hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
脈管再生能を主体とする顎堤増生治療の開発

アルギン酸ナトリウムを用いた新規の細胞/骨補填材複合体の作成法の開発によって、従来法に比べ、より均一で操作性の高い複合体の作成することに成功した。この方法により作成した複合体をマウス頭頂部へ移植することにより、移植部位に骨の新生が認められ、移植体内部には血管のみならず、リンパ管も誘導されることが確認された。さらに、リンパ管新生因子(VEGF-C)はMSCの骨分化を促進し、MSCの遊走を促進する効果を有することを見出した。本研究により、骨形成過程においてリンパ管新生が重要な役割を担うことが明らかとなった。骨増生には血管誘導をはじめとする脈管系の再生が必要である。マウスでの実験系の確立はその後の解析に有利であるため、本年度はまずマウスの骨および骨髄から得られるMSCのキャラクターについて分析した。マウス骨髄から、骨髄フラッシュ細胞(Flush)、コラゲナーゼ消化された細胞(Digestion)、コラゲナーゼ消化後の骨片からOutgrowthした細胞(Chip)の3種類の方法でMSCを培養したが、Digestion細胞は骨分化状態が不安定である一方、Flush細胞およびChip細胞からは、コンスタントにMSC様細胞の培養に成功した。これらの細胞の表面抗原をFACSで解析すると、CD45陽性率が高いことが判明したため、CD45陽性細胞をMACSシステムで除去した。さらにCD45陰性細胞群は確実に骨分化したことから、来年度はCD45陰性細胞を用いてマウスでの骨増生モデルにおける脈管系の解析に移る。一方、市販されているヒトのMSCと血管内被細胞(HUVEC)を用いて細胞老化における互いの脈管形成に与える相互作用についても解析した。その結果、ヒトMSCを繰り返し継代すると骨分化能が低下するのみならず、SDF-1の発現が低下した。一方HUVEVCも継代繰り返しによりSDF-1のレセプターであるCXCR4の発現が低下し、VEGF、bFGFの発現も低下した。つまり、MSCは老化によって骨分化能が低下するが、ホストにおいても血管内皮細胞の老化によって血管新生因子の発現が低下し、血管新生能が低下すると考えられる。さらに、老化したMSCでは細胞遊走因子のSDF-1の発現が低下し、血管内皮細胞においてはSDF-1のレセプターのCXCR4の発現が低下するため、老化したMSCを骨増生部位に移植しても効果的に血管誘導が行えないことが、骨再生の低下につながる可能性が考えられた。昨年度、我々は加齢による骨再生能低下のメカニズムを解明するために、間葉系幹細胞および血管内皮細胞を長期培養することで細胞老化を誘導し、老化によって起こる骨再生能の低下には、間葉系幹細胞自体の機能低下(増殖能低下、骨分化能低下)と、血管新生誘導効果の低下の両面によって起こる可能性を見出した。そこで、今年度は老化マウス(20か月齢)と若年マウス(8週齢)から間葉系幹細胞を採取し、老化による間葉系幹細胞の機能変化について評価を行った。老化マウスおよび若年マウスから採取・培養された間葉系幹細胞は、細胞表面抗原発現には両群で差は認められなかったが、細胞増殖能、骨分化能が有意に低下することが確認された。現在、各群での血管新生因子および細胞遊走因子発現について解析中である。老化マウスからの間葉系幹細胞の培養にも成功し、当初の予定通り老化マウスと若年マウス由来間葉系幹細胞の機能解析が進んでいること。また、今年度はリンパ管新生因子であるVEGF-Cが間葉系幹細胞の骨分化を促進することが見いだされ、その機序の一部を解明できたため。間葉系幹細胞とリン酸カルシウム系の骨補填材を組み合わせることで骨が再生することは周知の事実となっている。しかし現実的には、間葉系幹細胞移植による骨再生能は非常にバラツキが大きい。これらの骨再生効果のバラツキの原因の一つに、均一な細胞/骨補填材複合体の作成法が確立されていないことが挙げられる。そこで今年度は細胞と骨補填材を均一に固める方法の検討のため、以下の方法を用いた。1血漿+塩化カルシウム、2市販のフィブリン製剤(ボルヒール)、3コラーゲンゲル、4アガロースゲル、5アルギン酸ナトリウム(アルト)。