hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
個別化された舌癌小線源治療への道-多様な口腔内環境を乗り越えて-

舌癌小線源治療では、医師は意図した線量を治療装置に投与線量として入力する。装置は治療時間などを計算し、照射する。しかしこの計算には、多様な口腔内環境は無視される。つまり医師が意図した線量が照射されず、防護すべき下顎骨の被曝量も不明である。本研究では、口腔内環境を再現したファントムで、高密度物質の影響が考慮できる次世代ソフトウェアにより真の線量を計算する。さらに、3次元測定が可能なゲル線量計の実測結果と照合し、ソフトの精度検証を行う。これにより、多様な口腔内環境に応じて、下顎骨被曝量を最小にしつつ医師の意図した線量が照射されるような、個別化線量投与法をシミュレートする。
海藻による食中毒症の原因物質の解明

グアムの中毒発生から約一か月後に採集されたカタオゴノリを入手し、脂溶性区から、ポリカバノシドA(400μg),B(200μg),C(100μg)の3種のマウス致死成分を単離した。各成分を各種2D-NMRやMSスペクトルの解析に供し、高度にメチル化またはアセチル化されたフコシルキシロースを糖部とする新奇配糖体であることを明らかにした。アグリコン部はトリエンまたはジエン側鎖、ヘミケタール、エーテル環を含む新奇13員環マクロリド構造を持つと推定した。この毒はマウス腹腔内投与により下痢、けいれん、四肢のれんしゅくを呈した。この症状は中毒患者の症状と類似していたので、ポリカバノシド類が中毒の主原因毒と推定した。また、フコースが、海藻に多く含まれる糖であることから、ポリカバノシド類は海藻自体の生産物と考えられた。中毒発生後約1年間にわたり、同海藻7検体を入手し、毒性試験を行った。事件発生約1か月後の検体では、300-400MU/kg(IMU:マウス1匹を殺す毒量)の毒性を示し、脂溶性毒が主体であったが、2か月後では全毒量が200-300MU/kgで約50%が水溶性毒であった。その後は、毒量が約150-200MU/kgに低下し、水溶性毒が主体であったが、その本体は明かでなかった。また、鹿児島産のツルシラモでも約100MU/kgの水溶性毒が検出された。また、ポリカバノシドの構造は関連代謝物が、糖の発色試薬であるオルシノール硫酸で発色し、かつ、溶血活性を示すことを示唆している。そこでそれらの検出手段により、事件後約1年の検体の脂溶性区について代謝物の検索を行ったが、ポリカバノシド類関連化合物は発見されなかった。一方、カタオゴノリの主な溶血成分として、O-α-D-galactpyranosyl-(1-6)-O-β-D-galactopyranosyl-3'-O-hexadecanoylglycerolと1'-O-(6-sulfo-α-quinovosyl)-3'-O-hexadecanoylglycerolと同定した。
変異型SYCP3が相同染色体分配に与えるインパクトと習慣流産

わたしたちは、異数性による流産を繰り返していると思われる習慣流産の3名の患者で、第1減数分裂時の相同染色体の対合に関与するシナプトネマ複合体の蛋白をコードするSYCP3遺伝子の変異を同定した。これらの変異はすべてスプライシング部位の変異で、第8イントロンの残存、もしくは、第8エクソンのスキップをきたし、C末端の変異型SYCP蛋白を産生する。これまでの研究で、これらのC末端の変異蛋白が優性阻害効果によって、正常のSYCP3蛋白のファイバー形成を阻害することを、細胞株を用いた実験で証明している。しかし、実際の減数分裂時の卵細胞における変異型SYCP3蛋白の挙動、染色体分配に対する影響に関しては未解明である。そこで、本研究では、これら変異型SYCP3蛋白をマウスの卵細胞に強制発現させ、減数分裂細胞レベルでの異常の検出を試み、習慣流産の発症メカニズムに迫ることを目的としている。昨年度に確立した、マウス卵巣の器官培養の実験系を用いて、習慣流産の患者でみられた変異遺伝子を強制発現させ、変異型SYCP3蛋白の作用を解析した。正常SYCP3蛋白は染色体の軸上に同定され、内因性のSYCP3蛋白とともにシナプトネマ複合体を形成したが、変異型SYCP3蛋白を発現した卵細胞はシナプトネマ複合体が太く、形態異常を呈したが対合した。ただ、同じ時期の卵細胞で対合染色体を数えると正常よりやや少なかった。対合した染色体ではMLH1 fociは正常であった。以上より、変異があると変異型蛋白の優性阻害効果により対合が遅れることがその後のキアズマ形成に影響し不分離を起こす染色体の頻度が増加すると推測された。1年目は実験系の確立に、2年目は実際の変異蛋白の挙動の観察にあてる計画を立てていたが、予定通り、2年間で卵巣の器官培養による実験系の確立、患者の遺伝子変異による変異型蛋白の作用が観察できた。異数性を繰り返す習慣流産患者での本遺伝子の変異は頻度が高くないことがわかった。順次、他の減数分裂特異的遺伝子の変異スクリーニングや、エクソーム解析をおこない、新たな習慣流産の原因遺伝子を同定し、習慣流産の発生メカニズムに迫る予定である。本年度は、マウス卵巣の器官培養の実験系を確立し、培養条件などの至適化に成功した。また、GFP遺伝子や正常SYCP3蛋白の発現ベクターを電気穿孔法により導入すること、ユビキタスプロモーターや減数分裂前期特異的プロモーターのもとに発現させること、タグの抗体を用いて発現蛋白を内因性蛋白と区別して検出することに成功し、実験系を確立することができた。強制発現させた正常SYCP3蛋白は染色体の軸上に同定され、内因性のSYCP3蛋白とともにシナプトネマ複合体を形成することが観察できた。

当初、1年目は実験系の確立に、2年目は実際の変異蛋白の挙動の観察にあてる計画を立てていたが、本年度で卵巣の器官培養による実験系の確立、条件の至適化ができた、1年目は実験系の確立に、2年目は実際の変異蛋白の挙動の観察にあてる計画を立てていたが、予定通り、2年間で卵巣の器官培養による実験系の確立、患者の遺伝子変異による変異型蛋白の作用が観察できた。次年度は、予定通り、習慣流産患者で同定された遺伝子変異を持つ発現ベクターを卵細胞に導入して、その表現型の変化を異数体の発生という観点から観察し、習慣流産の発生メカニズムに迫る予定である。異数性を繰り返す習慣流産患者での本遺伝子の変異は頻度が高くないことがわかった。順次、他の減数分裂特異的遺伝子の変異スクリーニングや、エクソーム解析をおこない、新たな習慣流産の原因遺伝子を同定し、習慣流産の発生メカニズムに迫る予定である。
酸化モリブデン量子ドット包埋ナノゲルを用いた感染性ウイルスのデュアルモード検出

