歴史があるため、まずは売春をめぐる人権派と権利派という主要な二つの言説について検討している。そして、売春をしている女性ホームレスが野宿生活を脱却するまでの過程を追いながら、そのどちらの言説も女性ホームレスに対応するには不十分であることを明らかにし、望ましい支援のあり方について考察している。「廃品回収というなりわい」では、ホームレスの自立について検討している。ホームレスは怠け者だという社会一般の見方とは異なり、多くのホームレスは働いている。その中でももっとも従事者の多いのが廃品回収業であり、本論では仕事の詳細と生活実態を明らかにしている。しかし従来の研究でしばしば行われてきた、ホームレスは誰の世話にもならず自立しているという主張は、人が他者に配慮したり責任を感じるという人間関係の中で生きているという生活実態を捨象してしまう。「自立の陰で」では、こうした自立観を問題にしてきたケアの倫理論を参照しながら、従来の研究におけるホームレスの自立観と、それを前提にしてつくられてきたホームレス自立支援法の問題について論じている。近年日本の大都市ではホームレスが増加している。このホームレスには、そのほとんどが単身男性であるという大きな特徴がある。そのためこれまでの研究では、女性ホームレスの存在が見落とされてきた。『京都社会学年報』所収の論文では、日本の女性ホームレスをとりまく状況について全体的に把握することを目的とした。日本では路上における女性の割合は3%にすぎないが、北米では3割程度である。その要因について、日本では男女の経済的格差が大きい結果、女性世帯の数自体が欧米と比べて少なく、貧困の女性化が顕在化していないという点と、福祉制度が男女で異なり、女性不安定居住者の場合には利用できる福祉制度が男性よりも多様であるということの2点から説明した。そして北米の女性ホームレスに関する研究を参照しながら、今後どのような研究が日本で行われる必要があるかを考察した。『住総研研究年報』所収の論文では、不安定居住状態にある女性が、どのような福祉制度を利用しどのような支援を受けて安定居住に至るのかについて、東京都を事例に、公的機関と施設、当事者の女性たちに対して行った聞き取り調査の結果から考察した。女性の場合には男性の不安定居住層と異なり、低所得者、ホームレスを対象とした施策に加えて、母子、DV被害者、売春に関わる恐れのある女性を対象とした制度が複雑に組み合わさって不安定居住状態にある女性に対応しており、それぞれの制度の適用基準はかなり恣意的なものであり、さまざまな問題点があることが明らかになった。90年代以降、日本の大都市でもホームレスの姿が目立つようになってきている。最近では、都市における公共空間の占有をめぐる排除の動きが加速化してきている。こうした状況を踏まえ、日本よりもジェントリフィケーションが先行するニューヨークの都市と公共性について行われたインタビューを訳出した(「公共性のために」)。日本のホームレスについては、欧米の都市とは人口構成が大きく異なっており、その多くが高齢の男性で占められている。こうしたジェンダー的特徴について、それを生み出す日本の社会福祉制度の整理を行い、共同報告("The Status of Self-Reliance and Housing Support for Homeless Women in Tokyo"、The Asia-Pacific Network for Housing Research、於:神戸大学、2005年9月8日)を行った。こうした福祉制度には一定の自立観が内包されている。こうした視点から制度とそれをめぐる研究を整理し報告を行ったのが「社会福祉からの排除と女性の自己決定」である(日本社会学会、於・法政大学、2005年10月24日)。これらを踏まえたホームレスの自立支援のあり方については、「ホームレスの人々の生活再建における中間居住施設の役割と安定居住の課題」(日本福祉のまちづくり学会、於・千葉ホール、2005年8月25日)で共同報告を行った。女性ホームレスへのインタビューと生活実態の調査も以前から継続して行っているが、こうした調査に基づき、既存の男性を中心とするホームレス研究がなぜ女性を見落としてしまったのかを理論的に検討し、既存の研究の中にジェンダー的視角を位置づけることをめざしたものが、「野宿者の抵抗と主体性」である。「数々の脱出をつなぎあわせて」では、この成果の一部を発展させ、マルチチュードをめぐる議論の中に位置づけた。

しかし従来の研究でしばしば行われてきた、ホームレスは誰の世話にもならず自立しているという主張は、人が他者に配慮したり責任を感じるという人間関係の中で生きているという生活実態を捨象してしまう。「自立の陰で」では、こうした自立観を問題にしてきたケアの倫理論を参照しながら、従来の研究におけるホームレスの自立観と、それを前提にしてつくられてきたホームレス自立支援法の問題について論じている。
音声波形解析による摂食・嚥下障害発症の予知技術確立に関する研究