1では採取された血漿の質により固まり方にバラツキが生じ、2では移植体が固まりすぎるため、移植体内部に細胞の侵入ができず十分な骨再生効果が得られず、3では移植に耐えうる十分な強度を保つことができず、4ではマウスへ移植を行っても骨の形成は認められなかった。5は比較的操作性も高く、細胞/骨補填材の均一性も前述の方法よりも向上していた。また5の方法で作成した細胞/骨補填材複合体をマウス頭頂部へ移植を行うことにより、骨補填材周囲に新生骨の形成が確認された。骨形成部位への脈管誘導作用の評価を行ったところ、移植体内部に血管およびリンパ管が誘導されていることが明らかとなった。本研究結果より、細胞/骨補填材複合体の作成にはアルギン酸ナトリウムを用いる方法が効果的であることが明らかとなり、さらに骨の形成過程には血管のみならずリンパ管も誘導されることが見いだされ、骨再生におけるリンパ管新生の重要性が明らかとなった。またリンパ管形成因子と言われるVEGF-Cの間葉系幹細胞への影響を検討したところ、VEGF-Cは間葉系幹細胞のERK経路を介し、RUNX2を促進することで骨分化を促進することが判明した。アルギン酸ナトリウムを用いた新規の細胞/骨補填

材複合体の作成法の開発によって、従来法に比べ、より均一で操作性の高い複合体の作成することに成功した。この方法により作成した複合体をマウス頭頂部へ移植することにより、移植部位に骨の新生が認められ、移植体内部には血管のみならず、リンパ管も誘導されることが確認された。さらに、リンパ管新生因子(VEGF-C)はMSCの骨分化を促進し、MSCの遊走を促進する効果を有することを見出した。本研究により、骨形成過程においてリンパ管新生が重要な役割を担うことが明らかとなった。マウスでの培養系を確立し、以降の研究をスムーズに進められる。またMSCの細胞老化による血管内皮細胞の管腔形成能等の機能の衰えについての機構を解明したため。老化による骨再生に関する課題については、老化マウスと若年マウスから採取・培養された間葉系幹細胞をマウスに移植を行い、骨増生能と血管新生能の評価を行う。また、VEGF-Cによる間葉系幹細胞の骨分化促進効果に関する課題については、骨分化促進の分子メカニズムを解明し、さらにマウス骨欠損モデルへの移植による効果判定を行う。さらに、生体内に移植した際に確実に骨形成効果を示す間葉系幹細胞を選別することを目的として、ヒトおよびマウス由来間葉系幹細胞を用いて、細胞表面抗原であるLEPR, CD140a等の発現パターンとin vitroでの骨分化能、生体内での骨形成能との相関性について評価を行う。また、間葉系幹細胞から分泌される血管新生関連サイトカインをプロテインアレイによって網羅的に解析を行い、サイトカイン分泌量と種類の違いにより、移植した際の血管誘導能と骨形成効果のパターニングを行う。28年度が最終年度であるため、記入しない。歯科補綴学今後は新たに加わった大学院生にも協力してもらい、マウスへの移植実験を推進する。今年度は人件費・謝金の必要経費を抑えることができたため。物品費を節約して購入したことと、技能補佐員の人件費を抑制したことによって次年度に予算を繰り越すことができた。繰り越すことができることになった予算を物品費として使用し、研究充実を図る。翌年度分と合わせて、動物実験によって回収される組織評価に対して、新たな抗体を購入して多方面から組織標本を解析する。
広葉樹林地帯における現存量および二酸化炭素固定量の推定

ミズナラが優占する落葉広葉樹二次林内にプロットを設置し、全立木の胸高直径及び樹高を測定した。プロットの周囲から資料木を選択し、樹冠表面積を測定の後、伐採した。資料木の幹・枝・葉・根各部分の生物量を測定すると共に、根の長さ、表面積、体積を求めた。最初に、根部の変数を他の地上部の変数から推定する式を求めた。根部については根の切断面の直径から失われた部分を推定するための式を導き、失われた部分を含めたすべての根の生物量を推定した。根部の各変数を推定するための樹木地上部の変数として胸高直径が望ましいことが示された。第二に、高齢の閉鎖した広葉樹二次林を対象とした林分材積及び単木材積の成長過程をモデル化した。呼吸及び光合成に関する生物学的な仮定を基に、幹の材積から材積成長を予想するための成長式を導いた。