ウイルスの検出における感度の向上は、正しい診断を行う上で喫緊の課題である。そのためには、ウイルス以外の夾雜物質の影響を小さくし、同時に感度を上げる必要がある。本研究では、MoO3量子ドット(MoO3 QD)を包埋したゲルを作製し、大量のMoO3 QDをゲルから流出させ表面増強ラマン散乱(SERS)効果を増大させることでシグナルを増幅する。また、磁気グラフェンナノシーツ(MGQD Ns)を用い標的ウイルスを夾雑物から効率よく分離する検出系を開発する。これによって、夾雑物の影響を最低限にし、ウイルスの存在を電気信号とSERSというデュアルモードでの検出を可能とする。
人工関節ステム-骨組織間の応力と変位量に基づく固定法評価基準の確立

現在,多様なデザインの人工関節が次々と開発され臨床応用されているが,新規開発された人工関節の固定法を力学的に評価する指針は確立されていない.そこで本研究においては人工股関節ステム形状の特徴的な固定部位が初期固定に機能するか否かを検討するため,人工股関節と骨組織の三次元有限要素解析を行った.生物学的な固定に到達する以前の初期段階においては,近位部に流動的でない応力分布を有することが望ましい.従来一般に信じられている広い接触面積を追求するという基準は改めるべきである.現在,多様なデザインの人工関節が次々と開発され臨床応用されているが,新規開発された人工関節の固定法を力学的に評価する指針は確立されていない.そこで本研究においては人工股関節ステム形状の特徴的な固定部位が初期固定に機能するか否かを検討するため,人工股関節と骨組織の三次元有限要素解析を行った.生物学的な固定に到達する以前の初期段階においては,近位部に流動的でない応力分布を有することが望ましい.従来一般に信じられている広い接触面積を追求するという基準は改めるべきである.当該研究において人工股関節ステム形状の特徴的な固定部位か初期固定に機能するか否かを評価するため,人工股関節と骨組織の三次元有限要素解析と実験計測を行った.疲労強度試験の労力を大幅に低減できる評価手法としてシミュレーションに着目し,効果的に研究を進めるため有限要素解析がら着手した.'整形系インプラントの力学特性評価において,代表的な指標である応力について調べるため,代表的な3種類の人工股関節ステムを対象とし有限要素モデルを構築した.単体応力評価,及び骨に設置した複合系での数値計算による応力に関して具体的に数値を明らかにした上で計算的評価方法を確立した.インプラントの数値シミュレーションによる評価に関心が高い米国の動向を把握するため,ASTMでの標準化の動きを適宜調査し本課題を遂行した.解析によって得られた指標毎の評価基準の妥当性を実験計測により確認するため,ヒト人工大腿骨を用いた骨-ステム系の実モデルにおいて解析と同等の条件を適用し,固定法評価への展開を図った.ステムに数GPaの応力が認められた場合,破損が危惧されるが本解析結果,測定結果においていずれのステムにおいても応力集中は認められなかった.固定部周囲の固定性を判定する際の基準のひとつとして応力分布の評価が有用であることを示した.整備した評価案については市場適合性の観点からメーカー側の意向だけでなく,臨床医の意向も配慮し,患者に対する安全性を最重要課題とした.関係学会をはじめとする幅広い関係者から評価基準に関する意見を聞き,特に安全面での確保には十分な考慮を払った.人工股関節ステムの応力伝達様式に関ずる測定や解析はこれまで多くの研究者によって報告されているが固定法を評価するための基準を構築した研究は本研究課題のみである.当該研究において人工股関節ステム形状の特徴的な固定部位が初期固定に機能するか否かを評価するため,人工股関節と骨組織の三次元有限要素解析と圧力フィルムと変位センサを用いた実験計測を行った.疲労強度試験の労力を大幅に低減できる評価手法としてシミュレーションに着目し,効果的に研究を進めるため有限要素解析から着手した.整形系インプラントの力学特性評価において,代表的な指標である応力について調べるため,代表的な3種類の人工股関節ステムを対象とし有限要素モデルを構築した.単体応力評価,及び骨に設置した複合系での数値計算による応力に関して具体的に数値を明らかにした上で計算的評価方法を確立した.インプラントの数値シミュレーションによる評価に関心が高い米国の動向を把握するため,ASTMでの標準化の動きを適宜調査し本課題を遂行した.解析によって得られた指標毎の評価基準の妥当性を実験計測により確認するため,ヒト人工大腿骨を用いた骨-ステム系の実モデルにおいて解析と同等の条件を適用し,固定法評価への展開を図った.ステムに数GPaの応力が認められた場合,破損が危惧されるが本解析結果,測定結果においていずれのステムにおいても応力集中は認められなかった、臨床においても,ステム破損の報告はなく固定部周囲の固定性を判定する際の基準のひとつとして応力分布の評価が有用であることを示した.整備した評価案については市場適合性の観点からメーカー側の意向だけでなく,臨床医の意向も配慮し,患者に対する安全性を最重要課題とした.関係学会をはじめとする幅広い関係者から評価基準に関する意見を聞き,特に安全面での確保には十分な考慮を払った.人工股関節ステムの応力伝達様式に関する測定や解析はこれまで多くの研究者によって報告されているが固定法を評価するための基準を構築した研究は本研究課題のみである.
境界面発現の超音波散乱波に着目したプレテンション型PC構造の内部イメージング

社会基盤構造物の損傷を早期発見するための診断手法が重要視されるなかで、プレストレストコンクリート(以下PC)構造物のPC鋼線、鋼棒(以下、これらを総称してテンドンと称する)の破断診断が課題の一つとなっている。テンドンはPC構造の耐荷力の根幹を成す構成材であり、破断状況によっては耐荷力喪失事故を招く。本研究はプレテンション型PC構造を対象に、テンドンの腐食損傷の兆候を早期に把握し、腐食発生と破断の有無を診断するための超音波探傷技術を構築する。2018年度は健全な鋼棒と腐食鋼棒を配したコンクリート試験体を製作した。腐食鋼棒は5%濃度の塩水を一日2回、2か月間継続的に塗布し、人工的に腐食を生じさせた。同時に腐食させた鋼棒の減肉厚を計測したところ、平均腐食減肉厚は0.07mmであった。本試験体に対して複数探触子を用いたピッチキャッチ探傷を実施し鋼棒からの信号抽出を図った。適用する探傷波形には寄生的離散ウェーブレット変換に基づくフィルタリング処理(以下、寄生フィルタ)を施し、ノイズの低減および必要信号の抽出を図った。寄生フィルタのベースとなる波形には、1.腐食鋼棒から反射波形(1-1数値シミュレーション、1-2実験)、2.健全鋼棒からの反射波形(2-1数値シミュレーション、2-2実験)を用い、適用性を比較検討した。この結果健全鋼棒からの寄生フィルタ作成において良好な結果を得ることができ、健全鋼棒と腐食鋼棒の信号強度比はおよそ30%の差別化をすることが可能となった。よって信号抽出のフィルタ設計には健全鋼棒の反射波の利用が有利であることが示された。2018年度に予定していた散乱波抽出用フィルタの設計について、実験と数値シミュレーションの両アプローチから寄生フィルタを構築・評価し、有効なフィルタ設計の道筋をつけることが出来ており、比較的順調に進展していると判断した。信号強度については、腐食鋼棒と健全鋼棒との差別化を向上させた一方で、画像化結果で示される鋼棒の再構成像については、客観的な判別の点でさらなる改善が必要である。信号強度を高めた実験を行うことで画像上の判断をしやすくする。また、腐食レベルの異なる鋼棒を導入したコンクリート試験体に対して探傷し、腐食段階の判定を試みる。データ計測・分析用に計上していたPC2台を、1台の高性能PCへと変更したこと、また探傷コントローラのマルチプレクサは本予算とは別に購入することが可能となったこと、試験体製作は学内他研究室の協力を得て、セメント、骨材の材料費を低減したことが理由である。2020年度は計画通りの予算執行のもとに研究を遂行予定であるが、新たに試験体を製作するための予算として次年度使用額を適用する。
外国語読解力の改善に関する日本、スリランカ及びラオスの比較研究

