hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
繊維強化複合材料の成形過程におけるウェルドライン上での繊維配向の可視化と数値解析

本研究では、短繊維を濃厚に分散させた流体の流れ中における繊維の配向状態と濃度分布を実験的に調べた。プラスチック成形加工おいては、リブや邪魔ピンなどの障害物が流路内に存在することが多い。また成形品は一般に薄肉のものが多い。このような理由から、成形加工のモデル流路として、円柱状の障害物を有するスリット形状をとりあげた。また試料流体として、長さ1mmのガラス繊維あるいは高分子の繊維をニュートン流体に混合したものを用い、これを繊維含有プラスチック融液のモデル流体とした。繊維を分散媒に濃厚に分散させた場合、繊維自身が邪魔になり繊維を観察できない。そこで、トレーサー繊維としてビニロン繊維を少量添加し、回転偏光板を使用して透過光で観察する手法を用いて、トレーサー繊維を明瞭に可視化した。可視化された繊維をデジタルカメラで撮影し、流路内における繊維配向と濃度分布を計測した。その結果、円柱の上流域から円柱にかけての縮小流れが原因で、繊維の濃度にかからず繊維は流れ方向によく配向した。しかし円柱通過後の拡大流れにより、繊維濃厚系においては、壁面と中心線で挟まれた領域で繊維は流れと直交する方向に配向した。しかし、円柱通過後の壁面付近では繊維は壁面の影響で壁面に沿って、またウェルドライン上では伸長流れにより繊維は流れ方向に強く配向した。したがって円柱下流域では、領域によって繊維の配向が大きく異なる状態が現れた。繊維希薄系ではいずれの領域においてもほぼ流れ方向に配向し、繊維濃厚系のような特異な配向状態には至らなかった。また、流路内における繊維濃度分布は、繊維濃厚系では、ウェルドライン上において繊維濃度が極端に低下していることが明らかになった。繊維希薄系ではこのような現象は見られなかった。このような定量的な結果は、成形品の力学的な強度やその異方性、そり・ゆがみなどとの関連を評価する上で有意義である。本研究では繊維の複屈折を利用した可視化法を利用し、流動中の繊維濃厚分散流体中のトレーサー繊維を可視化した。また繊維の配向状態を、ウェルドライン付近を中心にして流路全域にわたってかつ定量的に評価し、障害物のある流路内における繊維の配向状態を明らかにした。その結果、濃厚系では、希薄系とは異なり、円柱と壁面とで挟まれた領域の下流部分で繊維が回転するため配向度が低下し、その影響は下流域にまで及んでいることが明らかになった。しかし、円柱下流部のウェルドライン付近では、伸長流のため繊維は流れ方向に強く配向し、それによって他の領域よりも大きな配向度を示し、流路の幅方向にわたって配向度の大きな分布が生じた。流路幅方向の濃度分布は、希薄系では壁面近傍を除いてほぼ均一であった。それに対し濃厚系では、中心線付近で最も大きく、壁面に近づくにつれて単調に減少する分布となった。成形品中の繊維の濃度分布を測定することは困難であるため、定量的に濃度分布を測定した例はほとんどない。数値計算では繊維の体積分率にかかわらず、繊維の濃度分布はいたるところで均一であると仮定されている。しかし本研究で明らかになったように、実際には濃度分布でこのような仮定は成り立たず、また希薄系と濃厚系とでは濃度分布は互いに異なった。したがって、繊維分散流体のより精確な流動解析を行うためにはいずれの系においても濃度分布を考慮した数値計算が必要である。

本研究で行った繊維の配向状態と濃度分布の定量的な評価は成形品の力学的な強度との関連を評価するために有意義であると考えられる。本研究では、短繊維を濃厚に分散させた流体の流れ中における繊維の配向状態と濃度分布を実験的に調べた。プラスチック成形加工おいては、リブや邪魔ピンなどの障害物が流路内に存在することが多い。また成形品は一般に薄肉のものが多い。このような理由から、成形加工のモデル流路として、円柱状の障害物を有するスリット形状をとりあげた。また試料流体として、長さ1mmのガラス繊維あるいは高分子の繊維をニュートン流体に混合したものを用い、これを繊維含有プラスチック融液のモデル流体とした。繊維を分散媒に濃厚に分散させた場合、繊維自身が邪魔になり繊維を観察できない。そこで、トレーサー繊維としてビニロン繊維を少量添加し、回転偏光板を使用して透過光で観察する手法を用いて、トレーサー繊維を明瞭に可視化した。可視化された繊維をデジタルカメラで撮影し、流路内における繊維配向と濃度分布を計測した。その結果、円柱の上流域から円柱にかけての縮小流れが原因で、繊維の濃度にかからず繊維は流れ方向によく配向した。しかし円柱通過後の拡大流れにより、繊維濃厚系においては、壁面と中心線で挟まれた領域で繊維は流れと直交する方向に配向した。しかし、円柱通過後の壁面付近では繊維は壁面の影響で壁面に沿って、またウェルドライン上では伸長流れにより繊維は流れ方向に強く配向した。したがって円柱下流域では、領域によって繊維の配向が大きく異なる状態が現れた。繊維希薄系ではいずれの領域においてもほぼ流れ方向に配向し、繊維濃厚系のような特異な配向状態には至らなかった。また、流路内における繊維濃度分布は、繊維濃厚系では、ウェルドライン上において繊維濃度が極端に低下していることが明らかになった。繊維希薄系ではこのような現象は見られなかった。このような定量的な結果は、成形品の力学的な強度やその異方性、そり・ゆがみなどとの関連を評価する上で有意義である。
記憶する言葉の哲学