成長式のパラメータは測定時の材積と最近の成長量から求めた。広葉樹二次林の種組成をプロットの測定値と地理情報システム(GIS)を用いて推定する手法を検討した。対象地は新潟県内の滝首湿原周辺及び赤柴山国有林である。対象樹種はこの地域の優占樹種であるブナ、コナラ、ミズナラとした。重回帰分析により樹種別胸高断面積割合と数値地形モデル(DEM)から計算した地形及び環境因子との関係を分析し、重回帰式を得た。GIS上で重回帰式を適用し、主要樹種について対象地全体の胸高断面積割合を推定し、図示した。ブナ、ミズナラ、コナラが優占する落葉広葉樹林内を対象とし、葉面積指数をGISにより地形要因から推定する手法を検討した。対象地に設置されたプロット内にリタートラップを設置し、落葉量を測定することにより各プロットの葉量を推定した。各プロットの地形因子と葉面積指数との関係を数量化I類によって分析した。標高と斜面傾斜角から葉面積指数を推定する式が導かれた。この式から対象地の落葉広葉樹林の葉面積指数を推定し、図示した。本研究ではミズナラが優占する二次林を対象とし、高齢の落葉広葉樹二次林が成長によってどの程度二酸化炭素を吸収しているのかを推定した。根は樹木の生物量の大きな部分を占めているが、採取することが困難なため生物量を推定する際の制限要因となることが多い。そこで、根に関する諸量を推定するため、特に根に関する変数と樹木地上部に関する変数との間の関係を検討した。まず、ミズナラが優占する落葉広葉樹二次林内にプロットを設置し、このプロットの周囲から資料木を採取した。資料木の各部分の生物量を測定すると共に、根部については直径によって5つの級に分類して生物量、長さ、面積、材積を測定した。これらの根部に関する4変数の直径級ごとの配分を求めた。次に、根に関しては採取する際、地中に取り残される部分が必ず出るため、試料根の測定値を利用して切れた根の切断面の直径から失われた部分を推定するための式を導いた。そして、失われた部分を含めたすべての根の生物量、長さ、面積・材積を胸高直径など樹木地上部から推定するための式を導いた。

その結果、根部の各変数を推定するための樹木地上部の変数として胸高直径が望ましいことが示された。地上高0.3mの直径は根系と高い相関関係があるので、胸高で枝が分岐している場合にはこの直径が根部の各変数を推定するために有用であることが示された。以上の結果を用いて、各プロットにおける樹木の生物量とその成長量を推定し、各プロットにおける炭素蓄積量および二酸化炭素吸収量を推定した。新潟県東蒲原郡上川村大字神谷字赤柴山国有林278280林班にあるブナが優占する落葉広葉樹原生林と対象とし、対象地内に28箇所の固定試験地を設置した。胸高直径5cm以上の立木の毎木調査を行うととに、DGPSとレーザ距離計を用いて位置座標値を取得した。なお、試験地の大きさは3551000m^2である。1/5000の森林基本図から等高線をデジタイザによってGISに入力し、DEM(数値標高モデル)を作成した。このDEMから光環境因子(陰影起伏)、水文環境因子(週水域積算、wetness指数)、地形因子(標高、傾斜、曲率、露出度)の主題図を作成した。対象としたのは上層木のブナ、トチノキ、ホオノキ、サワグルミの4樹種である。各プロットの4樹種に対するそれぞれの樹種別断面積割合を目的変数とし、各因子を説明変数として重回帰分析を行った。重回帰分析から求められた推定式から脚高断面積割合の推定値を算出し、実測値との誤差を調べた。重回帰分析の結果、ブナは標高に弱い正の相関傾向が見られ、標高が高くなるほど割合も高くなる傾向が示された。また、ブナは陰影起伏と正の相関傾向が見られる。逆にトチノキとサワグルミは陰影起伏に関し負の相関傾向が見られるため、斜面方位の違いが分布の違いとなっていることが分かった。さらにトチノキは標高に弱い負の相関傾向が見られ、低標高域での割合が比較的高い事がうかがい知れた。サワグルミは露出度と負の相関傾向を示し、土壌水分の多いところでは割合も多くなる傾向が示された。今回ホオノキに関しては分布を上手く説明できる変数が無かった。以上のことから、DEMから作成した地形因子、光環境因子、水文環境因子からの樹種分布の推定は4樹種中3樹種について可能であるといえた。