本研究は、社会的・文化的背景が異なる国において、学生の英語読解力が何によって規定されているかを明らかにし、比較することである。対象国は、標題にあるとおりスリランカ、日本及びラオスを予定していたが、平成23年度当初に行った予備調査の結果、ラオス人大学生の英語読解力がテストの信頼性を確保できないほど低いことがわかったため、ラオスをカンボジアに変更した。平成24年度には、前年度に日本、カンボジア及びラオスの大学において行ったテスト(読解力、語彙力、文法力、接続詞、接頭語・接尾語に関する5つのテスト)とアンケート調査の入力を終わらせるとともに、AMOSを用いてSEM分析を行い、3つの国において読解力に影響を与える要因を抽出した、読解力は、どの国においても語彙や文法等の分野別の英語能力に直接的に依拠していた。しかし、どの分野の能力が読解力に大きな影響を及ぼすかは、国によって異なっていた。例えば、スリランカでは語彙力、日本では文法能力の影響が突出していたが、これはシンハラ語がインドヨーロッパ語族に属し、英語と共通の文法体系をもっていたのに対し、日本語が英語と異なる文法構造をもっていたためと考えられる。内的意欲及び外的意欲は、読解力に直接的に影響を及ぼしていなかったが、様々な形で分野別の英語能力に影響を与えており、そのパターンは国によって異なっていた。日本及びスリランカでは、内的意欲が英語の各分野の能力に影響を与えていたが、外的意欲はむしろ負の影響をもたらしていた。意欲が総体として極めて高く、学生間の変異が少なかったカンボジアでは、意欲の影響は明らかにならなかった。研究の結果を学会での口頭発表及び論文の形で発表した。論文については、2編が投稿・査読中であり、他の3編を近く投稿する予定である。平成23年度には、まず、主として日本の大学においてテスト(読解力、語彙力、文法力、cohesion,接頭語・接尾語に関する5つのテスト)とアンケート調査の開発を行い、予備調査を通じて実施可能性や信頼性を検証した。アンケートには、意欲、読解戦略、態度、英語読書量、読書量一般等が含まれている。これを用い、10月11月に日本の2つの大学(比較的成績の高い大学と低い大学)で調査を行い、データを得た。11月12月には、カンボジア(国立と私立の大学・だたし同じ大学の中で英語力が高い学生と低い学生を含む)に行き、2つの大学で同様のデータ収集を行った。24年1月2月に、スリランカの3つの大学(成績の比較的高い大学と低い大学を含む)でデータ収集を行った。高等教育への進学率が異なるため、日本が最も集団内の変異が大きいと考えられるが、他の2国でも集団内の変異を大きくすることを考慮してサンプルの大学を選定した。また、3か国で得たデータの約3分の2を入力した。調査対象国をラオスからカンボジアに変更した。これによって研究課題名と内容がかい離したことは遺憾であるがこれは調査の目的を達成するためであり、調査は順調に進展している。今後データ入力を完了し、重回帰分析とSEM分析を行い、英語読解力に影響を及ぼす因子をそれぞれの国について明らかにするとともに、3国の比較を行っていく。平成24年度には、結果をまとめ、論文を刊行できると考えている。
ＦＧＦ１０発現制御から解き明かす肢芽誘導機構の保存性と多様性

1.予定肢芽領域におけるFgf10発現開始過程でのHox遺伝子の関与を、ニワトリ胚への電気穿孔法による遺伝子導入を用いて解析した。R212abエンハンサーに対してHoxb-6はWnt依存性の転写促進活性を示し、Hoxa-9は逆に抑制作用を示した。Hox6発現領域においてR2依存性Fgf10発現惹起され、後方にあるHoxa-9発現領域で抑制されるため、予定肢芽領域のみでFgf10発現が拘束され肢芽が形成されることが明らかとなった。肢芽の位置指定過程でHoxがFgf10発現制御を介して重要な役割を果たすことが初めて示された。2.軟骨魚類、肉鰭魚類のシーラカンスや羊膜類にはFgf10遺伝子中にR3が存在するが、鰭にわずかの骨要素しか持たない真骨条鰭魚類のFgf10には存在しない。条鰭魚類の中でも鰭に比較的大きな骨要素を持つ分岐鰭亜綱のポリプテルスのゲノム中にR3配列があり、これがFgf10遺伝子中に軟骨魚類や羊膜類同様の位置に存在した。これらから肢芽間充織エンハンサーR3の存在が鰭原基間充織の成長期間と大きく関連することが示唆され、この仮説の実験的検証の必要性が示された。3.染色体上のエンハンサーの機能を探るために、R2の387bp(ΔR212L2)、R3の531bp(ΔR31C2)を欠失したマウスを作成した。これらについてFgf10KOとのトランスへテロ胚におけるFgf10発現に与える影響を解析した。Fgf10KO/Δ212L2胚では耳胞発現は変化しないが、肢芽前方間充織の発現が特異的に低下し、肢芽が一過的に低形成となった。これからR212L2は肢芽初期エンハンサーとして機能することが示された。Fgf10KO/Δ31C2胚では肢芽間充織発現が特異的に低下していたことから、R31C2は肢芽間充織エンハンサーとして機能し、他にも類似の機能を担う配列が存在することが明らかになった。24年度が最終年度であるため、記入しない。(1)進化過程におけるエンハンサー配列の獲得と変容ゾウギンザメおよびシーラカンスについて、すでにPCRにより分離されていた肢芽間充織エンハンサーR3を持つようなBACクローンを同定し塩基配列解析を行ったところ、羊膜類のFgf10と最も相同性の高いエクソン配列が見いだされた。予定肢芽領域発現制御エンハンサーR2はゾウギンザメでは見いだされなかったが、シーラカンスではコアとなる転写因子の結合部位はほぼ保存されていた。これらの事実から、R3は無顎類から顎口類への進化過程で獲得され、条鰭魚類への分岐過程で消失したこと考えられる。またR2は肉鰭魚類で獲得され無尾両生類で消失したが、羊膜類では保存されていることが判明した。直接発生するコキーコヤスガエルのFgf10 exonlとR3間にはR2が存在せず、幼生期を経るカエル同様の遺伝子構造を持つことが判明した。全領域の塩基配列決定が必要だが、R2が存在しない場合には直接発生ガエルではR2に依存しない様式でFgf10発現の開始を行うシステムが存在する可能性も示唆される。(2)肢芽形成のヘテロクロニーと肢芽誘導システムの保存性と変容ゼノパス尾芽胚期で、マウスR2にドライブされたレポーター遺伝子発現を起こす側板中胚葉細胞が、幼生期の肢芽間充織となりうるのかについて、蛍光色素の微細な結晶の尾芽胚期側板中胚葉への移植により解析した。体節7-15の位置に相当する側板中胚葉細胞は後肢芽に見いだされるが、体節5では後肢芽には見いだされなかった。これらの結果から、肢芽間充織がR2レポーター発現を行いうる側板中胚葉というかなり広い領域から生じること、また後肢芽についてはこれらの細胞がその後集合して肢芽を形成することが判明した。この領域について、マウスR2エンハンサーを用いた遺伝子的標識法の確立を目指して研究を展開し、いくつかの条件についての情報を得た。これらから肢芽