言語活動そのものを他の言語への応答ないしその翻訳と捉えるヴァルター・ベンヤミンの歴史哲学と、非随意的な想起にもとづいて、現在支配的な歴史が抑圧してきた記憶を救い出す、もう一つの歴史の可能性を論じる彼の歴史哲学とを接続させる理論的な考察をつうじて、期せずして出会った一つひとつの出来事を名づけ、またそれを生きた他者の名を呼ぶことにもとづいて語り出される言葉が、従来の歴史では「表象不可能」とされる出来事をも想起する媒体としての像として捉えられうることを明らかにするとともに、この像が生成する現場を、文学作品をはじめとする芸術的表現のうちに見届けうることを指摘する。本研究は、言語活動を他の言語への応答およびその翻訳として考察するベンヤミンの言語哲学と、非随意的な記憶を既成の歴史の連続性に抗する言葉のうちに救い出すことのうちに支配者が「正史」として語るのとは別の歴史の可能性を求める歴史哲学がいかに接続されうるのかを探究することを通じて、そうした「正史」ないし「ナショナル・ヒストリー」に回収されることのない、他者に応え、他者たちのあいだで応え合うような記憶の言葉の可能性を、哲学的な理論として提示することを目的とするものであるが、その準備作業として、平成21年度は、ベンヤミンの思想の研究を他の思想家や文学者との布置において深化させようとする文献研究とともに、ナチス・ドイツの強制・絶滅収容所の跡を訪れるフィールド・ワークを行なった。前者の文献研究をつうじて、パウル・ツェランや原民喜といった文学者の詩的作品を、ベンヤミンの思想の理解を踏まえつつ新たに読み解くことで、記憶する言葉の可能性を探るという課題が浮上したので、その課題に取り組む方向性を示す論考を、平成22年度中に共著書のかたちで公表する予定である。なお、本論考は、広島における記憶の現在を問い直しつつ、記憶する言葉の探究としてベンヤミンの思考を捉え直し、それを原民喜とパウル・ツェランの詩作の読み直しに生かす方向性を示すことで、記憶する言葉の可能性を示唆する構成である。また、平成21年度に刊行された共著書に収められた論考「他者との来たるべき共生へ向けた哲学的試論-歓待と応答からの共生」も、未だ歴史になっていない記憶の分有を、歴史的な応答責任を踏まえた他者との共生に結びつける可能性を示す一節を含んでいる。ヴァイマルのブーヘンヴァルト強制収容所跡とアウシュヴィッツ=ビルケナウ強制・絶滅収容所跡におけるフィールド・ワークは、記憶の表象のあり方や記憶の形象の可能性について考えさせられることの多いものであったが、それをつうじて得たものは、平成22年度のフィールド・ワークの成果も踏まえつつ論考にまとめたい。本研究は、言語活動を他の言語への応答およびその翻訳として考察するベンヤミンの言語哲学と、非随意的な記憶を既成の歴史の連続性に抗する言葉のうちに救い出すことのうちに支配者が「正史」として語るのとは別の歴史の可能性を求める歴史哲学がいかに接続されうるのかを探究することを通じ、そうした「正史」ないし「ナショナル・ヒストリー」に回収されることのない、他者に応え、他者たちのあいだで応え合うような記憶の言葉の可能性を、哲学的な理論として提示することを目的とするものであるが、平成22年度は、前年度の研究中に浮上した課題にもとづき、広島における記憶の現在を問い直しつつ、記憶する言葉の探究としてベンヤミンの思考を捉え直す研究に集中した。当初の計画では、韓国内の暴力の記憶のモニュメントやドキュメントを訪れ、昨年度来のフィールド・ワークをさらに深めるはずだったが、それに充てるべき夏期休暇の時期に体調を崩して、それが叶わなかったのは残念である。その分ベンヤミンの歴史哲学の研究を、言語哲学と接続させつつ再検討する作業に力を注ぐことができた。その成果は、日本ディルタイ協会大会の共同討議「歴史を語るとは?」における報告「歴史を語る言葉を求めて-ベンヤミンの歴史哲学を手がかりに」にまとめられている。ベンヤミンにとって歴史を語る言葉とは、一つひとつの出来事を名づけ、その記憶を今に呼び出すことが根底にある、想起の媒体として生成する過去の像であるという洞察を踏まえ、想起の経験のなかから歴史を語る可能性を見通すことによって、死者を含めた他者とともに生きること自体を構成する営みとして、歴史を語ることを捉え直す可能性を提示する本報告を縮約したものが、23年度中にディルタイ協会の機関誌に公表される予定である。22年3月には、その内容を美学的に補完する論考を報告する機会も得た。想起とともに歴史を語る言葉が、従来の歴史の他者に対する応答として-その意味で谺として-語り出される経験を美的なものとして捉え、歴史が今どこから語られうるかという問いを掘り下げたつもりである。この報告も、より広く公表する道をこれから探っていきたい。広島における記憶の現在を問うた論考も、共著のかたちで近く上梓の予定である。
新規液化促進溶媒の探索

本年度は、新規液化溶媒として環状炭酸類についての検討を行った。炭酸エチレン、炭酸プロピレンを用いてセルロースの酸触媒液化を行い、その反応速度を検討した結果、どの反応も擬一次反応に従い、その反応速度はエチレングリコールに比較して、それぞれ28倍、13倍と速くほぼ100%の液化が進行することが判明した。これは環状炭酸類が速やかな液化を促すことを示している。反応効率が高かった炭酸エチレンを用いてシラカンバ・スギ・ヒノキを用いて酸触媒液化を検討したところ、シラカンバではほぼ100%まで液化したが、スギ、ヒノキでは20-25%程度の未溶解分があったこの未溶解分をIR分析するとリグニンに特徴的な吸収が見られた。また、未溶解部分の収量はスギ、ヒノキのリグニン含量に相当するものであった。これらのことから、環状エチレンによる液化は針葉樹、広葉樹により異なることが示唆された。針葉樹ではグアイヤシル骨格のリグニンが酸縮合して未溶解分を形成すると考えられる。この様に炭酸エチレン液化では針葉樹に未溶解分を発生させるが、炭酸エチレンにエチレングリコールを混合した液化剤を用いるとほぼ100%の液化が行われることも判明した。また、セルロースの液化に炭酸エチレンを用いると、ポリエチレングリコールのレブリン酸エステルを多量含有する生成物が得られた。従って、炭酸エチレンを液化剤として用いる液化機構もポリアルコールを用いる液化と同様にセルロースの解重合、配糖体の生成、レブリン酸エステルの生成の経路をたどるものと考えられる。なお、ここで発生するポリエチレングリコールは炭酸エチルの開環重合物である。従来の液化溶媒として、フェノール、エチレングリコール、ポリエチレングリコール、ラクトン類が用いられてきた。これらは木材の液化において、木材の酸分解成分と反応するとともにフェノール核やアルコール性水酸基などの反応性基をもたらす。このため液化生成物はこれらの官能基によりさらに高分子化する可能性をもたらす。しかし、アルコール類では液化反応が非常に遅いという欠点を有していた。本年度は上記アルコール類と同様の液化物を与える可能性のある環状炭酸物として炭酸エチレンおよび炭酸プロピレンを液化溶媒として選択し、検討を行った。[環状炭酸類によるセルロースの液化速度]セルロースを酸触媒液化法により環状炭酸類で液化し、液化速度を従来のエチレングリコールやポリエチレングリコールと比較した。その結果、炭酸エチレンではエチレングリコールの約28倍、炭酸プロピレンでは約13倍速い速度で液化が起きることを確認した。[環状炭酸類による木材の液化]セルロースでの結果から、環状炭酸類として炭酸エチレンを用いて木材の液化を検討した。シラカンバでは速い液化が起きることが確認されたが、スギでは不溶解物が残り完全な液化は達成されなかった。この不溶解物を赤外吸収スペクトル法で分析した結果、不溶解物はスギリグニンに類似した物であった。広葉樹であるシラカンバと針葉樹のスギではリグニン骨格に違いがある。この相違が環状炭酸類での液化挙動の差として現れるものと考えている。今後は、液化物の組成分析などからこの液化挙動の相違の原因、針葉樹での液化の改善などを検討する予定である。
古代エジプト聖刻文字碑文の言語記述とIIIF画像を利用した情報共有システムの開発