しかし、今回用いた因子だけでは不足していることも示された。ミズナラが優占する二次林を対象とし、高齢の落葉広葉樹二次林が成長によってどの程度二酸化炭素を吸収しているのかを推定すると共に、特に樹冠表面積と生物量成長量との間の関係を検討した。まず、落葉広葉樹二次林内に設置されたプロットについて再度、全立木の胸高直径及び樹高を測定した。プロットの周囲から資料木を選択し、樹冠表面積を測定の後、伐採した。資料木の幹・枝・葉・根各部分の生物量を測定すると共に、幹の円板を採取し、幹部の成長量を求めた。また、根部については試料根の測定値を利用して切れた根の切断面の直径から失われた部分を推定するための式を導き、失われた部分を含めたすべての根の生物量を推定した。樹冠表面積の測定値と生物量成長量との間に対数式を適用した結果、両者の間に高い相関関係が認められた。また、今回の測定結果と過去の測定結果から各プロットにおける炭素蓄積量および二酸化炭素吸収量を推定した。新潟県旧上川村にあるブナ、ミズナラ、コナラが優占する落葉広葉樹林内を対象とし、葉生物量と葉面積指数を広範囲に渡って推定する手法を検討した。落葉広葉樹二次林及び原生林内に設置されたプロット内にリタートラップを設置し、定期的に落葉量を測定することにより各プロットの葉量を推定した。各プロットの地形要因(標高、斜面方位、斜面傾斜角)と葉量(葉生物量、葉面積指数)との関係を数量化I類によって分析した。
脊椎動物内耳・三半規管の形態形成機構の解析

脊椎動物の内耳の三半規管は、その機能と形態が密接に結びついているため、生き物の形づくりの仕組みを研究する対象として非常に魅力的な器官である。本課題では、ニワトリとゼブラフィッシュをモデル生物として用いて、それぞれの利点を最大限に利用しつつ、細胞レベルと組織レベルでの研究を最新の画像解析技術などを駆使して行うとともに、三半規管の形づくりに関わる遺伝子のクローニングと機能解析も進めてきた。そして、Sox5という遺伝子が、三半規管の形づくりに非常に重要な働きをしている事をつきとめた。脊椎動物の内耳背側にある三半規管は、その三次元的構造と機能が密接に結びついているうえ、脊椎動物の種に関わらず基本的な形態が共通しているので、形態形成機構の解析のモデル系として魅力的な器官である。この研究計画では、この三半規管の形態形成のメカニズムの一端を明らかにする事を目指した。ゼブラフィッシュ三半規管形成は耳胞内部へ上皮が前方、側方、後方、腹側の4カ所から突出する事で始まる。この過程を細胞レベルでより詳細に解析するべく、GFPを耳胞で特異的に発現するGal4遺伝子トラップ系統の同定を進めるとともに、それらの系統を三次元タイムラプス撮影して解析して来た。その結果、耳胞内部への突出の先端で強くGFPを発現する系統が得られた。この系統を用いる事で、突出の伸長と融合の過程を観察することができる。また別の系統では、伸長しつつある突出の基部と、それぞれの半規管の仕切りの一部の細胞がGFPが発現している。この系統の解析から、これらの組織の伸長は、主に細胞の形態変化によってもたらされている事が明らかとなって来た。一方ニワトリ胚を用いた系では、胚を殻から卵黄ごと取り出して、顕微鏡下で培養しながら72時間に渡って観察を続ける事が可能なシステムを開発した。今後の解析の有用な手段として期待出来る。「形づくり」に関わる情報がゲノム上にいかにしてコードされているかという問題の解明が最終目標で、そのためのモデル系として脊椎動物の三半規管の形態形成過程を選んだ。本課題では、ニワトリとゼブラフィッシュをモデル生物として用いて、それぞれの利点を最大限に利用しつつ、細胞レベルと組織レベルでの解析をタイムラプス撮影などを駆使して行うとともに、この現象に関わる遺伝子のクローニングと機能解析も進めてきた。さらに二つの生物種での結果を比較することなどから、形態形成のメカニズムの解明を目指している。ゼブラフィッシュのエンハンサートラップ系統(SAGFF237B)は、三半規管形成の初期段階でおこる耳胞内部への上皮の突出の形成・伸長あるいは融合の過程で興味深いGFPの発現パターンを示す。解析の結果、トラップされた遺伝子はSox5であることがほぼ確実となった。