hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
胎生期肺組織移植による肺線維症治療の実験的検討 －豚肺線維症モデルを用いて－

胎性期肺組織の成体肺移植においてマウス、ラットおよび豚においてそれぞれの種において移植片は正常成体肺内に生着、分化することを認めた。ただし、生着した胎性期肺組織の分化の速度はそれぞれの種における胎性期の肺の分化、成長のスピードに依存していると考える。移植後にglucocorticoidを投与すると移植した胎性期肺組織ではコントロールと比較してエラスチンが増加し、生着・分化が促進した。病的肺への胎性期肺組織移植ではラット肺線線維症モデルでは生着を証明できたが、豚においては実証に至らなかった。今回の研究テーマの最終的な実験モデルはブタであるが、これまでの経験を踏まえて、適宜ラットやマウスでの関連実験を行いつつ、研究を進めている。現時点ではブタでの肺線維症モデルの完成には至っていない。その主たる要因として、肺線維症モデルの作成にあたっては、我々がこれまで実験を行ってきたラット肺線維症モデルに準じた経気道的投与を考えていたが、投与後の咳嗽により喀出される投与薬剤による研究者への薬剤暴露が問題となる可能性がでてきたため、現在その対策を進めているところである。一方で、ステロイド投与による胎生期肺組織の生着への影響をみる検討項目に関しては、ラットを用いた予備実験において次のことが明らかになった。レシピエント成体肺内に胎生期肺組織を注入移植した後に、レシピエントにbetamethasone(0.2mg/kg/day)を皮下に埋め込んだ浸透圧ポンプにより移植後0日から6日まで7日間持続投与すると、同様に7日間生食を投与した場合と比較して、移植した胎生期肺組織の生着と分化が促進された。特に肺胞レベルでの分化生着が、レシピエント肺組織との連絡という点で重要であると考えられた。気管支レベルの胎生期由来組織が分化した部分は、周囲のレシピエント組織と有効と考えられる連絡は認められなかったが、一方で、胎生期肺組織が肺胞に分化する領域においては、肺胞に分化、増殖し、レシピエントの肺胞と癒合し、肺胞内に含気を認めた。移植に用いる胎齢17日(腺様期)の胎生期肺組織は気管や中枢側の気管支が混入しないようにし、EMDM培地内で細切するが、これらを必ずしも完全に除去できていない場合には、成体肺内に生着した胎生期肺組織なかにドナー由来の軟骨が過形成を示す場合も認められた。本研究では、これまで我々がテーマとしている胎生期肺組織を用いて障害肺の組織修復を図るというこれまでの研究を、豚を用いて行い、大動物での知見を得ることが最終的な目標である。これまで我々はラットを用いてブレオマイシン誘導肺障害モデルにおける胎生期肺移植を行ってきた。ラットのモデルにおいては経気道的にブレオマイシンを投与することにより、肺にびまん性のmaildからmoderateな肺線維症モデルを用いて検討を行い、移植した胎生期肺組織がmaildからmoderateな線維化をきたした障害肺内で生着、分化することを示した。また、この時の検討では、ブレオマイシン誘導障害肺に移植した胎生期肺組織は、thyroid transcription factor-1とClara cellsecretory proteinの発現パターンが、正常の分化、成長過程での発現パターンと類似していることを示した。豚モデルにおいても、ラットで認められような現象が認められるものと想定している。しかし、豚においては実験個体への負担等を考慮してびまん性ではなく限局性に線維化の部分を作成することを試みている。豚のモデルにおける正常肺への胎生期肺組織移植においては、移植組織片が生着することをこれまでに確認している。ただし、豚の胎生期肺組織移植においてはレシピエントに対する免疫抑制を強力に行う必要がある。また、レシピエント内での移植胎生期肺組織片の分化速度は,生物種毎の本来の当該組織の分化、成長スピードに依存していると推察される現象を観察している。すなわち、豚においてはラット、マウスなどのげっ歯類に比べて成体肺内に移植した胎生期肺組織の分化、成長スピードがゆっくりしている。我々のこれまでの胎生期肺組織を障害肺内へ移植することにより、移植肺組織が障害肺で生着し、障害肺の修復にどのように寄与するかについての検討は、主にラットを用いて行ってきた。ラットにおいては経皮的に気管内にポリエチレンチューブ(内径0.2mm、外径0.5mm)を留置し、チューブ留置3日後に、ブレオマイシンを一回当たり0.5mL/kgを2時間おきに計4回投与する方法で行ってきた。このようにして作成した場合には、投与後4週間後に、ブレオマイシン投与肺における組織学的な線維化の程度はAshcroft socreでは平均2.0から2.5を示し、mildからmoderateな安定した線維化を示した(Ashcroftの最高値は8で組織学的にはtotal fibrous obliterationの状態)。コントロールとして生食を投与した群では組織学的に、ほぼ正常に近い肺胞構造を示し、線維化は認めなかった。このmaildからmodereteな肺の線維化を比較的びまん性に来した個体を安定して得られたのが以前我々が行ったラットでの実験である。線維化が高度になると胎生期肺組織移植実験に供する前に死亡したり、周術期の侵襲に耐えれない状況が生ずる。今回の豚における実験ではびまん性に肺線維症を惹起させるのではなく、個体の侵襲と負担を考慮して、一つの肺葉に限局的に肺線維症を生じさせて実験に供する予定としていた。