間充織エンハンサーR3の存在が鰭原基間充織の成長期間と大きく関連することが示唆され、この仮説の実験的検証の必要性が示された。3.染色体上のエンハンサーの機能を探るために、R2の387bp(ΔR212L2)、R3の531bp(ΔR31C2)を欠失したマウスを作成した。これらについてFgf10KOとのトランスへテロ胚におけるFgf10発現に与える影響を解析した。Fgf10KO/Δ212L2胚では耳胞発現は変化しないが、肢芽前方間充織の発現が特異的に低下し、肢芽が一過的に低形成となった。これからR212L2は肢芽初期エンハンサーとして機能することが示された。Fgf10KO/Δ31C2胚では肢芽間充織発現が特異的に低下していたことから、R31C2は肢芽間充織エンハンサーとして機能し、他にも類似の機能を担う配列が存在することが明らかになった。24年度が最終年度であるため、記入しない。計画していたシーラカンス、ゾウギンザメ、コキーコヤスガエルのFgf10ゲノム構造決定が完遂し、エンハンサー同定を行うことができた。ゼノパス尾芽胚で、マウスR2エンハンサー活性を示す領域が予定肢芽領域をオーバーラップしていることを、色素を用いた細胞系譜追跡法で示すことができた。これらについての遺伝子的標識法による解析については、技術的な問題があって成果は十分ではないが、H24年度に完成するめどがついている。羊膜類R2エンハンサーの祖先型と考えられるシーラカンスのR2配列について、生化学的手法とトランスジェニックマウス系でその機能を解析し、四肢の獲得とエンハンサーの関連性について考察を展開する。肢芽形成と肺芽形成との関連性について、R2およびR3標的遺伝子破壊マウスを用いた表現型解析と、トランスジェニックマウスを用いたエンハンサー機能解析により得られた結果に基づいて考察する。マウスR2エンハンサーが機能する、Xenopus尾芽胚側板中胚葉領域について、色素を用いた細胞系譜追跡解析を完成させる。これについては、懸案であった遺伝子的な標識法による細胞系譜の追跡による検証を完成させる努力をする。この系でのマウスエンハンサーの活性化に、羊膜類同様Wntシグナルが必要とされるかについての検討を行う。
重力および微動観測データの同時逆解析に基づく3次元地盤構造の高精度推定法の開発

前年度には,地層境界の連続性を制約条件として取り込んだアルゴリズムの構築を行った。すなわち,重力異常単独で求められる重力基盤の形状を地層境界の形状として採り入れることによって,微動アレーおよび微動の水平動/上下動スペクトル比の制約条件を満足する地層境界の形状を決定する問題として定式化を行った。これにより,より現実に即した地盤モデルを安定して推定可能となった。今年度は,これまでに得られた成果を前年度までにテストフィールドとして選定した地域で得られている微動アレー,水平動/上下動スペクトル比,および重力異常のデータに適用し,実際の地盤モテルの構築に着手した。ところが、若手研究(S)が採択されたため、5月11日をもって本研究を廃止し、本研究の内容は若手研究(S)「高精度地盤構造推定のための微動・重力・磁気の統合観測システムと同時逆解析法の開発」の一部として引き継がれることとなった。(1)本研究では,地盤構造を推定する手法として,微動探査法と重力探査法を併合処理することで少ないコストで高い精度の地盤構造モデルを作成する手法を構築する。(1)微動アレー探査によって得られた位相速度と重力探査によって得られた重力異常を同時に満足する地盤構造を推定するためのアルゴリズムを開発する。その際,せん断波速度と密度の関係を利用する。(2)微動探査の労力を軽減するために, 1地点での微動の3成分観測から得られる水平動/上下動スペクトル比を利用して,アレー観測地点の間を補間するアルゴリズムを構築する。(3)重力探査から求められる重力基盤の形状をを地盤構造モデルの作成の際に制約条件として導入することで安定した解を求める。(2)数値計算によって手法の妥当性を検証する。(3)テストフィールドを設定したうえで(1)で新たに開発した解析手法を適用し,手法の妥当性を検証する。その際,微動および重力以外の物理量を用いて判定する。最初に微動と重力の観測記録を同時に逆解析するためのアルゴリズムを検討した。基本的なアルゴリズムを決定することが重要であるため,計算量が少なくてよい2次元構造を推定する問題を対象とした。すなわち,もっとも単純な問題設定として,微動のアレー観測から求められる位相速度と重力のブーゲー異常を同時に満足する2次元地盤構造を推定するためのアルゴリズムを検討した。これは,従来用いられてきた,微動アレーの観測点での速度構造を密度構造を推定する際のコントロールポイントとして利用する,と云う一方的な関係を拡張し,速度構造と密度構造が互いに影響しあいながら最適解を探索する,というアルゴリズムとしたものである。一回の逆解析で密度と速度構造を同時に求めようとすると解が不安定となって,適切に収束しないことが明らかとなったため,多段階の収束計算を行った。次に簡単な数値モデルを作成し,アルゴリズムの妥当性の検討を行った。その結果,観測点間の基盤境界の補間精度が基盤構造モデルの作成にあたって大きな影響を及ぼすことが明らかとなった。そこで,補間のために重力異常(ブーゲー異常)から求められる重力基盤形状を用いたところ基盤構造モデルの精度向上に有効であることがわかった。さらに,提案手法を実データで検証するためのテストフィールドとして,鳥取県弓ヶ浜半島,つくば市周辺,台湾新竹市を候補地として選定した。弓ヶ浜半島ではきわめて密な重力観測結果といくつかの微動アレー観測結果があり,しかもリファレンスとなり得る反射法探査結果があるため,手法の検証に適切である。また,つくば市周辺も同様のデータが整備されているが,密度構造と速度構造の対応の悪い地域のあることが知られており,提案手法の適用限界を知る上で有用である。新竹市は構造未知の地域として新たに重力測定を行い,提案手法を実際に応用するフィールドとする。アルゴリズムの中に,1地点での3成分の微動観測から求められる水平動/上下動スペクトル比(以下では,H/Vとする)を用いてアレー観測地点の間の速度構造を補間する方法を採り入れる手法を検討した。すなわち,1地点での3成分の微動観測から求められるH/Vを用いてアレー観測地点の間の速度構造を補間する。アレー観測に比べて1地点での3成分観測は非常に簡単かつ効率よく実施できるため,その記録を有効に利用できるアルゴリズムとすることは,観測の効率化,地盤構造の推定精度の向上の両面から非常に重要であるからである。微動のH/VはRayleigh波の基本モードのellipticityに対応するということを仮定したうえで,与えられた地盤構造から理論的に求められるellipticityが観測値から得られるH/Vを説明できるように構造を決定する,というプロセスをアルゴリズムの中に取り入れた。H/Vを取り扱う場合,H/Vのピーク周期のみを理論値と解析値で対応するように地盤モデルを決定するのか,それとも,H/Vの周波数軸上での形状までもあわせるのか,という点について検討した結果,前者の手法を採用した。これは,H/Vの最適化においては,局所解が非常に多く,まったく物理的にありえないような地盤構造に収束する場合がある。しかも,実際に観測される微動はRayleigh波だけで構成されるわけではないため,H/Vの形状を利用すると間違った構造に収束してしまう場合があることが明らかとなったためである。以上のようにして,観測記録に含まれている誤差を前提とした,ロバストで,かつ,合理的な制約を与えて不要な局所解を排除することが可能なアルゴリズムを構築した。また,前年度に選定したフィールドにおいて微動と重力の観測を実施し,本研究で開発した解析手法の適用についても,着手した。