モルフォリノオリゴヌクレオチドを用いた遺伝子ノックダウン(機能阻害)により内耳の形態形成が阻害され、mRNAの注入によりその表現型は回復出来た。内耳における発現のパターンから、Sox5は三半規管形成の初期段階で重要な働きをしていると予想されたため、三次元タイムラプス解析により、上皮の形態形成運動にどのような変化が見られるか詳細な観察・解析を行っている。一方ニワトリ胚を用いた解析では、Sox5に特異的な抗体を用いた免疫組織化学による正常胚での発現パターンの解析が進行中である。解析の結果、トラップされた遺伝子はSox5であることが確実となった。内耳における発現のパターンから、Sox5は三半規管形成の初期段階で重要な働きをしていると予想されたため、三次元タイムラプス解析により、上皮でSox5を発現する細胞の形態形成運動の詳細な観察・解析を行った。その結果、上皮突出の先端に位置するSox5発現細胞は、突出形成前からその発現を開始し、突出の融合後も発現を続けることや、より突出の基部に近いSox5発現細胞は、その形態を突出の伸長方向に対して細長く変化させることで、突出の伸長に寄与していることなど、様々な現象が明らかになった。

一方ニワトリ胚を用いた解析では、Sox5に特異的な抗体を用いた免疫組織化学による正常胚での発現パターンの解析を行い、非常に興味深い発現パターンを見いだした。24年度が最終年度であるため、記入しない。
ホールスラスタにおける異常輸送現象の解明

人工衛星の重量を半減させたオール電化衛星の成功により、宇宙の推進装置にも電気エネルギーを推進力に変換する電気推進を採用する流れが加速している。オール電化衛星の推進系には、推力電力比が大きいホールスラスタが有力候補であり、JAXAの次期技術試験衛星への搭載が見込まれている。このホールスラスタ開発の鍵となるのが、推力電力比向上を阻害する電子の異常輸送(電子が理論値よりも輸送されやすい)の抑制である。異常輸送の要因として、プラズマの揺動(揺らぎ)が示唆されている。しかしながら従来の計測方法では、原因究明に必要な中性粒子密度等のスラスタ内部の物理量を、十分な精度で測定することが出来ず、異常輸送の物理機構解明に至っていない。そこで異常輸送を引き起こす物理機構を解明するために、本年度は、計測技術及び数値解析の改良に取り組んだ。具体的には、10MHzの周波数までの電場の揺動が計測できるように測定装置を構築し、ホールスラスタの生成領域付近の電場揺動を計測した。結果として、異常輸送が見られる時に、1ー2 MHzの電場揺動が大きくなる事を確認した。また、70 GHz帯マイクロ波干渉計測システムの信号処理回路の高速化を図り、電場揺動と同じ10 MHzまでのプラズマ密度の揺動を計測できるシステムを構築した。このシステムを内部計測可能名用に改良したホールスラスタに適用して計測したところ、密度揺動を確認した。また、ピコ秒レーザーを用いた中性粒子密度計測の検出限界向上に取り組み、検出限界を一桁下げる事に成功した。数値解析の改良に関しては、並列化による高速化に取り組むとともに、周方向の電場揺動をモデルに組み込んだ。揺動計測システムに関して、密度および電場の二つの揺動計測システムの改良を行い、揺動と異常輸送の間での因果関係を示すデータの取得に成功するなど、当初の予定以上の成果が得られた。一方、納品されたレーザーに不具合が見つかり、3月末に再納品されたため、コヒーレントレイリー散乱計測の結果は取得できていない。しかしながら、計測対象のプラズマ発生装置の開発を行い、プラズマ源の作動確認及び基礎データの取得は終わっており、コヒーレントレイリー散乱計測実験の準備は完了しており、すぐに感度及び精度向上の実験に取りかかれる状況にある。また、数値解析の検証用に導入予定であった宇宙空間模擬装置に関して、予期せぬ業者の撤退により、計画通りに研究用資材を入手できなくなったため、遅れているが、その間に次年度に予定していた計測装置の感度向上に前倒しで取り組み、感度向上に成功しており、次年度研究用資材が導入されればすぐにでも計測可能な状況になっている。数値解析における高速化に関しても、当初計画より一年づつ4年間かけて高速化していく予定であり、当初通りの進捗である。