そのためにラットでは気管内にチューブを留置してブレオマイシンの経気道的散布を行ったのに対して、豚においては細径チューブを経皮的に肺内に刺入し、ブレオマイシンを注入する方法を考えていたが現時点では当初に想定したような結果は得られていない。これまで我々は肺の組織修復・再生を目的として胎生期肺組織に着目して胎性期肺組織移植の実験的検討を行ってきた。胎生期肺組織の特徴として胎生期肺組織のi)肺への分化の方向付けがなされている,ii)増殖能が旺盛である,iii)“足場“となる細胞が存在することであり、その結果として成体肺内に胎性期肺組織を移植した場合には、移植した胎性期肺組織が成体肺内で生着し、分化、成長すると考えられる。成体肺組織を成体肺内に移植しても生着し難い。ラットでの検討では、移植胎性期肺組織の生着範囲を、SRY遺伝子をFISH法で検出する方法で検討した。ブレオマイシン誘導肺線維症肺を作成し、胎性期肺組織を移植する検討では、障害肺内に移植した胎性期肺組織が生着することを示した。移植した胎性期肺組織が成体肺内に生着し、分化、成長していく状況を観察すると気管支の分岐が形成されてゆく。TTF-1で染色すると、気管支の先端部分にTTF-1が発現しており、気管支の延伸と共にTTF-1の好染部分も移動してゆく。正常の肺の発生で認められるような気管支の分岐を模倣した分岐が、移植した胎性期肺組織移植組織の中においても認められる点に関しては大変興味がある。Airway branchingに関してはRJ Metzgerらが3つのサブルーチンプログラムを利用して成長していくことが示されているが、この仕組の発動機序は、反応拡散モデルにより説明できる可能性があると考える。すなわち、胎性期組織移植では、足場となる間質も移植されており、気管支の成長する場では気管支と周囲の間質間での促進物質と抑制物質の相互作用(反応拡散)が起こり得る環境が存在しているからであると考える。豚でも胎性期肺組織が生着するが、生着は容易ではない。豚では用いるドナーとレシピエントのMHCの差により免疫抑制療法を施行する必要があるためと考えている。胎性期肺組織の成体肺移植においてマウス、ラットおよび豚においてそれぞれの種において移植片は正常成体肺内に生着、分化することを認めた。ただし、生着した胎性期肺組織の分化の速度はそれぞれの種における胎性期の肺の分化、成長のスピードに依存していると考える。移植後にglucocorticoidを投与すると移植した胎性期肺組織ではコントロールと比較してエラスチンが増加し、生着・分化が促進した。病的肺への胎性期肺組織移植ではラット肺線線維症モデルでは生着を証明できたが、豚においては実証に至らなかった。ブタにおける肺線維症モデルの作成が遅れている。その一つの要因として、経気道的に投与したブレオマイシンが咳嗽時に喀出された際に研究者がブレオマイシンに暴露される恐れがある点である。この点に関しては、研究者の防護具の着用と、経気道的投与方法の変更を考慮している。単純に気管支鏡を目的とする肺葉気管支にウエッジし、気管支鏡のチャンネル孔よりカテーテルを挿入しブレオマイシンを注入するとしていた方法の変更を考慮している。
蛍光プローブ法を利用したDNAータンパク質複合体に関する研究

DNAとタンパク質との複合体形成は、生体内での遺伝情報伝達のさまざまな過程で重要な役割を演じている。したがって、それら複合体の形成機構や構造を明らかにすることは、遺伝情報発現や制御機構の本質的な理解を深めるとともに特にその制御を人為的に行うための不可欠な知見を与える。DNA-タンパク質複合体の構造は、X-線結晶解析やNMRによる解析がすすめられいくつかの系でタンパク質によるDNAの特異的認識機構に対する理解が深まりつつある。このような状況のもと、DNA-タンパク質複合体をより簡便にモニターしその形成機構を詳細に理解するための新しい方法を開発することは重要な検討課題である。本研究では、蛍光プローブを有効に活用してDNA-タンパク質複合体形成を解析する新しい方法の開発をめざす。ダンシル基を糖2'位に有するオリゴヌクレオチド誘導体に着目して研究を進める。このオリゴヌクレオチド誘導体の特徴は、近接したタンパク質中のトリプトファン残基より特異的にオリゴヌクレオチド誘導体中のダンシル基に蛍光エネルギー移動が起こると期待できることにある。この性質を有効に活用することによりDNA-タンパク質複合体形成の平衡解析とともにダイナミックスの解析に焦点を絞り検討を行う。ダンシルアミノウリジンのホスホロビスアミダイ体をDNA自動合成機に適用可能なモノアミダイト誘導体に変更してダンシルDNAを得るための一般的方法を確立した。一方、本研究で用いるモデルDNA結合タンパク質としてHinのDNA結合領域である52アミノ酸残基のペプチド(Hood,L.E.;Steiz,T.A.et al.,Science1987,235,777)を選択し、その化学合成と修飾を開始した。このペプチドはDNAメジャーグローブ側に結合しN端に導入した官能基はDNA結合領域に隣接するマイナ-グローブに位置することが、修飾ペプチドによるDNA切断解析によって明らかにされている(Dervan,P.B.et al.,Biochemistry1992,31,9399)。さらに、このことは、X-線結晶構造解析により確認された(Dickerson et al.,Science1994,263,348)。したがって、このN端にダンシル蛍光発色団に対するエネルギー供与体(トリプトファン)あるいは受容体(フルオレセイン)を導入したペプチドを本研究の目的に応じて設計できることになる。現在、このDNA-タンパク質複合体について検討中である。
C帯偏波フェーズドアレイ気象レーダのシステムデザイン