摂食・嚥下障害を音声解析によって診断し予知するための音声マーカーの探索を行った。音声録音条件、音声解析ソフトの選定、解析パラメーターの選定、解析に影響するさまざまな因子を排除もしくは最小化するための検討、解析のための発語「ワード」の選定を行い、実験条件を設定した。探索は、1嚥下障害を瞬時改善する施術法を施す前と後での解析、2性別・年齢別解析、3各種コーパスを使用した性別・年齢別解析、について実施した。結果として、スペクトログラム濃淡の個人差を標準化するための技術開発、および、複雑な模様として出現するスペクトログラムの部分的減衰を数値として捉えるための技術開発が必須であることが分かった。本研究は、摂食・嚥下に関わる咽頭部位が構音に関わる部位と同一領域であることに着目して、摂食・嚥下障害を音声解析で予知しようとすることを目的としている。本研究の成否は、健常者には無く、摂食・嚥下障害者にのみに存在する「音声マーカー」をいかにして見つけ出すかにある。これまで、摂食・嚥下障害者を一時的に緩和することができるアイス・マッサージとK-ポイントマッサージを同時に施術するその前後において、高齢者を対象にして解析に用いる発語を探し出すことに成功した。現在、「音声マーカー」を発症者や発症予備軍の者から録った声から、正確に診断を行うための音声解析技術を確立しようとしている。具体的には、次のような事項について検討を進めている。1.解析パラメーターの選定:さまざまの音声学的なパラメーターの中から、声紋分析で得られたスペクトログラムを観察することで、嚥下障害者特有の「音声マーカー」の候補を見出した。2.解析方法の確立:(1)多くの音声パラメーターの中で、声紋(広帯域・狭帯域のスペクトログラム)が最もよく摂食・嚥下障害を示唆することが判った。(2)スペクトログラムを観るための多くの解析ソフトが市販されているが、ソフト間において「音声マーカー」の現れ方が異なっていた。研究目的に見合ったソフトを選定することで、解析精度が上がることが判った。(3)音声学の解析手法に、音響学分野で開発された調音ソフトを併用して、診断精度を上げることを試みており、いくつかの候補となるソフトを選定している。3.研究用音声の収集(上述の研究に用いるための、健常者と摂食・嚥下障害者の比較研究用音声を、年齢別、男女別、地域別に採取しコーパスを作成すること)本研究は、摂食・嚥下に関わる咽頭部位が構音に関わる部位と同一領域であることに着目して、摂食・嚥下障害を音声解析で予知しようとすることを目的としている。これまで、摂食・嚥下障害者を一時的に緩和することができるアイス・マッサージとK-ポイントマッサージを同時に施術するその前後において、高齢者を対象にして解析に用いる発語候補を探し出した。今年度は、嚥下困難の初期症状を呈している179歳女性、259歳男性について、これまで確立した手法の成否を確認するための予備実験を行った(学会・学術誌などでの公表を予定していないので倫理審査を受審していない)。結果として、嚥下障害を示す音声マーカーを明確に突き止めることが出来なかった。そこで、あらためて、音声マーカー候補を以下の手法によって再検索した。1.嚥下障害改善ワード(嚥下障害改善のためにボイストレーニングに実際に用いられているワード)「パ」「タ」「カ」「ラ」が加齢に伴う変化を示すかどうかを観るために、3世代(20代、50代、70代以降)・男女・複数の被験者(健常人)で音声解析を実施した。尚、ここで行った実験は、実験手法を確立するための予備実験であり、学会・学術誌などでの公表を予定していないので、倫理審査を受審していない。本予備実験の結果として、新たな候補として得られた音声マーカーは、男女間差のない加齢に伴う変化を示すものであり、ネガティブコントロールワードでは差がなく、嚥下障害改善ワード「パ」「タ」「カ」「ラ」では差が観られることから有力候補であると考えられた。2.上述した実験と同じ条件下において、サンプル数を増やして検討するために、次の三つのコーパスを用いて、あらゆる発語において音声マーカーとしての可能性を詳細に検討中である。1.解析パラメーターの選定:予備実験を繰り返している途上であるが、新たな嚥下障害者特有の「音声マーカー」の候補をいくつか見出した。これまでスペクトログラム(広帯域・狭帯域)の3kHz周辺に着目していたが、10kHz以上の高周波数領域のパターンにも着目する必要性を見出した。2.解析方法の確立:(1)スペクトログラム(広帯域・狭帯域)を観るための多くの市販ソフトの中で、いくつかのソフトを組み合わせて使うことで解析精度が上がった。この検討は、現在も継続している。(2)診断精度を上げるために、録音した「声」を音響ソフトで調質・変化させた後、スペクトログラム(広帯域・狭帯域)をとることで、摂食・嚥下障害者特有の「音声マーカー」をより鮮明に見分けがつく可能性を見出した。3.研究用音声の収集条件:

(1)今回採用した次の三つのコーパスを利用することが有効であることが判った。1身体情報付き男・女・子どもの母音音声データベース(国立情報学研究所音声資源コンソーシアム発行)、2AWA長期間収録音声コーパス第1期(国立情報学研究所音声資源コンソーシアム発行)、3鶴岡調査音声データベース91-92(国立情報学研究所音声資源コンソーシアム発行)(2)摂食・嚥下障害を発症した患者から、音声を採取する実験条件は整った。20歳代、50歳代、70歳代の男女各3名(合計18名)について、摂食・嚥下障害を一時的に緩和する処置(アイスマッサージ)を行う前と後で、「ぱー、たー、かー、らー」の4種の発語、つまり114音源を、スペクトログラム(広帯域と狭帯域の双方で)と、フォルマント周波数の3側面から解析した。その結果、解析パラメーターとしてはスペクトログラムの方が優位であった。スペクトログラムについては、これまで、アイスマッサージによってフォルマントの一部が鮮明化していたが、今回初めて、薄くなるケースも観察された。そこで、フォルマントの濃淡に「変化」が出現するか否かを指標として比較検討を行うことにした。20代と比較して50代・70代で濃淡差が増加し、かつ、男女差がほとんどないことから、加齢に伴う変化を解析するにはこの解析手法は有効と考えられた。広帯域と狭帯域では、「ぱー」の発語に比べて他の3つの発語でより高頻度の差が出現したが、どちらか一方の帯域に頼らず双方の帯域を観察する必要性があった。しかしながら、濃淡差の出現頻度はいずれの発語、帯域においても約5割程度であった。この結果から、4種の発語について、そもそも加齢に従ってスペクトログラムに有意差が出てくるのかどうかをより多くの音源をもとに確認する必要が生じた。そこで、国立情報学研究所の音声資源コンソーシアムが収集した音源コーパスの中から、年齢差の解析が可能な3つのコーパス音源を用いて、740発語を比較解析した。その結果、克服すべき次の問題点が明らかとなった。ひとつは、スペクトログラムは個人の濃淡差が大きくこれを標準化する技術開発が必要であること、もうひとつは、スペクトログラムは大変複雑な紋様として出現するので、大量のデータから一定の法則を見出すには、目視ではなく数値として変化を捉えることが重要となることである。摂食・嚥下障害を音声解析によって診断し予知するための音声マーカーの探索を行った。音声録音条件、音声解析ソフトの選定、解析パラメーターの選定、解析に影響するさまざまな因子を排除もしくは最小化するための検討、解析のための発語「ワード」の選定を行い、実験条件を設定した。探索は、1嚥下障害を瞬時改善する施術法を施す前と後での解析、2性別・年齢別解析、3各種コーパスを使用した性別・年齢別解析、について実施した。結果として、スペクトログラム濃淡の個人差を標準化するための技術開発、および、複雑な模様として出現するスペクトログラムの部分的減衰を数値として捉えるための技術開発が必須であることが分かった。1.解析パラメーターの選定:予備実験の段階では完了した。スペクトログラム(広帯域・狭帯域)の特定部位(3kHz周辺、および、10kHz以上の高周波数領域)のパターンを観察することで、摂食・嚥下障害患者特有のパターンを観察できる見込みが立った。2.解析方法の確立:(1)スペクトログラム(広帯域・狭帯域)を観るための多くの市販ソフトの中で、いくつかのソフトを組み合わせて使うことで解析精度が上がった。この検討は、現在も継続している。
タイ国シャム湾沿岸のさんご礁生物群集に関する研究(第二次調査)

タイ国シャム湾湾奥部にあるシーチャン島周辺は,大きな河川が流入するため塩分濃度の年間変動が大きく透明度も低く,人間の諸活動の影響を受けやすい内湾水域である.このような環境のサンゴ礁群集の特性の解明と,その成立のメカニズムを探ることが本研究の目的である.これまで研究例が少ない内湾性サンゴ礁群集の構造的特性の解明という学術的意義の他に,その研究成果を,沖縄及び他の外洋性サンゴ礁生物群集と比較することによって,サンゴ礁生態系の総合的理解にもつながるであろう.また研究の成果は,サンゴ礁海域で今後益々進行すると思われる環境汚染に対する群集の反応を知る基礎資料となり,サンゴ礁における浅海栽培漁業の発展と,その有効な管理方策の策定の役立つ基礎的知見ともなり,現実的意義も大きいと思われる.調査地を内湾性サンゴ礁生物群集が発達しているシーチャン島周辺に設定し,数地点のサンゴ礁生物群集を重点的に調査した.調査地点は一次調査の成果を踏まえてそれぞれの調査項目毎に最も適当な場所を選定し,主として次の項目について調べた.(1)主要なサンゴ3種を選び,その個体群構造を把握する為に詳細なマッピングを行ない,多くの資料を収集すると共に,成長解析の為のマーキングによる追跡調査をスタートさせた.(2)内湾性単体サンゴの個体群構造を調べ,かつそれらのもつ特徴的な無性生殖に関する多くの知見を得た.またサンゴの裂断のメカニズムを探る為の骨格構造の解析用に多くの資料を得ることが出来,その解析に着手した.(3)ハナヤサイサンゴの群体に住む生物群集をとくに甲殻類に着目して調べ,内湾に特徴的と思われるような群集の様相を幾らか知り得たが,これは更に沖縄海域における同様な生物群集との詳細な比較研究に展開したい.(4)砂底に生息する大形底生生物の生態分布と個体群構造を解明し,野外及び室内実験によってそれらの活動が底質を攪乱する事によって砂底生物群集内で果している生態的役割の一端を解明した.(5)底層性プラントクン群集の日周活動性についての多くのサンプリングを行なったが,資料は解析中である.(6)糸状海藻群集に及ぼすウニと魚類を主体とした大形のグレイザーの役割を,野外における囲いこむ実験によって一部解明できた.