本研究は、古代エジプト聖刻文字碑文資料を対象として、「碑文資料のIIIF画像」、「言語情報(文字、形態素・語、構文などの記述)」、「言語情報の根拠となるエビデンス(辞書や文法書の解説など)」を統合した「WEB公開型の検索プラットフォーム」を開発し、コンテンツを英文で公開する試みである。本研究の特色は、近年急速に利用が高まっている画像共有の国際規格であるIIIFを使用することにより、「碑文画像」、「言語情報」、「根拠」の3点を切り離すことなく、統合させたまま公開・共有することを目指す点にある。2018年度、言語研究班としては、古代エジプト語の聖刻文字碑文資料ならびに神官文字写本について、言語情報の作成とエビデンスの整理を机上で行なった。その結果、文字の配列ならびに改行の仕方にテキストごとの特徴が見られることなど、表記上の特徴を新たに解明することができた。システム研究班としては、第一に、Digital Mappaを対象に、デジタル画像、テキスト、注釈を関連付けて管理するための仕組みの調査を行なった。その結果、検索可能なコンテンツの構築、協力者との共同作業、他者との情報共有に利用するための、基礎的な方法を整理することができた。Digital Mappaは、現在ではDM ver.1.0が利用可能となっているが、DM ver.2.0が利用可能になり次第、本プロジェクトへの活用を検討する。第二に、特にIIIF画像とTEIテキストを関連づける手法および可視化システムの開発を目指し、TEIでマークアップされたテキストに対して、特定の箇所をクリックすることで、当該箇所の画像を閲覧することが可能なシステムを開発した。また、IIIF Content Search APIを活用し、IIIF対応の各種ビューアから、画像内の文字列を検索可能なシステムの開発も行なった。言語研究班としては、5つの資料を対象として言語記述の作業を行なっている。未だすべての資料の記述が終わっているわけではないが、初年度の作業として、文字部分の確認を行うことができた。本来では文法記述にまで実施する予定であったが、この点については進捗が遅れている。また、エビデンスとしては、2種類の辞書の内容を整理することができた。システム開発班の作業は予定よりも進んでおり、Digital Mappaを利用した検索可能なコンテンツの構築、協力者との共同作業、他者との情報共有に向けて、DM ver.1.0を使用した調査が完了した。また、TEIでマークアップされたテキストに対して、特定の箇所をクリックすることで、当該箇所の画像を閲覧可能なシステムの開発、IIIF対応の各種ビューアから画像内の文字列を検索可能なシステムを開発を行うことができ、順調に研究が進んでいる。言語研究班とシステム開発班の作業全体を考えると、おおむね順調に進捗していると言える。2019年度は、データベースの基礎的なフレームワークを構築する。言語研究班は、昨年度に引き続き、言語記述ならびにエビデンスの整理を机上で行う。その際、世界的なタグ付け規格であるText Endoding Initiativeに従い、資料の言語記述を行なっていく。その一方で、エジプトのカルナク神殿に赴き、壁画の撮影を行い、それをもとにIIIF画像の作成を行う。なお、必要に応じて、欧米の博物館より資料の画像を購入し、IIIF画像を生成させることにしたい。システム開発班は、IIIF画像とTEIテキストを関連づける手法および可視化システムの開発がおおむねできていることから、IIIF画像とTEIテキストをプラット・フォームに取り込み、両者を紐づける作業を実施する。紐付けのためには、範囲選択等の単純作業が必要となり、これに半年ほどの期間を要する見込みである。また、資料には地名情報が現れるため、地理情報とIIIF画像とをリンクさせるためのシステムの研究・開発に新たに取り組む予定である。順調に進めば、今年度の末頃にシステムの大枠が完成する見込みである。

また、IIIF Content Search APIを活用し、IIIF対応の各種ビューアから、画像内の文字列を検索可能なシステムの開発も行なった。言語研究班としては、5つの資料を対象として言語記述の作業を行なっている。未だすべての資料の記述が終わっているわけではないが、初年度の作業として、文字部分の確認を行うことができた。本来では文法記述にまで実施する予定であったが、この点については進捗が遅れている。また、エビデンスとしては、2種類の辞書の内容を整理することができた。システム開発班の作業は予定よりも進んでおり、Digital Mappaを利用した検索可能なコンテンツの構築、協力者との共同作業、他者との情報共有に向けて、DM ver.1.0を使用した調査が完了した。また、TEIでマークアップされたテキストに対して、特定の箇所をクリックすることで、当該箇所の画像を閲覧可能なシステムの開発、IIIF対応の各種ビューアから画像内の文字列を検索可能なシステムを開発を行うことができ、順調に研究が進んでいる。言語研究班とシステム開発班の作業全体を考えると、おおむね順調に進捗していると言える。2019年度は、データベースの基礎的なフレームワークを構築する。言語研究班は、昨年度に引き続き、言語記述ならびにエビデンスの整理を机上で行う。その際、世界的なタグ付け規格であるText Endoding Initiativeに従い、資料の言語記述を行なっていく。その一方で、エジプトのカルナク神殿に赴き、壁画の撮影を行い、それをもとにIIIF画像の作成を行う。なお、必要に応じて、欧米の博物館より資料の画像を購入し、IIIF画像を生成させることにしたい。システム開発班は、IIIF画像とTEIテキストを関連づける手法および可視化システムの開発がおおむねできていることから、IIIF画像とTEIテキストをプラット・フォームに取り込み、両者を紐づける作業を実施する。紐付けのためには、範囲選択等の単純作業が必要となり、これに半年ほどの期間を要する見込みである。また、資料には地名情報が現れるため、地理情報とIIIF画像とをリンクさせるためのシステムの研究・開発に新たに取り組む予定である。順調に進めば、今年度の末頃にシステムの大枠が完成する見込みである。残高分は次年度の調査出張のため意図的に繰り越したものであり、ほぼ予定通りに執行している。
対人援助職者の専門職アイデンティティ形成とジェンダー