電子の輸送は、電場と中性粒子との衝突により支配されてため、中性粒子密度や電子の速度および電場強度を十分な精度および分解能で計測出来るように計測システムを構築してきた。また、異常輸送の主因と考えられている揺動計測するためのシステムを構築してきた。今後は、構築した計測技術を用いてプラズマ計測を行うと共に、引き続き数値解析コードの改良を行う。ホールスラスタにおいては周方向のプラズマの不均一性がドリフト不安定性と呼ばれる揺動を励起し、これが異常輸送を引き起こすとされている。そこで、本年度開発したコードの改良を続けると共に、θーzの2次元コードを開発し、周方向揺動が出現する条件を検討する。中性粒子の計測に関しては、構築したコヒーレントレイリー散乱を用いた計測システムの感度及び速度分解能向上を目指す。計測しやすい大気圧プラズマを用いて、速度分解能の限界を見極める。その過程において、感度向上のためのノウハウを取得し、高真空環境下での計測のための準備を行う。LIF(レーザー誘起蛍光)法を用いてイオンの速度を計測し、生成領域中の軸方向電場を計測する。電子の速度計測に関して、推進機の高速電子をピコ秒レーザーを用いたレーザートムソン散乱法を用いて計測する。さらに、推進機から排出される高速電子のプラズマに対して、散乱光の多方向計測を行い、速度ベクトルを算出しつつ、分解能向上に当たる。並行して、時間分解トムソン散乱計測システムの構築し、揺動場での速度の揺動を捉える事が出来るのか検証する。揺動計測は、昨年度構築した非接触計測である70 GHz帯マイクロ波計測システムを多チャンネル化し、揺動の伝搬方向及び伝搬速度、また波数同定を目指す。これにより、揺動の特性を明らかにし、この揺動がどのような物理メカニズムで生じているのかを明らかにする。

結果として、異常輸送が見られる時に、1ー2 MHzの電場揺動が大きくなる事を確認した。また、70 GHz帯マイクロ波干渉計測システムの信号処理回路の高速化を図り、電場揺動と同じ10 MHzまでのプラズマ密度の揺動を計測できるシステムを構築した。このシステムを内部計測可能名用に改良したホールスラスタに適用して計測したところ、密度揺動を確認した。また、ピコ秒レーザーを用いた中性粒子密度計測の検出限界向上に取り組み、検出限界を一桁下げる事に成功した。数値解析の改良に関しては、並列化による高速化に取り組むとともに、周方向の電場揺動をモデルに組み込んだ。揺動計測システムに関して、密度および電場の二つの揺動計測システムの改良を行い、揺動と異常輸送の間での因果関係を示すデータの取得に成功するなど、当初の予定以上の成果が得られた。一方、納品されたレーザーに不具合が見つかり、3月末に再納品されたため、コヒーレントレイリー散乱計測の結果は取得できていない。しかしながら、計測対象のプラズマ発生装置の開発を行い、プラズマ源の作動確認及び基礎データの取得は終わっており、コヒーレントレイリー散乱計測実験の準備は完了しており、すぐに感度及び精度向上の実験に取りかかれる状況にある。また、数値解析の検証用に導入予定であった宇宙空間模擬装置に関して、予期せぬ業者の撤退により、計画通りに研究用資材を入手できなくなったため、遅れているが、その間に次年度に予定していた計測装置の感度向上に前倒しで取り組み、感度向上に成功しており、次年度研究用資材が導入されればすぐにでも計測可能な状況になっている。数値解析における高速化に関しても、当初計画より一年づつ4年間かけて高速化していく予定であり、当初通りの進捗である。電子の輸送は、電場と中性粒子との衝突により支配されてため、中性粒子密度や電子の速度および電場強度を十分な精度および分解能で計測出来るように計測システムを構築してきた。また、異常輸送の主因と考えられている揺動計測するためのシステムを構築してきた。今後は、構築した計測技術を用いてプラズマ計測を行うと共に、引き続き数値解析コードの改良を行う。ホールスラスタにおいては周方向のプラズマの不均一性がドリフト不安定性と呼ばれる揺動を励起し、これが異常輸送を引き起こすとされている。そこで、本年度開発したコードの改良を続けると共に、θーzの2次元コードを開発し、周方向揺動が出現する条件を検討する。中性粒子の計測に関しては、構築したコヒーレントレイリー散乱を用いた計測システムの感度及び速度分解能向上を目指す。計測しやすい大気圧プラズマを用いて、速度分解能の限界を見極める。その過程において、感度向上のためのノウハウを取得し、高真空環境下での計測のための準備を行う。LIF(レーザー誘起蛍光)法を用いてイオンの速度を計測し、生成領域中の軸方向電場を計測する。電子の速度計測に関して、推進機の高速電子をピコ秒レーザーを用いたレーザートムソン散乱法を用いて計測する。