またその他のグレイザーについても基礎的資料を収集した.(7)魚類群集,とくに補食性魚類の分布と食性を調べる為の資料を多数収集した.現在その処理を一部行ないつつある段階である.(8)サンゴの生殖周期を解明する為の資料を主な種について11月と2月の2シーズンについて得た.これから継続して行なわれる資料収集と組織切片の観察などによって,内湾性サンゴに関する知見が得られる予定である.(9)調査海域の環境一般の測定を行ない,海況を把握した.タイ国シャム湾湾奥部にあるシーチャン島周辺は,大きな河川が流入するため塩分濃度の年間変動が大きく透明度も低く,人間の諸活動の影響を受けやすい内湾水域である.このような環境のサンゴ礁群集の特性の解明と,その成立のメカニズムを探ることが本研究の目的である.これまで研究例が少ない内湾性サンゴ礁群集の構造的特性の解明という学術的意義の他に,その研究成果を,沖縄及び他の外洋性サンゴ礁生物群集と比較することによって,サンゴ礁生態系の総合的理解にもつながるであろう.また研究の成果は,サンゴ礁海域で今後益々進行すると思われる環境汚染に対する群集の反応を知る基礎資料となり,サンゴ礁における浅海栽培漁業の発展と,その有効な管理方策の策定の役立つ基礎的知見ともなり,現実的意義も大きいと思われる.調査地を内湾性サンゴ礁生物群集が発達しているシーチャン島周辺に設定し,数地点のサンゴ礁生物群集を重点的に調査した.調査地点は一次調査の成果を踏まえてそれぞれの調査項目毎に最も適当な場所を選定し,主として次の項目について調べた.(1)主要なサンゴ3種を選び,その個体群構造を把握する為に詳細なマッピングを行ない,多くの資料を収集すると共に,成長解析の為のマーキングによる追跡調査をスタートさせた.(2)内湾性単体サンゴの個体群構造を調べ,かつそれらのもつ特徴的な無性生殖に関する多くの知見を得た.またサンゴの裂断のメカニズムを探る為の骨格構造の解析用に多くの資料を得ることが出来,その解析に着手した.(3)ハナヤサイサンゴの群体に住む生物群集をとくに甲殻類に着目して調べ,内湾に特徴的と思われるような群集の様相を幾らか知り得たが,これは更に沖縄海域における同様な生物群集との詳細な比較研究に展開したい.(4)砂底に生息する大形底生生物の生態分布と個体群構造を解明し,野外及び室内実験によってそれらの活動が底質を攪乱する事によって砂底生物群集内で果している生態的役割の一端を解明した.(5)底層性プラントクン群集の日周活動性についての多くのサンプリングを行なったが,資料は解析中である.(6)糸状海藻群集に及ぼすウニと魚類を主体とした大形のグレイザーの役割を,野外における囲いこむ実験によって一部解明できた.またその他のグレイザーについても基礎的資料を収集した.(7)魚類群集,とくに補食性魚類の分布と食性を調べる為の資料を多数収集した.現在その処理を一部行ないつつある段階である.

(8)サンゴの生殖周期を解明する為の資料を主な種について11月と2月の2シーズンについて得た.これから継続して行なわれる資料収集と組織切片の観察などによって,内湾性サンゴに関する知見が得られる予定である.(9)調査海域の環境一般の測定を行ない,海況を把握した.
細胞極性可視化トランスジェニックマウスを用いた生体内細胞融合の解析

イノシトールリン脂質による細胞極性の可視化を個体に応用するために、イノシトールリン脂質結合ドメインを発現するトランスジェニックマウスの作製を行っている。極性可視化に用いるイノシトールリン脂質結合ドメインの持つ潜在的な毒性を考慮に入れ、発現部位と発現時期をコントロールできる、KH2 ES細胞からマウスを樹立することを試みている。目的遺伝子を保持するKH2 ES細胞をエレクトロポレーション法で作出し、選別した。サザンブロットで目的遺伝子の保持を確認し、さらにmRNA、タンパクの発現チェック及び共焦点顕微鏡による蛍光シグナルの確認も行った。イノシトールリン脂質による極性形成の可視化を個体に応用するために、イノシトールリン脂質結合ドメインを発現するトランスジェニックマウスの作製を行っている。これは目的遺伝子をDNA組換え酵素Flippaseにより、染色体の特定の遺伝子座(ColA1下流)に1コピーだけ保持させることができるものである(Hochedlinger K. et al. Cell, 2005)。さらにKH2細胞はRosa26遺伝子の下流に、抗生物質doxycyclinを投与すると活性化する転写因子(rtTA)を持っており、目的遺伝子の発現がdoxycyclinで誘導できる。このアレルをクロスアウトし、細胞系譜特異的にrtTAを発現するマウスと掛け合わせることで、発現組織を特定の細胞系譜または臓器に限定することができる。目的遺伝子を保持するKH2 ES細胞においては、サザンブロットで目的遺伝子の保持を確認し、さらにmRNA、タンパクの発現チェック及び共焦点顕微鏡による蛍光シグナルの確認も行った。このES細胞をaggregation法で桑実胚に導入し、偽妊娠マウスへ移植し、移植胚由来のマウス(キメラマウス)を得たが、ES細胞由来の目的遺伝子が生殖細胞を通じて次世代に伝えられる個体はまだ得られていない。ES細胞を別なストック由来のものに換えるなどして再度キメラマウスの産生を行っている。