成人教育や特別支援学校の教師、保育士、看護師、保健師など退陣援助職者のアイデンティティと専門性の形成の十種的に明らかにすることを目的とした。特に保健氏のライフコースに注目しつつ、地域における精神障碍者の社会参加を支える専門職としての役割割の分析を進めた。また「看護の力をどのように育むのか」という実践的な問題提起について論述を展開した。これらの専門職者のアイデンティティを、インタビューにおける語りを通して明確化するとともに、アイデンティティと専門性の形成を、クライアントである、子ども、施設の利用者、患者、住民、および実践を共にする同僚たちとの関係を通した学びの中でとらえた。この研究は、看護師、保健師、ソーシャルワーカー、教師(特別支援学校の教師)など対人援助職・者の専門職としてのアイデンティティが日常的な職場の実践コミュニティでいかに形成されるのかということを明らかにしつつ、これと対比した社会教育関係職員の専門性を明らかにすることを目的としたものである。共同研究の初年度は、これまでの先行研究の収集と検討を行うとともに、調査対象機関の予備調査および20年目の看護師に対するヒヤリングを実施した。とくに、欧米のworkplace Iearning研究については、研究分担者高橋がすでに文献の収集と検討をすすめており、教師、看護師、社会福祉士などの専門職者の専門性の形成における成人教育の方法的な提案を得ている。この成果を受けて、共同研究者は研究の分析枠組みについての共通認識をもつに至った。とくに、看護師・保健師についての検討すべき先行研究についてはすでに取得済みであり、ケア、援助、支援についての哲学的、社会学的検討についても平成23年度の日本社会教育学会や日本都市学会等で報告した。また、医療・保健・福祉に関する対象自治体の数値を統計的に概観し、医療政策・制度改革の概要を把握した。宮城県、岩手県の看護協会の保健師会の役員の方々にはすでに予備的なヒヤリングを行っていたので、岩手県の1950年代1970年代に活動した保健師へのヒヤリング調査を実施した。その成果は、仙台白百合女子大学・人間発達研究センター紀要に論文として掲載された。本研究は、成人教育や特別支援学級の教師、保育士、保健師、看護師など対人援助職者のアイデンティティと専門性の形成を実証的に明らかにすることを目的とした。特に、保健師のライフコースに注目しつつ、地域における精神障害者の社会参加を支える専門職としての役割の分析を進めた。また「看護の力をどのように育むのか」という実践的な問題提議について論述を展開した。ここでは、これらの専門職者のアイデンティティを何らかの実態としてとらえるのではなく、インタビューにおける語りを通して明確化するとともに、アイデンテイティと専門性の形成を、クライアントである、子ども、施設の利用者、患者、住民、実践をにおける同僚たちとの関係を通した学びの中で捉えた。本研究は、成人教育や特別支援学級の教師、保育士、保健師、看護師など対人援助職者のアイデンティティと専門性の形成プロセスを実証的に明らかにすることが目的である。専門職者の専門性との内実とその要請の過程は領域により異なる。したがって、これら多様な領域を研究している研究者と共同して進める体制を組織化する必要がある。24年度は、上述した目標を達成すべく、研究会を頻繁に開き、研究分担者のそれぞれの研究状況の共有と個々の研究の更なる進展を図った。そのことは、公的な出版助成による共同研究の成果としての出版を望んでいるからである。共同研究者の勤務する大学の多くは、東日本大震災の被害を受けており、23年度は学内の業務も通常よりも多くなり、研究会の開催も予定よりも少なかった。研究の進み方にもややばらつきがあるし、必ずしも情報が研究者すべてに共有されているわけではないという状況にある。25年度が最終年度であるため、記入しない。計画通りに進み、出版助成にも応募したが、採択されなかったので、現在出版社と交渉中である。共同研究者の各課題についての本格的な調査の実施と分析を行い、研究目的である、職場・労働の場である実践コミュニティにおける学びの方法と構造を明らかにするとともに、それぞれの専門職の専門性とは何か、そこにおけるジェンダー問題を明らかにすることをめざす。ソーシャルワーカーについては、前年度の取り組みを受けて実施できるように対象機関を選定し、調査を実施する。研究会の開催を多くして、ジェンダーの視点について共通理解を図りたい。対人援助職・者の領域をNPO・市民団体に所属する児童の放課後支援の職種に拡大すること、さらに博物館・美術館等の社会教育施設における教育支援にまで本研究のアプローチよって研究を進めたいと考えている。
水銀によるヘム制御時計遺伝子転写の協奏の障害と一酸化窒素及びチオールによる修復

哺乳動物の前脳に存在するヘム結合時計遺伝子転写制御因子と推定されマウスPer1,マウスPer2,及びマウスPer3のヘム結合様式、チオールの関わり、水銀感受性、及び一酸化窒素感受性などを調べ、水銀により引き起される疾病の中で、時計遺伝子に関わる疾病の修復の可能性を調べることを目的にする。[1]マウスPer1,及びマウスPer2のN末端の存在するPASドメインのチオレートがヘム結合部位であることが示唆された。[2]マウスPer1,及びマウスPer2へのヘム結合は水銀により解消され、さらに過剰のチオレートを添加することにより修復された。[3]部位特異的変異法により、マウスPer2のシステインは同定が可能であったが、マウスPer1のシステインの位置を決定することは出来なかった。[4]ヘムはマウスNPAS2とマウスPer1の間を移動することが示唆された。[5]ヘムはマウスPer2のC末端側にある2つのCPモチーフの1つのシステインに結合することが示唆された。この場所は人由来Per2のCPもチーフとは異なる。[6]ヘムはマウスPer2の2つ目のPASドメインに結合するが、その結合部位はシステインではなくて、イミダゾールであることが示唆された。[7]マウスPer3はヘム結合性蛍白質であることが示唆されたが、ヘム結合の定量化は困難であった。[8]マウスへメチル水銀を添加することにより異常な行動が惹起された。しかし、チオレート試薬を血液脳関門促進試薬と同時投与した場合に、異常行動は修復された。この結果は、脳に存在する蛋白質のチオレート基に水銀が結合して異常行動を引き起すが、過剰のチオレート試薬により水銀が離脱し、異常行動が修復されたのではないかと推定された。前脳には体内時計遺伝子を制御するヘム結合時計遺伝子転写制御因子NPAS2がある。本研究では、NPAS2と相互作用するもう一方の重要な転写制御因子mPer2が時計遺伝子制御にどう関わるかを調べる。特に、mPer2によるヘムの結合、解離、輸送、水銀によるmPer2のヘム結合阻害、水銀により阻害された機能のNO及びチオールによる修復に重点を置き、それらの分子機構、及び動物行動学について研究する。本年度は、mPer2のPAS-Bドメインのヘム結合性について各種分光学的手法を用いて調べた。その結果、PAS-Bドメインのヘムの軸配位子の一つはヒスチジンであることが示唆された。さらに、いくつかの変異体を作製し軸配位子の同定を試みた。また、mPer2のアイソフォームであるmPer1及びmPer3のPAS-Aドメインのヘム結合性についても検討した。予備的な結果ではあるが、mPer1においてはシステインがヘムの軸配位子の一つであると推定された。mPer3はタンパク質の精製が非常に困難であったため、それ以上の結果を得ることはできなかった。また、水銀は脳内のタンパク質のシステイン残基と結合し、マウスの行動異常を引き起こすことが知られている。チオレート化合物であるmeso-2,3-dimercaptosuccinic acid(DMSA)をマウスに経口投与すると、水銀によって行動異常を引き起こしたマウスの状態を緩和することを動物実験により明らかにした。これらの結果から、タンパク質に結合した水銀がDMSAによって取り除かれ、正常の機能を持つタンパク質へと回復したことが示唆された。以上より、いくつかのヘム結合時計遺伝子制御因子が時間的・空間的に複雑に協奏して進行する体内時計のテンポの一部を解明し、水銀が体内時計を阻害して引き起こす精神的疾病の分子的機構解明の一翼を担うことができた。