補色順化におけるフィコビリソームの構造変化の多様性の解明

シアノバクテリアは酸素発生型の光合成を行う原核生物であり、光化学系反応中心に光エネルギーを供給するアンテナとしてフィコビリソームを持つ。本研究は、緑・赤色光によるフィコビリソームの構造制御(補色順化)の多様性を、単離フィコビリソームの分光および構造解析によって検証する。さらに、得られた結果に基づき、フィコビリソームの構造変化をゲノム情報から高精度に予測するパイプラインを構築する。
要介護状態及び健康の形成過程における社会経済的要因の役割に関する実証的研究

本研究は,健康状態に対して職業,収入,学歴,生活水準等の社会経済的地位(いわゆるSES)をはじめとする社会的要因がどのような影響を及ぼしているかについて,全年齢階層を対象としたサンプル,高齢者を対象としたサンプルを用いて明らかにすることを目的として行われた.健康・不健康に対して環境因子が重要な役割を果たしていることについては,WHOのICF(ICDH-2)をはじめとして広く指摘されているところであるが,本研究は,環境因子のうちの社会経済的要因に焦点を定め,これらの個人の健康・不健康に対する影響を,全国調査のデータを用いることによって明らかにしようとした.平成15年度には,SF36を被説明変数として採用した3000サンプルの全国調査を実施した.平成16年度には高齢者に対象を絞った全国調査を実施した.平成17年度はこれら二つの調査のデータ・クリーニングとデータ解析を中心に研究を進めた.研究代表者と研究分担者以外にも多数の研究協力者の参加を得て,全年齢層を対象とした研究班と高齢者に焦点を絞った研究班の二つを組織した.前者の班では,従来からの階層,職業に加えて,新たに地域,Social Capital, Perceived Health Competence Scaleなどの観点からの分析を行った.その結果,ソーシャル・キャピタルをはじめとする諸変数が健康状態に対して影響を及ぼしていることを確認した.また後者の班では,Social NetworkやSocial Supportの観点からの分析も行った.ソーシャル・ネットワークなどの変数が高齢者の要介護度をはじめとする健康に影響を及ぼしていることを確認した.主として平成16年度と平成17年度におけるデータ解析の研究会活動の成果を科研費用の最終報告書としてまとめたが,今後もデータ解析を継続しながら学会報告・論文発表をしていく予定である.本研究は,健康状態に対して職業,収入,学歴,生活水準等の社会経済的地位(いわゆるSES)をはじめとする社会的要因がどのような影響を及ぼしているかについて,全年齢階層を対象としたサンプル,高齢者を対象としたサンプルを用いて明らかにすることを目的として行われた.健康・不健康に対して環境因子が重要な役割を果たしていることについては,WHOのICF(ICDH-2)をはじめとして広く指摘されているところであるが,本研究は,環境因子のうちの社会経済的要因に焦点を定め,これらの個人の健康・不健康に対する影響を,全国調査のデータを用いることによって明らかにしようとした.平成15年度には,SF36を被説明変数として採用した3000サンプルの全国調査を実施した.平成16年度には高齢者に対象を絞った全国調査を実施した.平成17年度はこれら二つの調査のデータ・クリーニングとデータ解析を中心に研究を進めた.研究代表者と研究分担者以外にも多数の研究協力者の参加を得て,全年齢層を対象とした研究班と高齢者に焦点を絞った研究班の二つを組織した.前者の班では,従来からの階層,職業に加えて,新たに地域,Social Capital, Perceived Health Competence Scaleなどの観点からの分析を行った.