用いたES細胞の質に問題があると考え、別なストック由来のもの新たに購入し、再度キメラマウスの産生を行っている。イノシトールリン脂質による極性形成の可視化を個体に応用するために、イノシトールリン脂質結合ドメインを発現するトランスジェニックマウスの作製を開始した。極性可視化に用いるイノシトールリン脂質結合ドメインの持つ潜在的な毒性を考慮に入れ、発現部位と発現時期をコントロールできる、KH2 ES細胞からマウスを樹立することとした。目的遺伝子を保持するKH2 ES細胞において、mRNA、タンパクの発現チェック及び共焦点顕微鏡による蛍光シグナルの確認を行った。このES細胞をaggregation法で桑実胚に導入し、偽妊娠マウスへ移植し、移植胚由来のマウスを得たが、ES細胞由来の目的遺伝子が生殖細胞を通じて次世代に伝えられる個体はまだ得られていない。

このマウスはイノシトールリン脂質による極性の形成を、時間・細胞系譜特異的に観察できる。したがって、細胞極性が関与する様々な生体現象を、これまでとは全く違った解像度で捉えられるツールとして利用できる点で、生命科学の広い分野に波及効果があると考える。当初の計画では平成24年度中に目的マウスを得るはずであったが、まだ得られていないため。目的の遺伝子を保持したKH2 ES細胞は得られたものの、これがキメラマウスの生殖細胞とならず、次世代に伝えられる形で目的遺伝子を保持する個体が得られていない。目的遺伝子を保持することを確認したKH2 ES細胞をマウス胚盤胞期胚へ注入し、これを偽妊娠マウスに移植し、移植胚由来のマウスを得たが、目的遺伝子が生殖細胞を通じて次世代に伝えられる個体がまだ得られていないため。KH2 ES細胞はこれまでスペイン国立がんセンターから譲り受けたものを使用していたが、輸送などの影響によりES細胞としての品質に問題が起きている可能性が否定できないため、このES細胞の使用をやめて市販のKH2 ES細胞(オープンバイオシステムズ)を使用することにした。新しいKH2 ES細胞を用い、これまでと同様にマウスを得るべく研究を推進する。目的遺伝子が生殖細胞を通じて次世代に伝えられるマウス個体を得るためには、大元のKH2 ES細胞の品質がきわめて重要である。現在までに得られているKH2 ES細胞を用いて引き続きマウス個体を得る努力を続ける一方で、別のKH2 ES細胞のストックから、新たに目的遺伝子を保持するKH2 ES細胞をスクリーニングする。トランスジェニックマウス作製に必要な試薬やマウス飼育にかかる費用として、大部分を消耗品費として使用する。前年度に引き続き、実験試薬、ES細胞培養器具・試薬、マウス飼育費に使用する。
CuInS_2ナノワイヤーの配向および光学ギャップ評価法の確立

CuInS_2ナノワイヤーの化学的処理法による合成において、合成温度によりスレッドおよびベルト状ナノワイヤーとなることを明らかにした。また、ナノワイヤーの硬化を目的としたアニール実験により700°Cまでのアニール温度ではナノワイヤーが残存することがわかった。CuInS_2ナノワイヤーの光学ギャップを評価するためにフォトルミネセンスの測定を行い、バルクに比べて短波長領域でブロードな発光を観測した。分光エリプソメトリーを用いたインコヒーレントエリプソメトリー解析による偏光度を調べることにより、作製した試料の光学ギャップを明確に求める方法を確立した。しかし、我々の生成物にはナノワイヤー以外の副産物も含まれており、測定結果はナノワイヤー以外の副産物の影響も受けており、今後、ナノワイヤーの分離が重要な課題である。また、分光エリプソメトリーによるナノワイヤーの擬誘電率を初めて調べた。測定結果から求めた擬誘電関数はスレッドとベルト状ナノワイヤーの2つの試料で異なるスペクトルを示した。ベルト状ナノワイヤーの擬誘電関数はCuInS_2バルク結晶の誘電関数と類似していることがわかった。類似した化合物ナノワイヤーとして一次元構造TlInSe_2結晶の直径30-50nmのナノワイヤーおよびナノ粒子作製にも成功した。ロッド型バルク結晶における電子状態の原子軌道一次結合による解析を行った。その結果、直接ギャップのバンド端における光学遷移の選択則における知見を得た。この結果はエリプソメトリーにより求めた誘電関数やフォトルミネセンススペクトルの偏光特性をよく説明できることがわかった。また一次元構造TlInSe_2のゼーベック係数の測定を行った。200°C以下では飛躍的に増大することも見出し、最大で10^7μV/°Cであった。得られた結果は200°C以下の温度で起こるインコメンシュレート超格子構造によって議論した。さらにTlInSe_2は熱電デバイス材料として非常に有望であることがわかった。化学処理方法によって合成したCuInS_2ナノワイヤーの構造およびフォトルミネセンス法による光学的特性を調べた。300°Cで作製した生成物(試料A)は焦げ茶色をしており、一方280°Cによる生成物(試料B)は黒色であった。試料A内に存在するナノワイヤーは直径30-100nm、長さは数ミクロンである。一方、試料Bでは厚さ30-50nm、幅200-500nm、長さ数ミクロンのベルト構造を観察した。