この結果は、脳に存在する蛋白質のチオレート基に水銀が結合して異常行動を引き起すが、過剰のチオレート試薬により水銀が離脱し、異常行動が修復されたのではないかと推定された。
ルーメンにおけるメタン生成の制御と繊維消化の増進

ルーメンにおけるメタン生成の低減化を目的とした基礎研究を行い、以下の結果を得た。(1)フマル酸の添加により、繊維消化を阻害せずにメタン生成が減少することが示された。フマル酸還元の増強のために、その能力の高い菌を検索し、フマル酸還元を左右する要因を明らかにした。(2)フマル酸還元経路を増加させるための基礎研究として、ホスホエノールピルビン酸カルボキシキナーゼとピルビン酸キナーゼの特性、活性調節因子、遺伝子構造、転写調節などを明らかにした。特に転写を制御をすれば、この経路の流れが増加し、従ってメタン生成を減少させ得ることが示唆された。(3)硝酸の添加によりメタン生成が減少し、硝酸還元酵素の合成が基質である硝酸により誘導されることを明らかにした。また、ギ酸や乳酸などの電子供与体を添加すると、硝酸、特に亜硝酸の還元が大きく促進され、亜硝酸の蓄積量が低下した。従って、ギ酸や乳酸の生成を増やすような発酵制御を行えば、発酵低下を招かないでメタン生成を抑制できると考えられた。(4)中鎖脂肪酸、ユーカリ油、サイクロデキストリン包接ハロゲン化合物などの添加によりメタン生成が抑制され、プロピオン酸の比率が増大することをin vitroで示した。(5)牛の飼料にフマル酸やサイクロデキストリン包接ハロゲン化合物などを添加し、メタン生成が低下し、プロピオン酸の比率が増大し、飼料乾物とNDF(繊維)の消化率が高まることを証明した。(6)ルーメン菌の遺伝子組換えのために、Prevotella ruminicolaとStreptococcus bovisのホスト・ベクター系を確立した。反芻動物のエネルギー利用効率の向上と地球温暖化防止を目的として、ルーメンにおけるメタン生成を低下させるための基礎となる研究を実施し、本年度は以下の成果を得た。1.メタンを減少させるためには、その基質の一つのギ酸をメタン菌以外の菌に利用させることが得策であるため、ルーメン微生物混合系におけるギ酸の代謝について調べた。混合系の代謝能力としては、ギ酸は生成よりも消費の方が上回り、その消費は殆どがメタン生成であることが明らかとなった。しかし、他菌にもギ酸をH_2に転換できるものがあり、H_2はプロピオン酸生成に用いられることが判明したので、そのような反応系を担う菌を増加させればメタン生成を減少させることが可能と考えられた。2.メタンを減少させるためのもう一つの方法として、ギ酸生成の抑制が考えられるので、ルーメン微生物混合系におけるギ酸の生成経路について調べた。ギ酸生成反応系として、ピルビン酸-ギ酸開裂酵素反応の他に、シュウ酸からの生成も少なくないことが明らかとなり、この経路の制御によりメタンを減少させるという展望が示唆された。3. α-サイクロデキストリン包接ブロモクロロメタンを添加した飼料を牛に給与したころ(10mg/kg体重)、わずか1日後にはメタン生成が低下し、多量のH_2が発生した。本剤の投与により、ルーメン液のプロピオン酸および酪酸の比率が増加した。VFA総量は減少しなかったので、発酵の顕著な阻害はないと考えられた。乾物消化率はやや低下たが、NDFおよびCPの消化率には有意差はなく、プロトゾア数は減少しなかった。ルーメンにおけるメタン生成の抑制の問題について、以下の結果を得た。1.in vitro実験により、飼料添加物としてフマル酸を投与することによってメタン生成を減少させ、プロピオン酸生成を増加させることができることを明らかにした。フマル酸は発酵に対する阻害作用もなく、好適なメタン生成抑制剤と言える。2.同様に、硝酸塩の添加によってもメタン生成を低下させることができるが、この場合には硝酸還元よりも亜硝酸還元の方が遅いために亜硝酸が蓄積し、亜硝酸の毒性によって発酵、特に繊維分解が抑制されることを明らかにした。

しかし、硝酸塩と同時にフマル酸を添加すると、繊維分解の抑制なしにメタン生成を低下させ得ることを見出した。3.ホルスタイン種去勢牛の飼料にサリノマイシンを添加したところ、メタン生成が20%減少しプロピオン酸生成が増加したが、乾物とNDFの消化率、およびプロトゾア数も低下した。しかし、サリノマイシンとフマル酸を併用することにより、乾物・NDFの消化率およびプロトゾア数の低下が防止できることが明らかとなった。4.上記の牛にメタン菌阻害剤のサイクロデキストリン包接ブロモクロロメタンを添加したところ、メタン生成が95%減少した。遺伝子プローグを用いてメタン菌の検出を行なった結果、この阻害剤の添加前に4種存在したメタン菌が添加後には全く検出されなかった。1.メタン生成を低減させるために、フマル酸還元の増強のための基礎研究を行った。即ち、その能力の高い菌を検索し、フマル酸還元酵素の活性と特性を解析した。また、主要フマル酸還元菌のSelenomonas lactilyticaを繊維分解菌と共培養したところ、フマル酸の添加によって繊維分解菌の増殖が促進され、繊維の消化率が増加した。従って、フマル酸の供給によりメタン生成が減少すると共に、繊維の消化が改善されると考えられる。2.S.lactilyticaのフマル酸還元系を増強するための基礎研究として、ホスホエノールピルビン酸カルボキシキナーゼとピルビン酸キナーゼの特性、活性調節因子、遺伝子構造、転写調節などを明らかにし、この反応系の制御法についてのターゲットを絞った。3.メタン生成の低減化のためには硝酸・亜硝酸還元の増強も有効と考えられるので、この反応系に及ぼす要因について検討し、硝酸および亜硝酸還元酵素の合成は基質である硝酸および亜硝酸により誘導されることを明らかにした。また、ギ酸、H2、乳酸などの電子供与体を添加すると、硝酸、特に亜硝酸の還元が大きく促進され、亜硝酸の蓄積量が低下した。従って、ギ酸や乳酸の生成を増やせば、発酵低下を招かないでメタン生成を抑制できると考えられた。4.中鎖脂肪酸(C8、C10、C12)、ユーカリ油、およびヨードプロパンをサイクロデキストリン(CD)に包接し、培養実験でメタン抑制効果を検討した。中鎖脂肪酸-CD(0.6mg/ml)の添加によりメタン生成は約20%低下した。全体的にプロトゾア数も低下し、メタン生成はC10>C12>C8の順に抑制された。いずれの脂肪酸の場合も、プロピオン酸の比率が増大した。ユーカリ油-CDの添加(0.6mg/ml)により、メタン生成が約60%低下した。プロトゾア数は著減したが、プロピオン酸の比率は高まった。ヨードプロパン-CDの添加(4mM)でメタン生成は著しく低下し、プロピオン酸の比率は増大したが、水素生成も増加した。5.牛の飼料にフマル酸添加(2%)を添加したところ、メタン生成は5%低下し、プロピオン酸の比率は増大し、飼料乾物とNDF(繊維)の消化率は高まった。また、エネルギーと窒素の蓄積率が増加した。ユーカリ油(0.25%)-CDを添加した場合には、プロピオン酸の比率と血漿中のグルコース濃度は高まったが、メタン抑制効果は認められず、エネルギーと窒素の蓄積率も変化しなかった。
新規軸不斉化合物を利用した不斉誘起法の開発