これまでに,微動アレー観測から求められた位相速度を使って推定された地盤の層序と重力異常を併合処理する手法,さらに,地盤構造から理論的に求められるRayleigh波の基本モードの楕円率(ellipticity)が1地点での微動の3成分観測によって得られた水平動/上下動スペクトル比を満足するように地盤構造を決定するアルゴリズムを構築している。この手法によって,微動アレイ観測の観測点をあまり多くとらなくても効率よく地盤構造モデルを推定できることができるようになったものの,地層境界の形状が物理的に不自然な形状となるような解が得られる場合のあることが明らかとなった。そこで,今年度は,地層境界の連続性を制約条件として取り込んだアルゴリズムの構築を行った。すなわち,重力異常単独で求められる重力基盤の形状を地層境界の形状として採り入れることによって,微動アレイおよび微動の水平動/上下動スペクトル比の制約条件を満足する地層境界の形状を決定する問題として定式化を行うとともにこれを解くための手法を検討した。重力異常単独から求められる基盤形状は物理的に合理的な形状であることが多いため,この形状を制約条件として用いることにより,より現実に即した地盤モデルを安定かつ高速に推定可能となった。また,これまでに選定済のテストフィールドにおける微動および重力の観測を継続し,上記解析手法を適用することで当該地域の地盤構造モデルの作成に着手した。前年度には,地層境界の連続性を制約条件として取り込んだアルゴリズムの構築を行った。すなわち,重力異常単独で求められる重力基盤の形状を地層境界の形状として採り入れることによって,微動アレーおよび微動の水平動/上下動スペクトル比の制約条件を満足する地層境界の形状を決定する問題として定式化を行った。これにより,より現実に即した地盤モデルを安定して推定可能となった。今年度は,これまでに得られた成果を前年度までにテストフィールドとして選定した地域で得られている微動アレー,水平動/上下動スペクトル比,および重力異常のデータに適用し,実際の地盤モテルの構築に着手した。ところが、若手研究(S)が採択されたため、5月11日をもって本研究を廃止し、本研究の内容は若手研究(S)「高精度地盤構造推定のための微動・重力・磁気の統合観測システムと同時逆解析法の開発」の一部として引き継がれることとなった。
沿岸開発による環境変化機構の調査

本研究では東南アジアを中心とする発展途上国において、急速な産業化の過程の中で沿岸地域がどのような変遷を経て、環境問題、侵食問題にさらされているかを明らかにすることを目的に、現地調査を行っている。平成8年度にはDr.Nguyen The Duy(ベトナム)とDr.Winyu Rattanapitikon(タイ)を招聘し、具体的な調査方法について検討した。また、ベトナム海岸およびミャンマー海岸の調査を行った。平成9年度には、昨年度行ったベトナム海岸線の調査をまとめるためにDr.Nguyen The Duyを再び横浜国大に招聘し、ベトナム海岸の現状についてまとめた。11月にタイおよびマレーシアのアンダマン海側海岸、およびシンガポールを調査し、3月にはシアヌ-クビル周辺を中心とするカンボジア海岸を調査した。アジア地域の発展途上国では、近年の飛躍的な経済発展に伴って農業・工業・リゾート開発が急速に進められた。その結果、かつて人類が経験したことのないほどの急激な環境システムの変化にさらされている。環境問題を人間活動と関係づけて捉え、環境問題が本来社会の産業化・近代化の過程と密接に結びついた社会問題であることを論証した。まず個別の国が沿岸開発においてどのような問題を有しているかを把握するために、国別に検討を行った。その際異なる産業化の過程にある国々の状況を比較検討することにより、環境問題の発現が近代化の発展段階によって異なることを明らかにしようと試みた。、アジア諸国(特にASEAN諸国)は現在急速な経済発展の途上にあるため、急社会変化を捉えやすい。また、この地域の海岸は大規模河川からの大量の土砂の供給と波浪による侵食の動的な平衡の上に形成されているため、微妙な国土利用の変化に対しても大きな反応を見せる潜在的な可能性を有している。本研究では環境問題を人間活動と関係づけて捉え、環境問題が本来社会の産業化・近代化の過程と密接に結びついた社会問題であることを論証した。個別の国が沿岸開発においてどのような問題を有しているかを把握するために、国別に検討を行った。異なる産業化の過程にある国々の状況を比較検討することにより、環境問題の発現が近代化の発展段階によって異なることを明らかにしようと試みた。環境問題のうち海岸環境問題に焦点を当てる理由は、アジア諸国(特にASEAN諸国)は現在急速な経済発展の途上にあるため、社会変化を捉えやすいからである。ベトナムでは、一部の海岸における急激な海岸浸食・河口閉塞・河港への航路の確保が問題となっている。伐採によるマングローブ林の減少が海岸浸食を促進している。環境基準が存在しない中で海老の養殖池の建設も始まっており、かつてタイが経験した海岸線の荒廃を招くことが懸念されている。産業立地の進展に伴い、海岸利用の輻輳化が一層の混乱を招く可能性があるため、継続して観察していくことが求められる。1980年代以降急速な経済発展を遂げタイ国では、産業育成の一環として沿岸域開発が盛んに行われた。海岸問題は急激な経済発展のひずみの一環として起こっている。ミャンマーでは海岸利用の輻輳化は始まったばかりである。大きな経済的変換点を迎えている国々については、経済の発展段階を時間座標にすることで環境問題を1つの時系列に並べることができる。