また、280°Cで合成した他の試料では厚さ30-50nm、一辺数ミクロンのプレート構造であった。生成物の色とナノ構造には強い相関関係があり、即ちナノ構造が小さくなると、試料の色が明るくなることがわかった。この関係は生成物の吸収特性を反映している。また、試料AのX線回折パターンはカルコパイライト構造をもつバルクのCuInS_2(JCPDS 27-0159)とほとんど一致した。回折ピークの広がりは生成物のナノ構造に起因している。さらに、試料Aを用いて10Kでのフォトルミネセンス測定を行い、半値幅が0.24eV、2.05eVにピークをもつブロードな発光を観測した。観測したピーク位置はバルクCuInS_2結晶のバンドギャップ1.555eVより約0.5eV大きく、このバンドギャップの広がりは、生成物のナノワイヤー構造がもたらす量子効果によると考えられる。

また、T1InSe_2結晶のナノワイヤー構造もTMHにより観測した。T1InSe_2の誘電関数はエリプソメトリーにより測定を行った。その結果から、T1InSe_2のバンドギャップおよび高エネルギー側の結合状態密度について考察している。化学処理方法によって合成したCuInS_2ナノワイヤーの構造および分光エリプソメトリー法による光学的特性を調べ新たな光学ギャップ評価法を示した。300°Cで作製した生成物(試料A)は焦げ茶色をしており、一方280°Cによる生成物(試料B)は黒色であった。試料A内に存在するナノワイヤーは直径30-100nm、長さは数ミクロンである。一方、試料Bでは厚さ30-50nm、幅200-500nm、長さ数ミクロンのベルト構造を観察した。それぞれの粉体試料をプレスしエリプソメトリー用測定試料を作製した。測定結果から求めた擬誘電関数は2つの試料で異なるスペクトルを示した。ベルト型ナノワイヤーの擬誘電関数はCuInS_2バルク結晶の誘電関数と類似していることがわかった。また、光学ギャップ評価としてインコヒーレントエリプソメトリー解析による偏光度を調べた。偏光度のスペクトルより試料が粉体であるにもかかわらずそのバンドギャップを明確に求めることができた。ナノワイヤー試料では試料A,B何れの場合も1.51eVでありバルク結晶の値とあまり差異は観測されなかった。これは粉体内に存在するバルク的な断片試料の影響によると考えられる。さらに、ナノワイヤーの硬化を目的としてアニール実験も行った。700°Cまでのアニール温度ではナノワイヤーが残存することがわかった。化合物ナノワイヤーとして一次元構造TlInSe_2結晶の直径30-50nmのナノワイヤーおよびナノ粒子作製にも成功した。ロッド型バルク結晶における電子状態の原子軌道一次結合による解析を行った。その結果、双極子近似においてT点のバンド端における光学遷移の選択則はe//cおよびe⊥c配置共に禁止かまたはe⊥c配置ではT_2とT_<10>間の許容であることがわかった。またTlInSe_2のゼーベック係数の測定を行った。200°C以下では大きな値を示し、最大で10^7μV/°Cであった。得られた結果は200°C以下の温度で起こるインコメンシュレート超格子構造よって議論した。さらにTlInSe_2は熱電デバイス材料として非常に有望であることがわかった。
浮遊多極放電を用いた極小電力による生鮮農作物の輸送用保存庫の開発

本研究室で開発したマルチ型浮遊多電極装置(各々の浮遊多電極はそれぞれ独立のパルス電源に接続され,マルチ型に配置した装置)を用いて、実験的に得られた最適条件:パルス電圧(最外周の電極と中心電極間の電圧:250V;波数::500Hz)を印加し、この装置を生鮮食物保存用の大型(1.5坪、高さ2m)保存庫に設置し、食物(特に果物)が発生するエチレンガス(熟成作用を持つ。)の除去効果を調べ、装置の実用性を評価した。その結果、1.バナナ、リンゴ、メロン等から発生するエチレンガスは除去できるが,梅が発生するエチレンガスやボンベの純エチレンガスは除去できないことが判明した。両者の違いについて,前者はエチレンガスとともに酢酸エステルを発生するが、後者はエステル成分を発生しない。そこで、エチレンを除去する方法として、電極近傍の強電界で発生した電子が酢酸エステルからOH成分を解離してOHラジカルを生成する。このOHラジカルがエチレンに作用してエチレンを改質すると考えた。これらの結果から、この装置は酢酸エステルを発生する食物には極めて有効であり,また,極小電力で働くことから実用的であると判定した。2.上述の結果から、この装置の生花(エチレンを発生する。)への適応性について検討した。この装置は、欠点として酢酸エステルが必要であることから万能型でない。そこで、水蒸気に酢酸を少量加えて純ガスについて実験を行なった。エチレンの除去効果は顕著であった。しかし、酢酸のにおいが強く、実用的でないと判定した。3,庫内は高湿度(約90%)であり,カビが発生する。この装置に電圧を印加しただけではカビの滅菌効果は少ないが,酢酸エステルを加えると,青カビの滅菌効果が示された。このことは,OHラジカルが生成され,強い酸化作用で滅菌できたと判定した。以上の実験結果から,マルチ型浮遊多電極装置を用いると,小電力でエチレンの改質除去及び殺菌が可能であり,また,パルス電圧を用いた小電力で作用できることから,輸送用に適し,実用的であることを明確にした。