Cバンド偏波フェーズドアレイ気象レーダのシステムに関して,数値計算に基づく検討を行った,アンテナ素子にパッチアンテナを用いて,送信周波数を5.3[GHz]とし,偏波分離特性を示す交差偏波識別度(XPD)を考慮し設計した.XPDの目標値を22[dB]以上と設定したが,方位角-4545[deg]において仰角20[deg]程度まで確保することができた.また,設定したパッチアンテナを用い平面型,円柱型,半球型のアレイ形状を設計した.各アレイ形状での素子数は,受信部で開口径2.8×2.8[m]でそれぞれ10000,10900,11060,送信部で開口径0.84×0.84[m]でそれぞれ900,930,931となっている.実装時の4分の1を用いて,方位角-4545[deg],仰角090[deg]を観測範囲とし,それぞれの特徴として,平面型はチルト角(本研究では10[deg])をつけることが可能,円柱型は方位角方向でアンテナパターンが一定,半球型は全方向でアンテナパターンが一定であることがあげられる.設計したアレイのアンテナパターンにおいて,平面型と円柱型で仰角の上昇に伴いサイドローブレベルの上昇とビーム幅の広がりによる劣化が表れた.また平面型では方位角の上昇においても同様にアンテナパターンの劣化が表れた当初の計画通り,Cバンドフェーズドアレイ気象レーダのシステム設計が進んでいる.また,信号処理検討に関しても,圧縮センシング理論を用いたデータ圧縮,ドップラー領域での局在性を利用した信号処理による高解像度化など,当初想定した以上に良好な結果がえられつつあることから,概ね順調に進展していると思われる.今後,引き続き,1)Cバンド偏波フェーズドアレイ気象レーダのシステム設計,2)信号処理による高解像度化,3)送信方式等の検討による高分解能化等の検討を多方面から行ったいくことになる.特に,クラッターを考慮したビーム形成手法の検討や圧縮センシング理論による検討など,有効と思われる検討が進んでおり,こうした側面からの検討を深化させ,遠距離での観測性能の向上を目指していくこととしたい.局地的な豪雨や竜巻など,地球温暖化や都市化の進行と共に,気象災害の防止に対する社会的な重要度は年々増している。本研究では,気象庁等での導入が期待されている次世代のC帯偏波フェーズドアレイ気象レーダの研究開発を行う。検討するレーダは,機械的な走査方法を一切用いない,マルチビームが可能な固定型のデジタルビームフォーミング技術を用いたフェーズドアレイレーダ方式である。そのため,アレイ形状や信号処理,ビームスケジュール等のシステムシミュレーションを実施,C帯偏波フェーズドアレイレーダの実現を想定して,竜巻や豪雨の予測改善・雨量精度向上の評価を行う。固定型C帯二重偏波フェーズドアレイレーダに用いるアンテナ素子として,フェーズドアレイ方式で開発が容易であることから一般的に用いられているパッチアンテナを選択した。アレイ形状は平面型,円柱型,半球型を検討し,平面型ではチルト角10[deg]をつけたものを想定した.素子間隔は半波長である2.8[mm]としそれぞれの形状において開口径を0.84×0.84[m]に合わせた送信部と,2.8×2.8[m]に合わせた受信部によって得られるアンテナパターンを用いて降雨観測のシミュレーションを行った。また,比較の対象として,現行のパラボラタイプのC帯二重偏波レーダを想定して同様のシミュレーションを行った。シミュレーションの結果より,半球型のアレイを用いることにより,高い時間分解能を維持したうえで,現行の二重偏波レーダと同等の精度で観測を行えることを示した。本研究では,アンテナ素子の設計から開始し,アレイ形状を平面型,円柱型,球型の3種を考えて,偏波観測精度の検討を行うことができた。当初考えていた計画以上に,パラボラ型のアンテナが全天観測を行うのにかかる時間が1382[sec]と時間分解能が低いのに対し,設計した固定型c帯二重偏波フェーズドアレイレーダにおいては38.4[sec]と非常に高い時間分解能を実現していることなどがわかった。また,圧縮センシング理論を応用した高解像度化アルゴリズムの検討なども立命館大のグループを中心に進んでいることから,順調に進捗していると判断することができる。Cバンド偏波フェーズドアレイ気象レーダのシステムに関して,数値計算に基づく検討を行った,アンテナ素子にパッチアンテナを用いて,送信周波数を5.3[GHz]とし,偏波分離特性を示す交差偏波識別度(XPD)を考慮し設計した.XPDの目標値を22[dB]以上と設定したが,方位角-4545[deg]において仰角20[deg]程度まで確保することができた.また,設定したパッチアンテナを用い平面型,円柱型,半球型のアレイ形状を設計した.

各アレイ形状での素子数は,受信部で開口径2.8×2.8[m]でそれぞれ10000,10900,11060,送信部で開口径0.84×0.84[m]でそれぞれ900,930,931となっている.実装時の4分の1を用いて,方位角-4545[deg],仰角090[deg]を観測範囲とし,それぞれの特徴として,平面型はチルト角(本研究では10[deg])をつけることが可能,円柱型は方位角方向でアンテナパターンが一定,半球型は全方向でアンテナパターンが一定であることがあげられる.設計したアレイのアンテナパターンにおいて,平面型と円柱型で仰角の上昇に伴いサイドローブレベルの上昇とビーム幅の広がりによる劣化が表れた.また平面型では方位角の上昇においても同様にアンテナパターンの劣化が表れた当初の計画通り,Cバンドフェーズドアレイ気象レーダのシステム設計が進んでいる.また,信号処理検討に関しても,圧縮センシング理論を用いたデータ圧縮,ドップラー領域での局在性を利用した信号処理による高解像度化など,当初想定した以上に良好な結果がえられつつあることから,概ね順調に進展していると思われる.平成30年度においては,前年度行った結果をさらに進めて,2次元アレイ形状に基づいた偏波位相差(KDP),レーダ反射因子差(ZDR),偏波間相関係数,垂直レーダ反射因子,水平レーダ反射因子等の偏波パラメータの精度を議論する。さらに,C帯レーダのパルスヒット数やパルス繰り返し周波数などレーダシステムの総合的なトレードオフ検討を行い,成立性と精度を議論する。また,圧縮センシング理論に基づいたデータ圧縮と空間情報再現のための検討だけでなく,ドップラー周波数領域における降雨エコーの局在性に着目した空間分解能向上の検討を行う。また,気象庁などのユーザ側でどのような運用が求められているのか,ヒアリングを行い,フェーズドアレイ気象レーダの現業業務へのインパクトと優位性に関して議論を進める。さらに,現在C帯,X帯,Ku帯,Ka帯など,多くの周波数帯における気象用途のレーダが開発,運用されている。こうした現状を整理し,今後の気象レーダのあるべき姿を議論する。今後,引き続き,1)Cバンド偏波フェーズドアレイ気象レーダのシステム設計,2)信号処理による高解像度化,3)送信方式等の検討による高分解能化等の検討を多方面から行ったいくことになる.特に,クラッターを考慮したビーム形成手法の検討や圧縮センシング理論による検討など,有効と思われる検討が進んでおり,こうした側面からの検討を深化させ,遠距離での観測性能の向上を目指していくこととしたい.
小型焼却炉からの廃熱回収に関する研究

小型焼却炉煙突内の排ガスからの廃熱回収のために、低沸点媒体であるフロン系HFC245fa単一作動媒体と、炭化水素系のPropaneあるいはButaneとHFC245faとの質量分率50%の混合作動媒体を用いた廃熱回収システムの熱交換器の設計計算を行い、発電・給湯システムの可能性について検討した。実際に利用できる焼却炉煙突入口の排ガス温度が約800°Cであり、廃熱回収熱交換器出入口の作動媒体の温度と圧力及び質量流量を計算条件として与え、煙突内の排ガスの温度分布、熱交換器内の媒体の温度分布、必要な熱交換器長さを熱交換器設計シミュレーションプログラムにより算出した。本計算条件で回収できる熱量の計算値は最大で10kWであり、熱交換器の外径12.7mm、内径10.7mmで螺旋角5°、螺旋径300mmとした場合は、必要な長さは15m、煙突内への設置高さは1.3mとなり、想定している煙突の内径300mm、高さ2.5m内に設置できる結果となった。また、計算で得られた15mの螺旋管熱交換器を試作し、媒体として水を用いてポンプ循環ループにより圧力損失を測定し、圧力損失は小さいことを確認した。さらに、Refpropにより作動媒体の温度Tと比エントロピーsのT-s線図を作成し、廃熱回収熱交換器内圧力を1MPa及び2MPa、復水器(凝縮器)内圧力を0.1MPaとしたランキンサイクルを検討し、HFC245fa単一媒体と、ButaneとHFC245faの混合媒体は、温度と圧力の関係から小型焼却炉廃熱を利用するバイナリー発電用の媒体として利用できることを示した。これらの事より、エネルギーの地産・地消を目指す分散型発電システム及び給湯システムの熱源として小型焼却炉からの廃熱利用の可能性を示すことができた。
X線結像光学系評価法