本研究課題では東南アジアを中心とする発展途上国において、急速な産業化の過程の中で沿岸地域がどのような変遷を経て、環境問題、侵食問題にさらされているかを明らかにすることを目的に、現地調査を行っている。平成9年度には、昨年度行ったベトナム海岸線の調査をまとめるために8月にDr.Nguyen The Duyを横浜国大に招聘し、ベトナム海岸の現状についてまとめた。また、11月にタイおよびマレーシアのアンダマン海側海岸、およびシンガポールを調査し、3月にはシアヌ-クビル周辺を中心とするカンボジア海岸を調査した。アジア地域の発展途上国では、近年の飛躍的な経済発展に伴って農業・工業・リゾート開発が急速に進められた。その結果、かつて人類が経験したことのないほどの急激な環境システムの変化にさらされている。環境問題を人間活動と関係づけて捉え、環境問題が本来社会の産業化・近代化の過程と密接に結びついた社会問題であることを論証した。まず個別の国が沿岸開発においてどのような問題を有しているかを把握するために、国別に検討を行った。その際異なる産業化の過程にある国々の状況を比較検討することにより、環境問題の発現が近代化の発展段階によって異なることを明らかにしようと試みた。アジア諸国(特にASEAN諸国)は現在急速な経済発展の途上にあるため、急社会変化を捉えやすい。また、この地域の海岸は大規模河川からの大量の土砂の供給と波浪による侵食の動的な平衡の上に形成されているため、微妙な国土利用の変化に対しても大きな反応を見せる潜在的な可能性を有している。本研究で平成9年度に具体的に取り上げた国はタイ、マレーシア、ベトナム、カンボジアである。
三価金属イオン過剰により誘導されるフリーラジカルを介した細胞癌化機構の解明

C型肝炎ウイルス(HCV)感染症においては、肝内の過剰フリー鉄に基づく酸化ストレスおよび、それに伴う酸化的障害、とくにDNA損傷が細胞癌化を促進している可能性があるが、詳細は不明である。本研究では、1)ヒト初代肝細胞を用いて細胞傷害機構への3価鉄の影響を検討するとともに、2)HCV慢性肝炎患者に対して除鉄治療を行い、治療前後に施行した生検肝組織を用いて、酸化的DNA損傷の指標として肝DNA中の8-hydroxy-2'-deoxyguanosine(8-OHdG)レベルを調べた。また、肝組織中の鉄量や肝炎活動性スコアの変化をあわせて検討した。結果として、まず、肝細胞におけるFas-FasLを介したシグナル伝達には、ミトコンドリア由来の活性酸素産生およびcaspase3の活性化が関与し、その反応には3価鉄が促進的に作用することが判明した。次にHCV慢性肝炎に対する除鉄治療によって、全例で血清ALT値は前値の50%以下に低下し70%の症例では正常化した。また5年間の観察期間内に肝発癌症例はなかった。治療前の肝8-OH-dGレベルは、対照正常肝の5-7倍に増加していたが、3年目以降には正常肝に近いレベルまで低下した。また、線維化スコアを含めて総HAIスコアは有意に改善した。以上より、本研究の成果から、HCV慢性肝炎の進展・増悪には3価鉄イオン過剰に基づく酸化的傷害機序が働いており、それは除鉄療法によりコントロール可能である可能性が示された。すなわち、除鉄療法はhostの酸化的DNA損傷によるgenomic instabilityを回避できる治療として有望である可能性が示唆された。
量子変形カレント代数の表現論

量子変形カレント代数のランクが1のもの(sl_2に付随したもの)の有限次元既約表現について研究した。ランク1の量子変形カレント代数は,パラメータqとQを持っているが, Q=0のときは,量子ループ代数の"多項式部分"とみなすことができ,基本的には量子ループ代数の表現論と同様なことが成り立つ。そこで重要となるのは, sl_2に付随した量子群へのevaluation準同型の存在と,量子変形カレント代数(Q=0の場合)上の余積構造である。これらを用いて, Q=0の場合の有限次元既約表現の分類と,その最高ウェイトの明示的な記述を与えることができた(上述のようにQ=0の場合はほとんど量子ループ代数の場合と同様である)。一方で, Qが0でない場合は,おそらくその上に余積構造が存在しないであろうことが分かった。この余積構造の欠落が表現論を展開する上で大きな障害であったが,余積構造の代わりに, Qが0でない量子変形カレント代数は, Q=0の量子変形カレント代数上の余加群代数となることが分かった。まだ完成はしていないが,この構造を用いて有限次元既約表現の同型類の分類への道筋をつけることができた。また,既約表現の最高ウェイトの明示的な記述も, Q=0の場合の記述と,この余加群構造を用いると得ることができることが分かった(実際には,一部証明が完成していない部分もあるが,それは技術的な問題で,すぐに解決できることだと思っている)。また, Q=0の場合の量子変形カレント代数上の余加群代数としての構造が見つかったことにより,新たな問題が提起され,また多くの応用が期待できる状況になったことは特に意義があることだと思っている。Q=0の場合の量子変形カレント代数上の余加群代数としての構造が見つかったことにより,表現論を展開する上で重要な道具が手に入ったことになり,特に有限次元既約表現の同型類の分類に向けた道筋がはっきりした。また,それに関連して,新たな問題も得ることができた。ランク1の場合の量子変形カレント代数の有限次元既約表現の同型類の分類を完成させ,それを高ランクなものまで拡張する。その過程で,余加群代数としての構造等についてより詳しく調べ,話をまとめるとともに,今後の課題について整理していく。変形カレントLie代数の複素数体上での表現論について研究し,有限次元既約表現の分類,及びその構成を得た。変形カレントLie代数は三角分解を持っており,その表現論において, Lie理論によく現れる最高ウェイト理論を用いることができる。特に,有限次元既約表現は全て最高ウェイト表現となり,それらを分類するには,その最高ウェイトを決定すればよい。基本的なアイデアは,よく知られているオリジナルのカレントLie代数における分類の仕方と同じであり,変形カレントLie代数の有限次元既約表現は, Drinfeld多項式と呼ばれるモニック多項式+αによって添え字付けられる。この+αの部分が変形することによって新たに生じる部分である。より具体的には,カレントLie代数は自明な1次元表現しか持たないが,変形カレントLie代数は多くの非自明な1次元表現を持つ。この1次元表現の存在が+αの部分に寄与している。また,有限次元既約表現は,対応する半単純Lie代数の基本表現のevaluation表現のテンソル積表現の部分商表現として実現される。多くのevaluation準同型は全射であるが, evaluation値と変形パラメータとの間にある関係があると, evaluation準同型は全射ではなくなる。この部分が変形した場合に生じる表現論の違いを与える理由の一つにもなっていることが分かった。今年度の目標であった変形カレントLie代数の有限次元既約表現の分類を完了することができ,変形パラメータの表現論への寄与の一部を理解することができたため。また,変形カレントLie代数のq-類似である量子変形カレント代数の有限次元既約表現の分類(これは今回の結果のq-類似となるはずであるが)のための準備も進んでいる。量子変形カレント代数の複素数体上での有限次元既約表現について研究した。量子変形カレント代数は変形カレントリー代数の普遍包絡環のq-類似であり,パラメータqがgenericであるとき,その表現論はカレントリー代数の表現論と同様に扱うことができることが期待できる。しかし,リー代数の普遍包絡代数が自然なホップ代数の構造を持っているのに対し,量子変形カレント代数上には今の所,ホップ代数の構造が知られていない。そこで,ホップ代数の構造,特に余積を見つけることが最も重要なステップとなる。そこで今年度は主に量子変形カレント代数の余積構造について調べた。量子変形カレント代数は,無限可算個の生成元と基本関係式によって定義される代数であるが,余積の定義等,生成元を用いて議論する際には,生成元や基本関係式が可能な限り少ない方が議論が楽になることがある。そこで,まずどの程度の生成元と基本関係式が必要であるかを調べた。現段階では,生成元については,有限個の生成元で代数を実現することができることは分かったが,基本関係式については,かなり数は減らせるものの,未だに可算無限個必要である。それでも,余積等を定義する際には,数を減らした生成元と基本関係式による表示は非常に有効である。また,非自明な関係式を見つけることにより,基本関係式も有限個に減らせる可能性がある。