近年、軸不斉要素を有する触媒や反応剤の開発研究が盛んに行われ、多くの有用な不斉誘起法が見出されている。これに対し、反応基質自体が有する軸不斉を利用し新たな不斉を誘起する試みは、置換基の嵩高さや熱的な条件によりラセミ化が進行しやすい危険性等の困難な問題が生じるため、ほとんどなされていない。このような背景の下、筆者は、「軸不斉」という一見すると取り扱いづらい不斉情報に注目し、それを利用した新しい様式の不斉誘起法の開発を目的とし、研究を行った。特にこれまでほとんど注目されてこなかったスチレン誘導体の軸不斉に着目し、そのキラル素子としての合成的利用を目指した。その結果、これまでに、スルフィニル基の酸素原子とフェノールとの分子内水素結合を利用することで、その軸不斉のジアステレオ選択的な制御が可能となることを見出している。今回、その立体制御法を二重に活用し、面不斉を持つ化合物として知られる[n]パラシクロファン(nは架橋炭素の数)誘導体の立体選択的合成に成功した。その合成戦略を以下に述べる。すなわち、環化前駆体として2,5-位に同じ立体化学の光学活性なビニルスルホキシド部位をもつヒドロキノンを想定する。この化合物のベンゼン環の両側において、上述の分子内水素結合が形成されれば、二つの側鎖部分は芳香環に対して同じ側に配向することになる。その結果、反応点同士が互いに接近し、環化反応が容易かつ面選択的に進行するものと期待した。実際に、この合成戦略が功を奏し、望みの環化生成物を高ジアステレオ、高エナンチオ選択的に得ることができた(50%,>99%ee,>99%dr)。こうして得た環化体を用いてさらに合成を進め、従来法では合成困難な架橋鎖の短いシクロファン(n=10,11)のエナンチオ選択的合成を達成した(>99%ee)。さらに、本方法論が様々な誘導体合成にも適用可能であることを示した。特にこれまでほとんど注目されてこなかった、芳香環とビニル基まわりに軸不斉を有するスチレン(軸不斉スチレン)類縁体を合成し、それらの軸不斉の安定性を確認するとともに、その不斉情報を新たな軸不斉や中心不斉へと変換するという方法論の開発を目指した。その結果、芳香環の両オルト位、およびそれとビニル基とを結ぶ結合(以下、スチレン軸と称する)に最も近いビニル位に嵩高い置換基を導入する事で、その軸周りの回転障壁を大幅に向上することができる事を見いだした。また、ビニル基上の置換基として光学活性なスルホキシド基を選択すると、その軸不斉のジアステレオ選択的な制御も可能となることを明らかにした。さらに、軸不斉スチレンの合成素子としての有用性を示すため、血管新生阻害活性を有する抗生物質TAN-1085の合成研究を行った。その結果、軸不斉スチレンの軸不斉の不斉情報を、鍵中間体であるビアリールジアルデヒドのビアリール結合周りの軸不斉へとほぼ立体特異的に変換する事ができるという事が分った。さらに、この軸不斉を目的物質のアグリコン部が有する1,2-ジオール部位の中心不斉へと完全に転写できるということが分った。現在、このものの不斉全合成を目指し、鋭意研究を行っている。その結果、芳香環の両オルト位およびビニル基に嵩高い置換基を配置すると、アリール-ビニル単結合周りの回転に束縛がかかり、その軸不斉が安定に保たれることを見出した。また、様々なスチレン誘導体の軸不斉の安定性を調べた結果、スチレン骨骨各のβ位の置換基がその安定性に大きく影響するという興味深い知見を得ることができた。さらに研究をすすめた結果、ビニル基上の置換基として光学活性なスルフィニル基を選択することで、軸不斉スチレンのジアステレオ選択的な立体制御合成が可能になることを見出した。

この方法は柔軟性の高いものであり、様々な置換様式のスチレン誘導体にも適用可能である。現在、この方法論により合成した軸不斉スチレンを用いて、構造的に興味深いアンサ化合物の立体選択的な合成を目指し、鋭意研究を行っている。近年、軸不斉要素を有する触媒や反応剤の開発研究が盛んに行われ、多くの有用な不斉誘起法が見出されている。これに対し、反応基質自体が有する軸不斉を利用し新たな不斉を誘起する試みは、置換基の嵩高さや熱的な条件によりラセミ化が進行しやすい危険性等の困難な問題が生じるため、ほとんどなされていない。このような背景の下、筆者は、「軸不斉」という一見すると取り扱いづらい不斉情報に注目し、それを利用した新しい様式の不斉誘起法の開発を目的とし、研究を行った。特にこれまでほとんど注目されてこなかったスチレン誘導体の軸不斉に着目し、そのキラル素子としての合成的利用を目指した。その結果、これまでに、スルフィニル基の酸素原子とフェノールとの分子内水素結合を利用することで、その軸不斉のジアステレオ選択的な制御が可能となることを見出している。今回、その立体制御法を二重に活用し、面不斉を持つ化合物として知られる[n]パラシクロファン(nは架橋炭素の数)誘導体の立体選択的合成に成功した。その合成戦略を以下に述べる。すなわち、環化前駆体として2,5-位に同じ立体化学の光学活性なビニルスルホキシド部位をもつヒドロキノンを想定する。この化合物のベンゼン環の両側において、上述の分子内水素結合が形成されれば、二つの側鎖部分は芳香環に対して同じ側に配向することになる。その結果、反応点同士が互いに接近し、環化反応が容易かつ面選択的に進行するものと期待した。実際に、この合成戦略が功を奏し、望みの環化生成物を高ジアステレオ、高エナンチオ選択的に得ることができた(50%,>99%ee,>99%dr)。こうして得た環化体を用いてさらに合成を進め、従来法では合成困難な架橋鎖の短いシクロファン(n=10,11)のエナンチオ選択的合成を達成した(>99%ee)。さらに、本方法論が様々な誘導体合成にも適用可能であることを示した。
小学校低学年児童及び幼児の自然認識に関する実証的研究