本研究は各種の現存する光学計測装置を改造整備して種々の光学素子の特性研究に対応すること(三谷,前沢,渡辺,小川原,加藤,宮原,太田),及び大曲率非球面鏡の三次元曲率測定法の開発研究(佐藤,東)の2つに大別される。前者のうち,軟X線光学素子性能評価装置(三谷)では検出器駆動系のモ-タ-,エンコンダ-を増強し信頼性と読取精度の向上をはかりグリスホッパ-分光器出射光の偏光度測定を行った。同装置用軟X線高純度単色計(前沢)では元年度製作済の単色計内部に納めるミラ-の詳細設計製作をし設置調整と単色計全体の組立て動作真空試験を実施した。プラズマ機器較正用ビ-ムライン(渡辺,桜井)では回析格子の交換,イオンチェンバ-の改良を行ない多層膜の反射率測定,各種検出器の絶対感度較正を行うことが出来,実用の域に達した。宇宙研平行X線源(小川原,紀伊)では平行X線を利用しキャンパス移転に備えて鏡の表面粗さ,面形状測定等性能評価の検討を行った。レ-ザ-プラズマX線源(加藤)では重いタ-ゲット物質から放出されるX線スペクトルの絶対強度測定及びデ-タベ-ス確立のための理論解析を行った。光電子放出による表面界面の評価(宮原)では購入した装置と既設光電子分光試料槽を組み合せ白金コ-トSiCミラ-の清浄及び劣化表面からの光電子収量の差が40%以上であることを見出だした。表面EXAFS,X線定在波法による表面界面の評価(太田)では高工研放射光施設二結晶分光器を用いてNi(100)面に塩素を付着させた表面の構造解析を行い,塩素付着によってNi表面第1層が外部に向けて0.2A^^°延びていることを見出だした。三次元曲面形状評価法(佐藤,東)では元年度に試作した2周波レ-ザ-を用いた光ヘテロダイン干渉計の検討と改良を行い曲率50mmの凹面鏡の測定を10nm以下の精度で測定できることを確めた。また大寸法ミラ-表面を小領域に分割して測定するための部分分割測定法のアルゴリズムを検討した。
「在来的経済発展」の国際比較-都市中小工業を中心として

本研究は、近代日本の経済発展過程には、工場制工業に代表される、西欧からの技術移転に基づく「近代」的な産業発展とともに、必ずしも工場制をとらない中小作業場の発展が重要であったことを、都市小工業のケース・スタディを通じて明らかにした。その基盤には、業主と家族労働に担われた「小経営」を基盤とする生産組織の存在があり、それは西欧とは異なる発展経路の特徴を示すものであった可能性も、比較研究の中から指摘した。本研究は、都市小工業史・労働市場史に関する国際比較の試みである。1)研究の枠組み作りの一環として、ベンチマークとなる日本の都市小工業に関する筆者のこれまでの研究を、グローバル・ヒストリーの中に位置づける作業を行い、8月に開催された14^<th>International Economic History CongressのSession79(フィンランド・ヘルシンキ大学)で報告した。その内容の一端は、「戦間期日本における都市型輸出中小工業の歴史的位置-在来的経済発展との関連」(中村哲編『近代東アジア経済の史的構造:東アジア資本主義形成史III』)として2007年4月に刊行された。2)都市工業のケーススタディの対象となる玩具工業に関しては、(1)東京玩具工業史に関する業界関係者にアプローチし、インタビュー計画を策定した。(2)ドイツ、イギリスの玩具工業関係の統計データの収集を開始した。(3)都市労働市場史に関しては、(1)ロンドンのセンサス集計データの入力作業を開始し、1851-1901年間のロンドンの労働市場に関するデータ・べ一スを作成した。(2)ロンドン・バーミンガムの18511901年の期間のセンサス個票を収集し、記載内容の検討を行った。(3)London School of Economics and PoliticalScience図書館所蔵のNew Survey of Londonについて、すでにデジタル化されている部分についてはデータ・べ一スを入手し、それ以外の部分については、デジタルカメラによって撮影を行った。4)そのほか、戦間期ロンドンの工場統計、イギリス関税委員会史料など、イギリスの都市労働市場および玩具工業関連の一次資料の収集を行った。2)都市工業のケーススタディの対象となる玩具工業に関しては、(1)東京玩具工業史に関する業界関係者にアプローチし、3名の問屋関係者にインタビューを行った。(2)ニュルンベルグ、ミュンヘンおよびロンドンにおいて、ドイツ玩具工業関係の資料および統計データを収集した。3)都市労働市場史に関しては、ロンドンのセンサス集計データの入力作業が終了し、1851-1931年間のロンドンの労働市場に関するデータ・ベースがほぼ完成した。4)そのほか、大都市における工業発展比較の観点から、19世紀末から20世紀前半のパリの産業発展に関する資料蒐集を行った。本研究では、日本の経済発展の経験から帰納的に導き出された「在来的経済発展」パターンの独自性の程度を、都市小工業の国際的な比較研究によって計ることを課題としている。本年度は、直接の比較対象産業とした玩具工業について、最大の玩具輸出国であったドイツの主要生産地ニュルンベルグ(バイエルン州)で2度目の現地史料調査を行い、同時代の調査報告および地方政府レベル統計書といった、現地でなくては入手できない統計類の収集を行い、それらのデータのデータベース化を行った。また、大都市(metropolis)における都市小工業史比較のため、ロンドンに関する1851-1931年のセンサス統計の収集と入力作業を行い、データベースがほぼ完成した。これらのデータを、筆者がこれまでに手がけた戦前期東京の都市小経営研究および輸出中小工業研究(玩具工業史を含む)と比較することで、戦前期日本の玩具工業は、ドイツに比べても規模の零細性を維持したまま国際競争力を獲得しつつあったこと、また、大都市立地としての共通性を有しつつも、戦間期東京の都市工業が、自営業就業率や女性中高年齢就業割合の高さなど、ロンドンにはない固有の労働力構成の特徴を有していたことが浮き彫りとなってきた。これらの成果により、「在来的経済発展」の特徴は、近代日本の非農村地域-都市部-でも観察され、かつそれは、産業の特性や都市立地一般に解消できないことが示されつつあるといえる。こうした事実発見を、近年グローバル・ヒストリーの視点から提起されている「労働集約的工業化」論をも念頭におきつつ、日本の産業発展パターンとして、より広い文脈に位置づけることが次の課題となる。
プロトン-電子連動型錯体による分子デバイスの創成