上で述べた,有限個の生成元を用いて余積構造を定める試みを行った。変形カレントリー代数の余積のq-類似としてかなり安直な方法を試して見たが,安直な方法では上手く定義できないことが分かった。そこで,量子変形カレント代数を導入する動機となった,巡回q-Schur代数の表現論との関係を見直し,そこから,余積をどう定義すべきかの方向性を得る事が出来た。量子変形カレント代数の表現論において,その余積構造が非常に重要な役割を果たすが,未だにその余積を定義できていないため,先に進めていない。しかし,余積の定義に向けての方向性が見えてきている事,及び,余積を使わずに議論できる部分,また,余積を用いて成り立たないといけないことなどについては,いろいろと結果を得ているので,今後,挽回は十分に可能であると考えている。量子変形カレント代数のランクが1のもの(sl_2に付随したもの)の有限次元既約表現について研究した。ランク1の量子変形カレント代数は,パラメータqとQを持っているが, Q=0のときは,量子ループ代数の"多項式部分"とみなすことができ,基本的には量子ループ代数の表現論と同様なことが成り立つ。そこで重要となるのは, sl_2に付随した量子群へのevaluation準同型の存在と,量子変形カレント代数(Q=0の場合)上の余積構造である。これらを用いて, Q=0の場合の有限次元既約表現の分類と,その最高ウェイトの明示的な記述を与えることができた(上述のようにQ=0の場合はほとんど量子ループ代数の場合と同様である)。一方で, Qが0でない場合は,おそらくその上に余積構造が存在しないであろうことが分かった。この余積構造の欠落が表現論を展開する上で大きな障害であったが,余積構造の代わりに, Qが0でない量子変形カレント代数は, Q=0の量子変形カレント代数上の余加群代数となることが分かった。まだ完成はしていないが,この構造を用いて有限次元既約表現の同型類の分類への道筋をつけることができた。また,既約表現の最高ウェイトの明示的な記述も, Q=0の場合の記述と,この余加群構造を用いると得ることができることが分かった(実際には,一部証明が完成していない部分もあるが,それは技術的な問題で,すぐに解決できることだと思っている)。また, Q=0の場合の量子変形カレント代数上の余加群代数としての構造が見つかったことにより,新たな問題が提起され,また多くの応用が期待できる状況になったことは特に意義があることだと思っている。Q=0の場合の量子変形カレント代数上の余加群代数としての構造が見つかったことにより,表現論を展開する上で重要な道具が手に入ったことになり,特に有限次元既約表現の同型類の分類に向けた道筋がはっきりした。また,それに関連して,新たな問題も得ることができた。量子変形カレント代数の有限次元既約表現の分類を行う。その過程で,量子変形カレント代数上にホップ代数の構造(あるいは,あるクラスの表現のなす圏上にテンソル圏としての構造)を定めることが必要となるので,それらの構造についても調べていく。量子変形カレント代数の余積を定義し,それを用いて有限次元既約表現の分類を行う。
鉄筋破断が発生したASR劣化橋脚の調査診断及び補強技術の実用化のための研究開発