1.[調査]概念発達に関する心理学の諸研究の成果を受けて、生活科における教育目標を達成する基礎資料を得る目的から、小学校2、4年生が自然現象や事象をどのように理解しているかを明らかにするため、愛知県の児童の調査に引き続いて、長崎県の2、4年の児童について調査をした。その結果、次のような知見を得た。(1)学生差が生じた項目では、ほぼ2年生から4年生へと正答率が上昇しており、生物概念が高学年ほど進んでいる。(2)植物もまた生き物であるとの理解が低学年では不十分である。(3)非常に身近な動物を対象とした質問では、動物と生き物という二つのカテゴリー間の包摂関係が理解されていない場合も見られる。(4)質問紙によるアンケートでは、2年生から自然概念を引き出すことが難しい。2.[提言]生活科と理科において「感性育成」を目標とすることが、必要であることを2種類の編著書を通して提言した。3.[実践]感性育成を目標とした生活科の授業を立案し、学校で実践した。本年度は、(1)生活科の実施状況に関するアンケート調査を愛知県下1割の学校にアンケート調査を行なった。また、(2)小学校2、4年生の自然認識の実態調査を行なった。(1)生活科について愛知県下1割の学校へのアンケート調査結果生活科のノートの利用頻度は単元によって異なる。飼育活動、製作活動、探検活動などで、活動や体験したことの気付きを書き込ませるとする者が最も多かった。また、同時に行なった調査で、教師が期待する通りに児童がノート記述をしていない内容があることも明らかになった。このことから、生活科においても自然概念の理解の観点からノート指導をきちんとする必要があるといえる。(2)自然認識の実態調査本研究は、概念発達に関する心理学の諸研究の成果を受けて、生活科における教育目標を達成する基礎資料を得る目的から、小学校2、4年生が自然現象や事象をどのように理解しているかを明らかにした。このうち、生物と無生物を区別する理由についての調査で、2年生が4年生と比較して「植物も生物である」という理解に欠けている者が多かった。「コウモリは鳥か」、「エミューは鳥か」という質問への2年生の回答は、それらについての熟知度が低いことに加えて、鳥としての特性を十分理解していないこともあって理解度が低かった。残された課題として、調査対象を広げる必要がある。特に、幼稚園児の調査、愛知県と長崎県(研究分担者が所在する県)との比較をする予定である。(1)学年差が生じた項目では、ほぼ2年生から4年生へと正答率が上昇しており、生物概念が高学年ほど進んでいる。2.[提言]生活科と理科において[感性育成]を目標とすることが、必要であることを2種類の編著書を通して提言した。
酸化ガリウムを原料とした高品質GaN単結晶育成技術の研究開発

窒化ガリウム系半導体は優れた特性を持つため、世界的に注目を浴びている。しかし、高品質かつ低価格な窒化ガリウム基板の作製方法はまた確立されていない。そこで、我々はGa_20を用いた気相成長法を開発し、実用化できる高品質・大型・導電性制御可能なバルク窒化カリウム単結晶の作製を目指す。結晶中に酸素濃度の低減、成長速度の増加、結晶品質の向上が必要である。私は、昨年度までに、成長速度が50μm/hにおいて二次元成長させることで、窒化ガリウム結晶中に含有酸素濃度の低減(7×10^<17>atoms/cc)に成功した。しかし、結晶性が成長速度とともに劣化する問題がある。そこで、私は、育成前の種基板表面モルフォロジーと育成中の多結晶発生が成長層の結晶品質に影響すると考察した。まず、種基板をCMP処理かつ昇温中に水素雰囲気でアニールすることにより、原子レベル(RMS : 0.67nm)に平坦な種基板表面を得ることに成功した。また、昇温中に水素雰囲気でアニールすることが種基板の表面汚れ除去にも効果あることを示した。さらに、育成中に水素キャリアガスを用いたことで、基板表面に多結晶発生を抑制することで、高速成長かつ結晶性良好なGaN結晶を作製した。特に高速成長の場合、成長層の結晶性が水素キャリアガスを用いない場合より向上することが確認された。その結果、成長速度が180μm/hにおいて、結晶性((0002)面XRCの半値幅: 71arcsec)が種基板と同程度の窒化ガリウム結晶の作製に成功した。本研究結果は、高品質バルク窒化ガリウム結晶を作製する方法として、OVPE法が実用化可能であることを示した。(抄録なし)GaN系半導体は優れた特性を持つため、世界的に注目を浴びている。しかし、高品質かつ低価格なGaN基板の作製方法はまた確立されていない。そこで、我々はGa_2Oを用いた気相成長法を開発し、実用化できる高品質・大型・導電性制御可能なバルクGaN単結晶の作製を目指す。そのためには、結晶中に酸素濃度の低減、成長速度の増加、結晶品質の向上が必要である。私は、酸素濃度の増加は原料であるGa_2O分圧が高くなりことで酸素原子が多くなるためであると考察した。また、結晶品質劣化は育成中結晶表面に多結晶発生するためであると考察し、還元効果と核発生の抑制を両立できるH_2キャリアガスを導入した。まず、育成中にH_2キャリアガス濃度を変化させ、成長モードと成長速度の変化を調査した。その結果、成長速度50pm/hにおいて二次元成長したGaN結晶を得ることができ、成長速度を従来より2倍にすることに成功した。次に、結晶中の含有酸素濃度を測定し、育成したGaN結晶の結晶性を評価し、結晶中の転位密度を計算した。その結果、H_2キャリアガス濃度の増加とともに結晶中の含有酸素濃度が減少し、(0002)面における半値幅が減り、表面エッチピットが減少した。つまり、高H_2キャリアガス濃度が酸素濃度・転位密度の低減と結晶性の向上に有用であることを分かった。以上より、H_2キャリアガス濃度が80%のとき、成長速度が50pm/h、結晶中の含有酸素濃度が7×10^17atoms/cc、半値幅が195arcsec、転位密度が7.11×10^6cm^<-2>のGaN結晶の作製に成功した。特に、半値幅と転位密度においては、種基板(218arcsec、9.76×10^6cm_<->2)より良好であり、H2キャリアガスが結晶性の向上と転位密度の低減にも有用であると考えている。本研究により、従来より2倍の成長速度で結晶中に含有酸素濃度の低減に成功した同時に、結晶品質の向上をできる方法を見出した。

その結果、成長速度が180μm/hにおいて、結晶性((0002)面XRCの半値幅: 71arcsec)が種基板と同程度の窒化ガリウム結晶の作製に成功した。本研究結果は、高品質バルク窒化ガリウム結晶を作製する方法として、OVPE法が実用化可能であることを示した。本研究では、H_2キャリアガスを用いて、酸素濃度の低減と成長速度の増加に成功し、従来より2倍の成長速度で結晶中に含有酸素濃度が7×10^<17>atoms/ccまで下げた。更に、H_2キャリアガスを用いて、結晶品質を向上できる方法を見出して、計画以上に進展していると考えている。研究計画上には、1年目に高温育成装置を開発し、実験を行い、2年目にH_2キャリアガスの効果を検証すると考えていたが、実際は1年目には高温育成装置の開発と低温(1200°C以下)実験結果の再現性を取りながら、H_2キャリアガスの効果を検証したので、2年目から高温実験をする予定である。具体的に、これまでできない高温(12001500°C)において、各温度における成長速度・成長モードと原料(Ga_2O,NH_3)分圧の依存性を調査し、育成温度と成長速度・酸素濃度・結晶性の関係を明らかにする。また、H_2キャリアガスを導入し、最適化条件を用いて、成長速度(100μm/h以上)で、低酸素濃度(1017atoma/cc以下)、膜厚1cm以上の大型高品質バルクGaN単結晶を作製する。(抄録なし)
養護学校教員の労働負担に関する研究