電子を媒体とするエレクトロニクスは、物理や化学の学問分野を基礎として、コンピューターや情報伝達機器など、私たちの文明にとって必要不可欠なあらゆる機器の動作原理を担っている。しかし、現在ナノサイエンス・ナノテクノロジーの発展により、コンピューターや電子機器内部の素子がナノレベルを超えて微小化され、分子・原子レベルで、もはや電子の量子トンネル効果を無視できなくなってきた。また、混合原子価状態をもつ水素結合型PCET錯体は、外圏的な金属イオン間の電子移動と水素結合したプロトンの移動がカップルした、新しいタイプの機能性材料を作ることができる。混合原子価状態をもつ金属錯体として、可逆な多段階の酸化還元電位をもつRe錯体(ReII〓ReIII〓ReIV)を採用し、そのReIIIとReIV価の混合原子価錯体をHbim-配位子で水素結合させたダイマー錯体を設計し、[ReIIIC12(PPr3)2(Hbim)][ReIVC12(PPr3)2(bim)](3)を合成した。この錯体は1つのNH...N型のイミダゾール型の水素結合でRe(III)Re(IV)の混合原子価錯体が連結しており、結晶中で外圏的な混合原子価の電子移動と水素結合のプロトン移動が連動した初めての錯体となる。X線結晶構造解析により、水素結合型のプロトンが1つにブロード化しており、低温にするとダブルポテンシャルが現れる。また、結晶中ではRe(III)とRe(IV)錯体の区別は付けられず、電子移動とプロトン移動で揺らいでいるものと考えられた。30Teまでの高磁場では典型的なS=1/2のは強磁性を示しており、低温でのESR測定では17K20Kで6本から12本への分裂が観測された。一方、誘電率の測定では4Kでも誘電率ε=20005000を示し、極低温でも常誘電相(強誘電相)をとっているものと考えられ、量子的な効果によりプロトンが低温まで揺動している可能性を示すことが分かった。交付申請の時に比較して、プロトン移動と電子移動が連動している結果をX線構造解析の温度変化、および誘導体の合成で確認することができた。また、共同研究によって混合原子価間の磁気的な相互作用やESRなどによる電子的なカップルについての特性を得ることに成功した。しかし、誘電率のデータがまちまちであり、サンプル依存性を示すことが考えら得る。さらに、中性子線による研究がメインとなるはずであったが、震災によって中性子の測定を行うことができなかった。本研究を遂行する上での問題点は、やはり中性子線による構造解析データの測定ができなかったことにより問題点が大きい。中性子による測定で、プロトン移動については証明することができる、。また、4Kの極低温での中性子線結晶構造解析を行うことができるため、17K20Kの転移挙動がどのようなものなのか決着を付けることができるであろう。さらに、デバイスを利用した1分子での誘電物性測定を行うことができれば、分子デバイスとしての可能性が広がったはずである。まず、プロトン移動とカップルした電子移動系PCETの機能をもつ分子素子を光の相互作用で駆動させるために、金属錯体に価数互変異性を持つオルトキノイド型配位子の導入を計画した。目的とする分子は[RuIII(Hbim)(SQ)2]2(1)の合成である。RuイオンのdπLUMOとキノイド骨格のpπHOMO(SOMO)がエネルギー的に非常に接近しているため、混成軌道が錯体全体に広がっており、紫外光などの物理的な条件でHOMOからLUMOへと電子が移動し、Ruイオンの酸化数をRuIIIからRuIIへ変化させる現象である。単離結晶化は成功したが、現在大量合成に従事しているところである。混合原子価状態をもつ金属錯体として、可逆な多段階の酸化還元電位をもつRe錯体(ReII⇔ReIII⇔ReIV)を採用し、そのReIIIとReIV価の混合原子価錯体をHbim-配位子で水素結合させたダイマー錯体を設計し、[ReIIIC12(PPr3)2(Hbim)][ReIVC12(PPr3)2(bim)](3)を合成した。その誘電機能性を確認した。

混合原子価状態をもつ金属錯体として、可逆な多段階の酸化還元電位をもつRe錯体(ReII〓ReIII〓ReIV)を採用し、そのReIIIとReIV価の混合原子価錯体をHbim-配位子で水素結合させたダイマー錯体を設計し、[ReIIIC12(PPr3)2(Hbim)][ReIVC12(PPr3)2(bim)](3)を合成した。この錯体は1つのNH...N型のイミダゾール型の水素結合でRe(III)Re(IV)の混合原子価錯体が連結しており、結晶中で外圏的な混合原子価の電子移動と水素結合のプロトン移動が連動した初めての錯体となる。X線結晶構造解析により、水素結合型のプロトンが1つにブロード化しており、低温にするとダブルポテンシャルが現れる。また、結晶中ではRe(III)とRe(IV)錯体の区別は付けられず、電子移動とプロトン移動で揺らいでいるものと考えられた。30Teまでの高磁場では典型的なS=1/2のは強磁性を示しており、低温でのESR測定では17K20Kで6本から12本への分裂が観測された。一方、誘電率の測定では4Kでも誘電率ε=20005000を示し、極低温でも常誘電相(強誘電相)をとっているものと考えられ、量子的な効果によりプロトンが低温まで揺動している可能性を示すことが分かった。交付申請の時に比較して、プロトン移動と電子移動が連動している結果をX線構造解析の温度変化、および誘導体の合成で確認することができた。また、共同研究によって混合原子価間の磁気的な相互作用やESRなどによる電子的なカップルについての特性を得ることに成功した。しかし、誘電率のデータがまちまちであり、サンプル依存性を示すことが考えら得る。さらに、中性子線による研究がメインとなるはずであったが、震災によって中性子の測定を行うことができなかった。本研究を遂行する上での問題点は、やはり中性子線による構造解析データの測定ができなかったことにより問題点が大きい。中性子による測定で、プロトン移動については証明することができる、。また、4Kの極低温での中性子線結晶構造解析を行うことができるため、17K20Kの転移挙動がどのようなものなのか決着を付けることができるであろう。さらに、デバイスを利用した1分子での誘電物性測定を行うことができれば、分子デバイスとしての可能性が広がったはずである。
繊維強化熱可塑性樹脂および衝撃吸収構造を用いた軽量・薄型フェイスガードの開発