本研究の成果は以下の4つの項目に分類することができる.(1)鉄筋破断による劣化事例調査---石川県内では,平成18年の時点で,せん断補強筋および帯鉄筋に関しては,橋脚の枕梁6基,柱部2基,フーチング4基で,橋台の本体4基,フーチング4基で,鉄筋破断が確認された.主鉄筋に関しては,橋脚の枕梁3基で圧接部のはずれ(破断面は平滑であり,施工不良が原因と推察される)を確認した.橋脚以外では,鉄筋コンクリート堤体2基,トンネル坑口1基で,同様な鉄筋破断を確認した.(2)鉄筋破断のメカニズム解明---破断した鉄筋は鉄筋の径がD16からD32の範囲の電炉鉄筋であった.鉄筋の曲げ加工部の破断面は,絞りがなく,脆性的であった.鉄筋破断面は3つの破壊過程(1次亀裂,2次亀裂および3次亀裂の形成とそれらの進展過程)に分類することができ,ASRによる鉄筋破断のメカニズムを提案した.(3)ASR劣化橋梁のアセットマネージメント---橋梁のアセットマネージメントには,橋梁の劣化度,補修・補強の要否,費用の算定などを記載したデータベースの作成が不可欠となる.能登有料道路以外の,能登地方の橋梁(昭和61年以前のものを対象)のASR発生状況を詳細に調べた結果,奥能登では橋梁数347の内の166のもの(48%),中能登では橋梁数263の内のもの(23%),加賀では橋梁数417の内の64のもの(15%)に,ASRによる劣化の兆候があることが判明した.(4)ASR劣化橋脚の補強およびモニタリングの技術開発---ASR劣化橋脚では,鉄筋破断が発生した枕梁を鋼製支保工で仮受けした後に,打替えることに決めた.ASR劣化橋脚の補強技術は未確立であるので,モニタリングを同時に実施し,その計測結果を今後の補強設計に反映させた.現在も,能登有料道路では打替えを実施した橋脚や補強したフーチング,供用中のトンネルなどで自動計測によるモニタリングを実施している.本研究の成果は以下の4つの項目に分類することができる.(1)鉄筋破断による劣化事例調査---石川県内では,平成18年の時点で,せん断補強筋および帯鉄筋に関しては,橋脚の枕梁6基,柱部2基,フーチング4基で,橋台の本体4基,フーチング4基で,鉄筋破断が確認された.主鉄筋に関しては,橋脚の枕梁3基で圧接部のはずれ(破断面は平滑であり,施工不良が原因と推察される)を確認した.橋脚以外では,鉄筋コンクリート堤体2基,トンネル坑口1基で,同様な鉄筋破断を確認した.(2)鉄筋破断のメカニズム解明---破断した鉄筋は鉄筋の径がD16からD32の範囲の電炉鉄筋であった.鉄筋の曲げ加工部の破断面は,絞りがなく,脆性的であった.鉄筋破断面は3つの破壊過程(1次亀裂,2次亀裂および3次亀裂の形成とそれらの進展過程)に分類することができ,ASRによる鉄筋破断のメカニズムを提案した.(3)ASR劣化橋梁のアセットマネージメント---橋梁のアセットマネージメントには,橋梁の劣化度,補修・補強の要否,費用の算定などを記載したデータベースの作成が不可欠となる.能登有料道路以外の,能登地方の橋梁(昭和61年以前のものを対象)のASR発生状況を詳細に調べた結果,奥能登では橋梁数347の内の166のもの(48%),中能登では橋梁数263の内のもの(23%),加賀では橋梁数417の内の64のもの(15%)に,ASRによる劣化の兆候があることが判明した.(4)ASR劣化橋脚の補強およびモニタリングの技術開発---ASR劣化橋脚では,鉄筋破断が発生した枕梁を鋼製支保工で仮受けした後に,打替えることに決めた.ASR劣化橋脚の補強技術は未確立であるので,モニタリングを同時に実施し,その計測結果を今後の補強設計に反映させた.現在も,能登有料道路では打替えを実施した橋脚や補強したフーチング,供用中のトンネルなどで自動計測によるモニタリングを実施している.平成16年度は,ASR劣化橋脚の調査・診断及び補強の技術開発に関して,以下に示すような研究を実施し,その成果を研究論文及び金沢で開催した2回の特別講演会にて公表している.(1)反応性骨材の岩石・鉱物学的特徴とアルカリシリカ反応性北陸地方全域から収集した約80種類の骨材の反応性鉱物の有無とその種類を調べるとともに,3種類の促進モルタルバー試験により骨材のASR判定の適合性を検討した.また,人工軽量骨材,溶融炉骨材,ガラス破砕骨材などのリサイクル骨材のアルカリシリカ反応性を新たに取りまとめた.これらの試験結果のデータベース化にも取り組んだ.(2)アセットマネージメントのための橋梁及びトンネルの現況調査能登半島に多く存在するASR劣化構造物の維持管理計画に関連して,ASRによる損傷が著しい橋梁及びトンネルの現地調査を実施し,今後の対策の必要性を検討した.(3)ASR劣化橋脚の補強とモニタリング能登有料道路の2橋梁(徳田2号橋,鹿島橋)の補強設計に必要となる基礎調査を行い,2橋梁の補強設計法を取りまとめた.

とくに,ASRによる鉄筋破断が発生した橋脚の梁部及びフーチンブでは弾性波による非破壊試験を実施するとともに,ひび割れの開口部に亀裂変位計を取り付け,補強効果の確認を行った.(4)ASRにより劣化した橋脚の補修・補強効果の確認金沢大学の校内で7年間暴露したASR劣化RC試験体を解体調査し,表面塗装(アクリルゴム系)と鋼板巻き立て,PC鋼材巻き立てによるASR膨張の抑制効果を比較検討した.(5)補修材料及び剥落防止用シートの開発シラン・シロキサン系撥水材によるASR抑制効果を検討するとともに,各種繊維シートによる剥落防止効果の比較実験を開始した.本試験の成果より新しい補修材の開発を目指す.平成17年度は,ASR劣化橋脚の調査診断及び補修・補強技術の開発に関して,以下に示す研究を実施するとともに,「コンクリート構造物の維持管理」に関する2回の研究会並びに「ASR劣化構造物の維持管理と補修・補強」に関する特別講演会を金沢にて開催し,研究成果の公表にも努めた.(1)石川県の反応性骨材の特徴とASR劣化橋梁の分布状況石川県の能登地方にはASR劣化橋梁が多く存在し,鉄筋破断が発生した構造物が20例ほど発見されている.このため,石川県で使用されてきた骨材の岩石・鉱物学的特徴及びそのアルカリシリカ反応性について詳細に調べるとともに,石川県におけるASR劣化橋梁の分布状況と使用骨材との関連性について考察した.(2)リサイクル骨材及び人工軽量骨材のアルカリシリカ反応性とその評価手法の開発ASR劣化橋脚から製造された再生骨材のアルカリシリカ反応性を評価するために,能登地方で梁の打ち替えが実施された橋梁(鹿島橋)の現況調査と再生骨材のモルタルバー法及びコンクリートバー法による促進養生試験を実施した.また,近年,人工軽量骨材を使用したコンクリートにてASR劣化の事例が報告されており,人工軽量骨材のアルカリシリカ反応の発生条件とその評価手法について提案を行った.(3)ASR劣化構造物のモニタリング技術の開発能登有料道路の3つのコンクリート構造物(フーチング(徳田2号橋),橋脚梁部(鹿島橋)及びトンネル(穴水トンネル))にて補強設計に必要となる現況調査を実施するとともに,亀裂変位計及び光ファイバーによりひび割れなどの長期動向をモニタリングする技術を開発した.(4)骨材からのアルカリ溶出性状の把握とその試験法の提案火山岩系の骨材にはアルカリ成分が多く含まれており,骨材からのアルカリ溶出が長期にわたるASR膨張挙動に影響を及ぼしている可能性がある,このため,北陸地方の骨材からのアルカリ溶出性状を調べるとともに,わが国の骨材に適したアルカリ溶出試験法の提案を行った.(5)ASR劣化構造物の補修・補強技術の開発ASE劣化構造物の補修材料として使用されるシラン・シロキサン系発水材によるアルカリシリカ反応抑制効果を比較検討するとともに,炭素繊維シート及びアラミド繊維シートによる構造物のはく落防止工法を提案し,実構造物の補強に適用した.平成18年度は,3つの研究課題を実施するとともに,平成16年度から平成18年度までの3年間の研究成果を取りまとめた.(1)骨材からのアルカリの溶出性状とASR抑制対策への提言火山岩系の安山岩,流紋岩が主体である,北陸地方の骨材からは骨材中の火山ガラスや長石より多量のアルカリが溶出することが判明した.骨材からのアルカリの溶出性状とコンクリートのASR膨張との関係を明らかにするために,約30種類の骨材のアルカリ溶出試験を実施し,構成鉱物が相違する骨材でのアルカリ溶出性状の相違を明らかにした.これらの研究成果より,ASR抑制対策としてのアルカリ総量規制値の妥当性を検証し,アルカリ総量規制値の提言を行った.(2)ASR劣化橋脚の非破壊検査技術及びモニタリング技術の開発