本研究室で開発した電界フィルター(各独立電源に各々の浮遊多電極を接続し、マルチ型に配置した装置)を用いて、低電圧のパルス電圧(最外周の電極と中心電極間の電圧:250V周波数:500Hz)を印加し、この装置を生鮮食物保存用の大型(1.5坪、高さ2m)保存庫に設置し、食物(特に果物)が発生するエチレンガス(熟成作用を持つ。その結果、1.バナナ、リンゴ、メロン等から発生するエチレンガスは除去できるが、梅が発生するエチレンガスやボンベの純エチレンガスは除去できないことが判明した。両者の違いについて、前者はエチレンガスとともに酢酸ヱステルを発生するが、後者はヱステル成分が含まれないことにある。OHラジカルがエチレンに作用してエチレンを改質すると考えた。これらの結果から、この装置は酢酸エステルを発生する食物には極めて有効であり、また、極小電力で働くことから実用的であることが確認できた。

そこで、水蒸気に酢酸を少量加えて純ガスについて実験を行なった。エチレンの除去効果は顕著であった。しかし、酢酸のにおいが強く、実用的でないと判定した。3.現在、エステルがない場合でもエチレンを除去できる方法として、紫外線を用いてOHラジカルを生成し、OHラジカルで効率よくエチレンガスを除去する方法(OHラジカルは寿命が短い。)について試行錯誤をしながら、実験している。本研究室で開発したマルチ型浮遊多電極装置(各々の浮遊多電極はそれぞれ独立のパルス電源に接続され,マルチ型に配置した装置)を用いて、実験的に得られた最適条件:パルス電圧(最外周の電極と中心電極間の電圧:250V,周波数:500Hz)を印加し、この装置を生鮮食物保存用の大型(1.5坪、高さ2m)保存庫に設置し、食物(特に果物)が発生するエチレンガス(熟成作用を持つ。)の除去効果を調べ、装置の実用性を評価した。その結果、1.バナナ、リンゴ、メロン等から発生するエチレンガスは除去できるが、梅が発生するエチレンガスやボンベの純エチレンガスは除去できないことが判明した。両者の違いについて、前者はエチレンガスとともに酢酸エステルを発生するが、後者はエステル成分が含まれないことにある。そこで、エチレンを除去する方法として、電極近傍の強電界で発生した電子が酢酸エステルからOH成分を解離してOHラジカルを生成する。OHラジカルがエチレンに作用してエチレンを改質すると考えた。これらの結果から、この装置は酢酸エステルを発生する食物には極めて有効であり、また、極小電力で働くことから実用的であることが確認できた。2.上述の結果から、この装置の生花(エチレンを発生する。)への適応性について検討した。この装置は、欠点として酢酸エステルが必要であることから万能型でない。3,庫内は高湿度(約90%)であり,カビが発生する。この装置に電圧を印加しただけではカビの滅菌効果は少ないが,酢酸エステルを加えると,青カビの滅菌効果が示された。このことは,OHラジカルが生成され,強い酸化作用で滅菌できたと判定した。以上の実験結果から,マルチ型浮遊多電極装置を用いると,小電力でエチレンの改質除去及び殺菌が可能であり,また,パルス電圧を用いた小電力で作用できることから,輸送用に適し,実用的であることが明確になった。
細胞骨格系による中枢シナプス機能発現に分子機作に関する研究

神経成長円錐におけるp60^<c-src>は神経系において特に豊富に発現しているが、その生物学的意義は殆ど明らかになっていない。今回我々は神経系におけるp60^<c-src>の役割を探るため、ラット脳内での細胞下分画を特に細胞骨格との関連について詳細に検討した。先に我々が、PC12細胞を用いて明らかにしたようにp60^<c-src>は新生ラット脳の成長円錐分画に豊富に存在した。膜分画に局在するp60^<c-src>は幼若ラット脳においては非イオン性界面活性剤(NP-40)に対して可溶性であるが、脳成熟に伴い不溶性分画に移行した。不溶性分画への移行はアクチンフィラメントへの結合によって生じているものと考えられた。また、アクチンフィラメントへの結合は直接結合ではなく未同定の蛋白質を介していると推測され、免疫沈降と蛋白質リン酸化実験との組合せにより38kDaの蛋白質(p38)がp60^<c-src>と生体内で複合体を形成している可能性を示した。更に、成長円錐の膜分画では120kDaの蛋白質(p120)がその複合体形成に関与している可能性がある。ゲルゾリンの神経成長円錐への集積我々はアクチンフィラメント切断蛋白質であるゲルゾリンが神経系においては、おもにオリゴデロサイトとシュワン細胞に局在しミエリン形成に関わっていることを示した。しかし、成長円錐の活動が活発な幼若なラット脳では神経細胞にゲルゾリン免疫活性が強く観察される。この観察から、ゲルゾリンは成長円錐の運動性及びCa^<2+>感受性に関与していることを予測した。PC12細胞をNGF存在下で培養し抗ゲルゾリン抗体で染色すると、ゲルゾリンの免疫活性は細胞体と神経突起先端部の成長円錐、特に糸状突起に著明に局在していた。この結果は糸状突起のCa^<2+>依存性の活発な伸縮運動にゲルゾリンが関与していることを示すものである。