顎顔面骨折はスポーツ中の外傷として頻発するものの一つであり、フェイスガード(以下、FG)は受傷した競技者の患者を確実に保護し、早期の競技復帰を果たすために用いられる一時的な患部保護具である。FGに求められる要件は安全性と競技者のパフォーマンスへの影響に大別される。現状、安全性に対する問題の報告が少ないが、視野が妨げられることやズレ等のパフォーマンスへの影響に不満が多く、安全性を保ちつつ軽量かつ薄いFGが求められている。現在、FGは硬質な熱可塑性樹脂で作成されたコア材の両面を軟質のクッション材で覆う三層構造を取られていることが多い(競技によっては二層でも可)。コア材に関しては、熱硬化性の繊維強化樹脂も用いられている例が報告されているが、作成の技術・コストがかかることからあまり用いられていなかった。一方、繊維強化熱可塑性樹脂が自動車業界、スポーツ器具業界等で注目を浴びており、コストも下がりつつある。繊維熱可塑性樹脂を用いることができれば、作成に求められる技術、時間が大きく下がり、利便性が向上する。そこで、繊維強化熱可塑性樹脂の利用やコア材の構造を改良することで安全性を保ちつつ、軽量かつ薄いFGの作成を目指している。今年度(2018年度)は、1.高速度カメラでの衝撃試験の観察及びデジタル画像相関法による歪み測定、解析を行い、繊維強化熱可塑性樹脂を用いることの利点を説明する結果を得て、その成果で学会発表を行った。2.シミュレーションのためのパラメータを得るために高速度引張試験等の測定を行った。3.前年度、得た市販の繊維強化熱可塑性樹脂でFGが簡便に作成可能なこと、薄型化、軽量化、安全性維持を示唆する結果を用いて、論文執筆中を行い、投稿前の段階までに進んだ。今年度の研究は、やや遅れていた。繊維強化熱可塑性樹脂及び繊維強化されていない熱可塑性樹脂の衝撃試験時の歪み分析を高速度カメラでの衝撃試験の観察及びデジタル画像相関法による歪み測定、解析を行い、それぞれの違いを見いだした。その結果で学会発表を行った。また、前年度までに市販の繊維強化熱可塑性樹脂でのフェイスガードの作成も検討し、軽量化、安全性維持を示唆する結果を得ていたため、その結果をまとめ、論文投稿直前まで準備したが、従来の予定では、論文投稿までいく予定であった。遅れの原因は、論文投稿にあたって追加実験を要したためである。今年度中に論文投稿を行う予定だったが、追加実験等が必要となったため、投稿するまでには至らなかった。次年度は、今年度までの研究結果を基に、学会発表及び論文執筆を進め、次年度中の論文投稿を行う。本年度は、1.外傷部に直接衝撃が加わらないようにスペースを設けた構造を有し、スペース部を自作の繊維強化熱可塑性樹脂で補強することで、熱可塑性樹脂を用いたFGよりも薄型化、軽量化でき、衝撃試験の結果によると安全性も良好である結果を得た。論文執筆、投稿を行い、雑誌に受理された。(https://doi.org/10.1155/2018/6503568)2.市販の繊維強化熱可塑性樹脂でFGが簡便に作成可能なこと、薄型化、軽量化、安全性維持を示唆する結果を得た。現在、論文執筆中で次年度中の投稿を目指している。本年度の研究は、おおむね順調に進展した。フェイスガードの構造の工夫(外傷部に直接衝撃が加わらないようにスペースを設けた構造)及びそのスペース部を自作の繊維強化熱可塑性樹脂で補強することで、一般的な熱可塑性樹脂で作成した場合より薄型化、軽量化でき、衝撃試験の結果によると安全性も良好である結果を得て、論文発表を行った。一方、自作の繊維強化熱か性樹脂では生産性や入手性が劣るため、市販の繊維強化熱可塑性樹脂での作成も検討した。その結果、簡便に作成可能なこと、軽量化、安全性維持を示唆する結果を得た。現在、論文執筆中である。

FGに求められる要件は安全性と競技者のパフォーマンスへの影響に大別される。現状、安全性に対する問題の報告が少ないが、視野が妨げられることやズレ等のパフォーマンスへの影響に不満が多く、安全性を保ちつつ軽量かつ薄いFGが求められている。現在、FGは硬質な熱可塑性樹脂で作成されたコア材の両面を軟質のクッション材で覆う三層構造を取られていることが多い(競技によっては二層でも可)。コア材に関しては、熱硬化性の繊維強化樹脂も用いられている例が報告されているが、作成の技術・コストがかかることからあまり用いられていなかった。一方、繊維強化熱可塑性樹脂が自動車業界、スポーツ器具業界等で注目を浴びており、コストも下がりつつある。繊維熱可塑性樹脂を用いることができれば、作成に求められる技術、時間が大きく下がり、利便性が向上する。そこで、繊維強化熱可塑性樹脂の利用やコア材の構造を改良することで安全性を保ちつつ、軽量かつ薄いFGの作成を目指している。今年度(2018年度)は、1.高速度カメラでの衝撃試験の観察及びデジタル画像相関法による歪み測定、解析を行い、繊維強化熱可塑性樹脂を用いることの利点を説明する結果を得て、その成果で学会発表を行った。2.シミュレーションのためのパラメータを得るために高速度引張試験等の測定を行った。3.前年度、得た市販の繊維強化熱可塑性樹脂でFGが簡便に作成可能なこと、薄型化、軽量化、安全性維持を示唆する結果を用いて、論文執筆中を行い、投稿前の段階までに進んだ。今年度の研究は、やや遅れていた。繊維強化熱可塑性樹脂及び繊維強化されていない熱可塑性樹脂の衝撃試験時の歪み分析を高速度カメラでの衝撃試験の観察及びデジタル画像相関法による歪み測定、解析を行い、それぞれの違いを見いだした。その結果で学会発表を行った。また、前年度までに市販の繊維強化熱可塑性樹脂でのフェイスガードの作成も検討し、軽量化、安全性維持を示唆する結果を得ていたため、その結果をまとめ、論文投稿直前まで準備したが、従来の予定では、論文投稿までいく予定であった。遅れの原因は、論文投稿にあたって追加実験を要したためである。今まで研究結果を基に、学会発表及び論文執筆を進めており、次年度中の投稿を目指している。次年度も、構造、材料を引き続き検討していくが、それに加えて、高速度カメラでの衝撃試験の観察、高速度引張試験等の新たな分析やシミュレーションを活用した効率的な材料、構造検討方法も進めていく予定である。また、得られている知見を基に作成したフェイスガードを用いて、圧力・加速度・角速度センサーを用いたブレのチェック、フィールドテスト、アンケート調査等を検討中である。その他に同様に保護具であるマウスガード等にも同様の得られた知見、技術が活かせないか検討中である。今年度中に論文投稿を行う予定だったが、追加実験等が必要となったため、投稿するまでには至らなかった。次年度は、今年度までの研究結果を基に、学会発表及び論文執筆を進め、次年度中の論文投稿を行う。3Dプリンタリース代を見込んでいたが共同研究者に所有している装置があることが判明し、リースをする必要がなくなった。余ったお金は論文の成果発表等に用いる。当初、今年度中に論文投稿を行う予定であったが、追加実験等で予定が遅れた。次年度に追加実験及び論文投稿を行う。
Gaborフィルタを用いた手書き文字認識システムの設計と性能評価