養護学校での労働態様は、児童の障害の種類、重症度、生活能力と教育課題、作業環境要因などの組み合せによって決まるため、腰痛・頸肩腕障害予防のためには、教員自身がリスク評価および作業改善を行う能力を身につけることが最も効果的である。そこで、ビデオによる作業姿勢分析とチェックリストを用いて、養護学校教員の労働負担改善のプログラムを試行した。1方法・対象疫学調査より問題指摘率の高かった給食介助について、養護学校の小、中、高等部より重症児クラスを抽出して対象とし、介助姿勢を中心に撮影したビデオを教材に、教員に予め開発した腰痛・頸肩腕障害の発症リスクに関する簡便なチェックリストを用いて集団で評価させ、その後、各教員が具体的な改善を実施させた。改善効果の評価は、改善前後の作業姿勢で分析し不良姿勢の出現状況および教員の主観的評価の変動により行った。2結果ビデオを教材にしチェックリストを用いたことで、対象クラスだけでなく全校的な作業姿勢の点検と改善が行われた。また、作業姿勢の改善以外にも業務の分担や業務構成が改善され、教員からも良好な評価を得た。今後、労働負担改善おプログラムの定式化、チェックリストの整備、簡便に作業姿勢を計測できる手技の開発を進める予定である。
Bekker法の土壌力学パラメータによる３次元離散要素モデルパラメータ決定法

粘性土を対象にSR-2型円環リングを用いたせん断実験を行い,せん断応力-せん断変位式を求めるとともに土壌力学パラメータを求めた.粘性土としては,藤森粘土,殖土A,殖土Bを供試した.含水比条件は,最大で各供試土の液性限界までとした.なお,予備実験段階でねじりトルクの検出感度が低いことが判明した.このため,回転軸直径を小さくするとともにせん断面への垂直応力の載荷方法において装置内部摩擦の影響を可能な限り排除する改造を行った.改造後のせん断装置により,含水比を変化させてせん断実験を実施したが,含水比を増加させた結果,教科書的な理解とは異なり内部摩擦角は含水比の増加とともに増加し,逆に粘着力はゼロ付近で減少する傾向となった.この原因は,装置側の問題としては,せん断リングが回転とともに土中に沈下することから載荷した垂直応力値が限定的でより小さな垂直応力での載荷が困難であったこと,また粘性土の調製方法の問題として含水比が増加するにつれて土塊が形成されやすくなり,事前に十分に土塊を細かく均一な条件で準備できなかったことなどが考えられる.実験時の観察でも,リング回転角度を180度とすることである程度は沈下するものの乾燥MSM-L3モデルほど過大とはならず,含水状態では粘性土が土塊の生成とも相まってある程度のリング支持強度を発揮していたことが確認された.Bekkerの教科書によれば,円環せん断リングによる計測ではリングが過大沈下を起こさないことが前提となっており,沈下が大となるとリングのグローサ側面のせん断力を補正するリースの補正方法が提案されている.この方法を適用することで,影響を補正した粘着力ならびに内部摩擦角を得たが,上述の合理性のない傾向は解消しなかった.このため,YADEに導入する含水条件を考慮した粘着力モデル,粘性土についてのBekkerパラメータ変動の考察は実施できなかった.本研究において乾燥砂のモデルとする直線状に半径をオーバラップさせた同じ半径からなる3個の球からなる人工的な土モデル(MSM-L3モデル)をPP材料より製作完了した.また,現有するBekker法の土壌力学パラメータ計測装置のうち,圧力ー沈下実験装置によりMSM-L3モデルの土壌パラメータを求めた結果,締め固め条件にもよるが,n=0.8018, Kc=0.034697, Kphi=4.3284程度の値となることが判明した.せん断応力ーせん断変位については,装置構成の見直しを行なったため,計測装置が未完成となった.したがって,土壌力学パラメータの残りのせん断定数Kと粘着力c,内部摩擦角φはまだ得られていない.DEMパラメータとの連携については,圧力ー沈下実験を模擬するべく可能な限り実験装置と同じ条件を設定した3次元DEMによる平板貫入解析を実施した.用いた要素形状もMSM-L3モデルである.なおDEM解析はオープンソースソフトであるYADEを用いた.解析結果は,粒子間摩擦係数に依存するが,摩擦係数が0.48の場合,n = 1.3978,k_c = -0.1108,k_phi = 22.441であることが判明した.これらの結果より,実験結果と解析結果の相違が発生した.なお,実験においては土モデルが緩い条件であることが予想され,また解析も計算時間の関係で,実験結果と同じ土モデルの締め固め状態が得られているとは言いがたい.今後,このような点を更に精査し,実験と解析の間の土壌常数の相違についての考察を深めること,合わせてせん断応力ーせん断変位測定を実現する予定である.また,数値解析の高速化の準備として,既存の計算機環境を更新し,並列計算の準備を行なった.人工土モデル(MSM-L3モデル)の製作に時間がかかったが,この人工土モデルを用いて圧力ー沈下関係計測を行なう事ができた.詳細な締め固め条件についてはまだ未実施であるが,実験範囲についてのBekkerの土壌パラメータを得ることができた.一方,せん断応力ーせん断変位関係の計測については,実験においてMSM-L3モデルの自重による締め固め効果が不十分なことが明らかとなり,せん断応力が当初予想よりも小さいことが予想された.このため,SR-2型のせん断リングを流用するせん断応力計測装置のねじりトルクの見積りを再度検討する必要が発生したため,実験装置の完成には至らなかった.また数値解析について,ここ数年実施中の自前の3次元DEM解析ソフトの開発作業が完了していないため,オープンソースソフトとして使用できるYADEを用いることとし,テラメカニックスの相互作用問題への適用性を確認しながら準備を行った.このため,実験とほぼ同じ条件での圧力ー沈下解析を実施できたが,十分な解析パラメータの検証には至っていない.本年度は平板貫入の数値解析と乾燥砂ならびに昨年度製作したポリプロピレン製人工土モデル(MSM-L3モデル)を用いたせん断実験を行った.(1)数値解析は昨年度に引き続き,Bekker法の平板貫入計測に関するオープンソースの3次元DEM解析プログラムYADEを用いた数値解析によりMSM-L3モデルの要素密度を変えた場合の解析を行った.直径5mmの半径を重複させたL3モデルと同じ要素形状を作成し,実験と同じ円形土槽寸法内に要素を発生させて自重圧密を1秒間行ったのち,実験と同じ貫入速度1cm/sで2種類の寸法の円板を深さ10 cmまで貫入させた.