住宅を対象としたパイルド・ラフト基礎の開発研究

軟弱地盤上に建設される戸建て住宅基礎として、比較的短尺な摩擦杭を採用する場合を想定した支持力問題を扱うことを目的とした研究を行った。特に、この基礎に間伐材を有効利用することを目的としているため、まず間伐材のもつテーパー形状の単杭としての支持力評価法を扱った。具体的には、軟弱地盤における住宅用木杭を対象として、国内外での設計・施工法の収集・分析を行った。ついで、テーパー杭の特性を生かすために、杭の施工法として圧入工法を採用することに限定した場合の押込み力貫入量関係に関する解析法を提案した。この解析法は、博捜要素法に基づく弾塑性空洞押し拡げ理論による杭体表面の摩擦力の評価および高野等が提案した杭先端の極限支持力理論との合成した解析法である。そして、地震あるいは暴風による水平力に対する水平抵抗力を非線形Winklerばねモデルに基づく弾塑性解析法を提案した。これらの研究で得られた知見は、以下の通りである。1、直杭およびテーパー杭ともに解析値は実験値の示す定性的・定量的性状の特性を良く表現でき、解析および実験のいずれにおいても押し込み力はテーパー角の増大とともに増加する。2、静的鉛直載荷実験で得られた極限荷重は、圧入施工試験での最終圧入力よりも大きく、圧入施工後の養生期間において杭周辺地盤に強度回復が生じている。3、上記の地盤強度回復を考慮すれば、圧入施工最終時の圧入力からその杭の極限支持力の評価が可能となる。4、静的水平抵抗解析では、実験杭によって多少の差があるが、全体的に解析値と実験値の近似度は高く、かつ杭の圧入が直杭よりテーパー杭、そしてテーパー角の大きな杭へと杭周辺地盤を締め固める効果を増大させている。5、三次元FEMによるパイルド・ラフト基礎のパラメトリック解析では、柱間の最大相対沈下量および最大相対変形角は杭の長さによる大きな変化はなく、剛体的な一様沈下となり、沈下に対して長さ約3mの杭が効果的である。本年度は住宅のパイルド・ラフト基礎として用いる鋼管杭および木杭による現場実験を行い、鉛直および水平挙動に関する解析法を構築する目的で以下の通り実施した。(1)現場実験に供する杭として、軸力測定用鋼管および木材の直杭とテーパー杭の作製を行った。(2)実験現場の地盤特性を把握するために、スエーデン式サウンディング試験を実施した。(3)鋼管杭および木杭を用い、直杭とテーパー杭との圧入挙動・支持力機構の相違を把握するための、佐賀県佐賀市東与賀および茨城県猿島郡境町において、まず現場圧入施工実験を行い、ついで鉛直載荷実験を実施した。(4)実施した現場実験結果の分析を行った。(5)テーパー杭圧入施工時の圧入力貫入深さ関係に関して、申請者らが提案している薄層モデルによる空洞押し拡げ理論に基づく理論解と施工実験結果との比較検討を行い、提案する理論により実験結果をかなりの精度でシミュレートできる結果を得た。(6)直杭およびテーパー杭を用いて鉛直載荷実験結果に対して、非線形三次元有限要素法による解析結果と比較検討を行い、これらの杭の鉛直支持力を精度良く評価するために、解析地盤定数として杭施工等による杭先端近傍地盤の特性変化を考慮した補正係数が有効である知見を得た。

(7)地震や暴風による水平力作用時のテーパー杭の水平抵抗問題に対する解析法を構築し、パラメトリック解析を実施した。(8)木杭の腐食およびテーパー杭の支持力機構に関する資料および既往の研究論文の収集作業を行っている。このような、実験結果あるいは解析との比較検討結果を踏まえ、最終年度となる来年度は住宅基礎としての木杭や鋼管による支持力評価法、テーパー杭の性能評価法およびパイルド・ラフト基礎の性能評価法を確立したい。昨年度提案した押込み力貫入量関係および水平抵抗問題に関する解析法と3現場で実施した実験結果との比較検討を加え、以下の知見を得た。1、直杭およびテーパー杭ともに解析値は実験値の示す定性的・定量的性状の特性を良く表現でき、解析および実験のいずれにおいても押し込み力はテーパー角の増大とともに増加すること。2、静的鉛直載荷実験では、直杭およびテーパー杭ともに鉛直荷重の増加に伴い杭頭沈下量は増大し、極限荷重に達する。この極限荷重は、圧入施工試験での最終圧入力よりも大きく、圧入施工後の養生期間において杭周辺地盤に強度回復が生じていること。3、圧入施工後の建物建設までの期間における地盤の強度回復を考慮すれば、圧入施工最終時の杭圧入力からその杭のもつ極限支持力の評価が可能となること。4、静的水平載荷実験結果に関する解析では、実験杭によって多少の差があるが、全体的に解析値と実験値の近似度は高く、かつ杭の圧入が直杭よりテーパー杭、そしてテーパー角の大きな杭へと杭周辺地盤を締め固める効果を増大させていること。5、三次元有限要素法によるパイルド・ラフト基礎として杭長を変化させたパラメトリック解析では、杭長が3.38mまでは杭長の増大に伴って最終絶対沈下量は低下していき、4.38mを超えると沈下量はほぼ収斂した状態になり、柱間の最大相対沈下量および最大相対変形角は、杭の長さによる大きな変化は見られなく、その沈下性状もほぼ剛体的な一様沈下となり、沈下量を抑える手段としては、長さが約3mまでの杭が一番効果的であること。