1.Gaborフィルタの最適化手法の研究識別性能の意味で最適なGaborパラメータ値を設定する手法として、実験計画法に基づく応答曲面法とエネルギー関数法の有効性を検討した。手書き数字を用いた計算機実験により、総当たり的にパラメータ値を評価する従来手法に比べて両手法が識別性能の意味で最適なパラメータ値を与えることを示した。さらに計算機実験により、応答曲面法が短時間で最適化できることを示した。これらのことから、手書き文字認識のためのGabor特徴抽出系を最適化する手法として応答曲面法が有効であることがわかった。2.最近傍識別器の高速化手法の検討手書き文字のGabor特徴を高精度に識別する最近傍識別器を高速化する手法を検討した。さらに高速化のために、各次元の分散で次元ソートを行ったPDS法を各高速化手法に組み込む手法を提案した。手書き数字を用いた実験により、提案手法を導入した最近傍識別器は従来の高速化手法に比べて20%40%高速化できることが示された。さらに、提案手法を導入したMPS法は通常の最近傍識別器の10%の時間で識別できることを示した。以上のことから、最近傍識別器の高速化手法として提案手法を組み込んだMPS法が有効であることが分かった。3.本システムの評価上で得られた結果および昨年度までに得られた知見を基に手書き文字認識システムを設計した。そして手書き数字を用いた評価実験を行い、本システムが従来手法の10分の1の時間で高精度の識別を行えることを示した。1.実験計画法に基づくGaborフィルタの最適化手法について識別性能の意味で最適なGaborパラメータ値を設定する手法として、実験計画法に基づく手法を検討した。手書き数字を用いた計算機実験によって本手法は、総当たり的にパラメータ値を調べていた従来手法に比べて実験総数が少なく、応答曲面法を用いることで従来手法よりも最適なパラメータ値を設定できることがわかった。また、本手法により、従来手法では分析できなかったパラメータ間およびパラメータと識別性能との関係をも調べることができた。一方、パラメータの最適化が必要なRDA識別器とGabor特徴抽出系の同時最適化問題に対しても実験計画法を適用し、RDA識別器のパラメータとGaborパラメータとの関係を分析することで、特徴抽出系と識別系の同時最適化が必要であるか、あるいは個別最適化が可能であるかを判定できることを示した。2.最近傍識別器のためのベクトル量子化法および高速化手法ついてGabor特徴のための識別系として最近傍識別器の識別性能が高いことが示されている。しかしながら最近傍識別器は識別に時間がかかり、実際に使用するには高速化が必要である。最近傍識別器のための高速化手法には、距離計算の一部を省略するアプローチと、距離計算を行う必要のある参照サンプルを絞り込むアプローチ(ベクトル量子化法を含む)に大別される。本研究では計算機実験により、高次元データに対しては距離計算の一部を省略する手法が、サンプル数が大きい場合には参照サンプルを絞り込む手法がそれぞれ高速であることを示した。特に手書き数字から得られる高次元Gabor特徴に対しては、距離計算の一部を省略する手法の一つであるMPS法が高速な識別を行うことを示した。
FA架橋によるヒストンH3及びH4テール依存的クロモネマファイバー構造の検出

フォルムアルデヒド(FA)によるin vivoクロモネマファイバーの維持とそのヒストンテール依存性の解析を行った。まず、in vivoのクロマチン構造であり、ヌクレオソームよりも高次の構造であるクロモネマファイバー構造の生化学的な検出をFA架橋により試みた。FA架橋の効果をクロマチンのリンカーDNAを切断するMNase(マイクロコッカルヌクレアーゼ)感受性を指標に解析した。細胞に対して、FAを0.25%から5%濃度で作用させた後、MNaseによるクロマチンリンカーDNAの切断を行った。その結果、濃度依存的に、MNaseに対する感受性の低下が全クロマチンDNAで観察された。また、PCRにより特定のクロマチン領域においても1.5%FA架橋により同様な結果が得られた。これらの結果から、FA架橋がクロマチン構造を固定していることが示唆された(昨年度研究実績)。そこで、このFA架橋によるクロマチン構造の維持がヒストンテールに依存しているかを、ヒストンテール欠損細胞を用いて調べた。その結果、テール欠損により、FA維持された構造を示すMNase感受性の低下が抑えられた。つまり、FAにより維持されたin vivoのクロマチン構造がヒストンテールに依存したものである事が理解される。さらに、この方法が出芽酵母のテロメアの高次構造を検出できるか調べた。テロメアにおいても、FA維持された構造を示すMNase感受性の低下が検出された。さらに、この感受性の低下が、テロメアの構造を構築するSIR複合体に依存した。この結果より、FA架橋がin vivoのクロマチン構造、クロモネマファイバーを維持する事が確認される。フォルムアルデヒド(FA)によるクロモネマファイバー固定条件の検討種々存在する化学的架橋試薬の中からFAを先ず試みた。in vivoのクロマチン構造であり、ヌクレオソームよりも高次の構造であるクロモネマファイバー構造の生化学的な解析がFA架橋により可能となるかを検討した。FAは浸透性が高く、生細胞に対して使用でき、タンパク質-タンパク質間と同時にタンパク質-DNA間を架橋する。さらに、その架橋が可逆的である事が、大きな利点となっている。FA架橋の効果をクロマチン中のDNA切断に対する感受性を指標に解析した。DNAを切断するプローブとして酵素MNase、DNaseI、化学試薬DMS、MPE等の中で、MNase(マイクロコッカルヌクレアーゼ)を用いた。MNaseはヌクレオソーム間に存在するリンカーDNAを特異的に切断する。これまで、クロマチンの基本構造であるヌクレオソーム構造の解析に使われている。つまり、クロマチンに特異的な切断が生じ、クロマチン構造を反映した酵素と考えられ、クロマチンの切断プローブとして最適である。細胞に対して、FAを0.25%から5%濃度で作用させた後、MNaseによるクロマチンDNAの切断を行った。その結果、濃度依存的に、MNaseに対する抵抗性の増加が全クロマチンDNAで観察された。また、PCRにより特定のクロマチン領域においても同様な結果が得られた。これらの結果から、FA架橋がクロマチン構造を固定していることが示唆された。また、MNaseの感受性を指標にすることで、クロモネマファイバーの架橋剤の検討が行える可能性が示唆された。
モンゴル永久凍土地盤特性に関する調査研究

初年度では,モンゴル凍土地盤における季節凍上を実測するために,観測地点の選定および計器の設置を行い,凍上量等の計測を開始した.この計測は平成15年10月から16年1O月まで行われ,以下の結論を得ている.1)永久凍土層の有無によらず,地下水位の高い地盤で大きな凍上量が観測された.2)凍上量は,凍上性を示す粘土層などの地盤で大きく生じ,砂層などの凍上性の低い地盤では小さく生じている.しかし,砂層が下面に存在し粘土層が上面に存在する多層地盤では,砂層で吸水が行われるために,粘土層のアイスレンズの形成が促進され,結果として大きな凍上量が生じることが分かった.3)凍結速度が速い場合凍上量が小さく,凍結速度が遅い場合凍上量が大きくなっている.すなわち,地盤が緩慢に凍結する場合,大きな凍上量を生じている.4)以上より,地下水位が高く粘土層が表層に存在し,凍結が緩慢に行われる場合,大きな凍上量が発生するといえる.一方,現地で採取されたサンプルを用いた室内凍上試験を行い,モンゴル凍土地盤の凍上性を検討した.試験の結果,凍上量が凍結速度に大きく依存する地盤であることが分かった.また凍上試験により得られた凍上率を用いて,凍上量の実験式である高志式のパラメータを決定した.また提案式に含まれるパラメータに対して感度解析を行った結果,上載圧と凍結速度が凍上量に対して支配的であることがわかった.以上より,モンゴル永久凍土地盤の季節変動を把握することができたが,さらにはパイプライン敷設のための設計指針として,サンプリングにより凍上量の予測が行える可能性があることが明らかとなった.初年度では,モンゴル凍土地盤における季節凍上を実測するために,観測地点の選定および計器の設置を行い,凍上量等の計測を開始した.この計測は平成15年10月から16年1O月まで行われ,以下の結論を得ている.1)永久凍土層の有無によらず,地下水位の高い地盤で大きな凍上量が観測された.2)凍上量は,凍上性を示す粘土層などの地盤で大きく生じ,砂層などの凍上性の低い地盤では小さく生じている.しかし,砂層が下面に存在し粘土層が上面に存在する多層地盤では,砂層で吸水が行われるために,粘土層のアイスレンズの形成が促進され,結果として大きな凍上量が生じることが分かった.3)凍結速度が速い場合凍上量が小さく,凍結速度が遅い場合凍上量が大きくなっている.すなわち,地盤が緩慢に凍結する場合,大きな凍上量を生じている.4)以上より,地下水位が高く粘土層が表層に存在し,凍結が緩慢に行われる場合,大きな凍上量が発生するといえる.一方,現地で採取されたサンプルを用いた室内凍上試験を行い,モンゴル凍土地盤の凍上性を検討した.試験の結果,凍上量が凍結速度に大きく依存する地盤であることが分かった.また凍上試験により得られた凍上率を用いて,凍上量の実験式である高志式のパラメータを決定した.また提案式に含まれるパラメータに対して感度解析を行った結果,上載圧と凍結速度が凍上量に対して支配的であることがわかった.以上より,モンゴル永久凍土地盤の季節変動を把握することができたが,さらにはパイプライン敷設のための設計指針として,サンプリングにより凍上量の予測が行える可能性があることが明らかとなった.2003年度実施事項1.モンゴルにおける研究調査モンゴル凍土地盤における季節凍上を実測するために,観測地点の選定および計器の設置を行い,凍上量等の計測を開始した.ウランバートル市近郊の2箇所に観測地点を選定し,それぞれの箇所において10m程度のボーリング孔を複数本掘削した.掘削したボーリング孔を用いて地中温度や地中水位の計測を行うほか,掘削孔に二重鋼管を埋設して測量での基準点とした.凍上量測定のための測点をそれぞれの地点で20箇所程度設定し,夏季には月一度,冬季には月二度のサイクルで凍上量測定を行った.また温度データも月二度のペースで記録されており,引き続き平成16年度の10月まで計測記録を行っていく予定である.昨年度10月下旬から2月上旬までの計測では,モンゴル凍土地盤において地質の異なる地帯での冬季の凍上量を把握することができたほか,地下水位との関連性や積雪量等との関連を示すデータを取得することができた.2.京都大学における研究調査モンゴルにおける凍上量を予測する式を提案し,数値シミュレーションを行った.飽和地盤における凍上量の予測式である高志式に対し,含水比を用いて修正し不飽和地盤へと拡張した.提案式に含まれるパラメータに対して感度解析を行った結果,上載圧と凍結速度が凍上量に対して支配的であることがわかった.またパイプラインと凍上地盤の相互作用を考慮したモデルを構築し,提案式で得られた凍上量を入力値として解析した結果,地質が急激に変化する断面付近において曲げモーメントが最大となり,パイプが降伏する可能性があることを示した.1.モンゴルにおける研究調査モンゴル凍土地盤における季節凍上を実測するために,凍上量等の計測を行った.昨年度,ウランバートル市近郊の2箇所に観測地点を選定し観測地点を設営した.

掘削したボーリング孔を用いて地中温度や地中水位の計測を行うほか,凍上量測定のための測点をそれぞれの地点で20箇所程度設定し,夏季には月一度,冬季には月二度のサイクルで凍上量測定を行った.今年度の計測の結果,永久凍土層は凍上量に大きな影響を与えることはなく,地下水位の存在と緩慢な温度低下により大きな凍上量が発生することが明らかとなった.また地層種別によっても凍上量が大きく異なり,透水性の高い層が下にある粘土層に地下水位が存在する場合,アイスレンズの形成が促進され凍上量が増大することが分かった.2.数値モデルの構築モンゴルにおける凍上量を予測する式を提案し,数値シミュレーションを行った.飽和土の凍上量を算定する高志式を修正し,不飽和土へ適用した予測式を提案した.また予測式の妥当性を検討するために,実際の計測値と比較し,妥当な結果が得られた.またパイプライン敷設を想定し,弾性支承モデルにより埋設管の曲げ破壊の検討を行った結果,凍上量の差を入力値として曲げ性状を把握できることがわかった.埋設以上より,パイプライン等のルートに沿ってボーリングを行い,室内試験により凍上量を決定することで,現場での凍上量を予測することが可能であることが分かった.しかし,境界条件の処理など未解決の部分もあるため,今後更なる検討が必要である.