その結果,ソーシャル・キャピタルをはじめとする諸変数が健康状態に対して影響を及ぼしていることを確認した.また後者の班では,Social NetworkやSocial Supportの観点からの分析も行った.ソーシャル・ネットワークなどの変数が高齢者の要介護度をはじめとする健康に影響を及ぼしていることを確認した.主として平成16年度と平成17年度におけるデータ解析の研究会活動の成果を科研費用の最終報告書としてまとめたが,今後もデータ解析を継続しながら学会報告・論文発表をしていく予定である.本研究は、全年齢階層における健康及び不健康状態の形成,及び,高齢者の要介護・要支援等の状態の形成において,デモグラフィックな変数のみならず社会経済的地位がどのような影響を及ぼしているかを明らかにすることを目的としている.今年度は,平成12年度に科研費で実施した全国調査の再分析を試みながら,次年度に実施する予定の全国調査の検討を行った.その途中経過を保健医療社会学会,社会政策学会,日本社会学会で報告した.学会での意見交換を踏まえた試行錯誤の結果,(1)SRH,(2)慢性疾患の有無,(3)痛み・不快感,(4)活動制限,(5)抑欝状態といった五つの変数を総合化し,III-healthという総合変数を構成する方針を確立した.上記5変数を観測変数とする1因子モデルの確証的因子分析の結果,CFIが0.95を示し,モデルの一定の適合性が示された.また,年齢,性別,婚姻上の地位といったデモグラフィックな要因と,教育年数,世態収入,就業状態といった社会経済的要因のIII-healthに対する影響を検討するため,SEMによる分析を試みた.その結果,x2/dfが5.384となり,モデルの適合度は良好だった.この分析の結果,平成13年度,平成14年度に試みた重回帰分析やロジスティック回帰分析の結果では十分明らかとならなかった関係が明らかとなった.標準化パス係数の値から,非婚・離死別など配偶者のいないとIII-healthの状態に陥りやすく,また,教育年数が短いとIII-healthの状態に陥りやすいことが明らかとなった.さらに失業,定年退職もIII-healthにとってのリスクであることが確認された.所得とSRHとの関連を認める研究が多く,以前の分析ではこのことが確認されたが,今回,新たに就労状況を投入したモデルでは,収入との有意な関連は見られなかった.

本研究は,全年齢階層における健康・不健康状態の形成,および,高齢者における要介護・要支援状態の形成において,年齢や性別などのデモグラフィックな要因のみならず社会経済的要因(職業・所得・学歴等々)がどのような影響を及ぼしているかを明らかにすることを目的としている。今年度は前年度に引き続き,山崎助教授を中心に,平成12年度に科学研究費で実施した全国調査のデータ分析を継続し,これまで不十分だった既存研究のサーベイを組織的に行うとともに,ジャーナルへの投稿の準備を進めた。また,さらに平成12年度の調査での不足を補うため,平成15年度は,サンプル数を3000にまで増やし,また,収録変数を拡大し精緻化した全国調査を企画した。前回調査の分析を行うかたわら,その反省をもとに約半年かけて調査票を検討した結果,新調査では,(1)SRH,(2)SF36,(3)食事満足,(4)健康習慣,(5)慢性疾患数,(6)18歳以前健康状況,(7)職業,(8)資産,(9)階層帰属,(10)住宅,(11)家族関係,(12)ソーシャルキャピタル,(13)家族状況,(14)学歴,(15)所得などについての質問項目を含めることとした。新調査では対象年齢を20歳69歳とし,全国を11の地域,人口規模別に層化して標本抽出し,平成16年2月に実査を実施した。平成16年3月には,この調査の粗データを入手した。新年度は,このデータのクリーニングを行ったうえで,分析可能な形に加工して,研究協力者を拡大しながら分析していく.また,新たに要介護・要支援の状態に関する調査を実施する。本研究は,全年齢階層における健康状態の不平等,および,高齢者における要介護・要支援状態の不平等において,年齢や性別などのデモグラフィックな要因のみならず社会経済的要因(職業・所得・学歴等々)が影響を及ぼしているか否かを明らかにすることを目的として開始された.本年度も昨年度一昨年度に続き,山崎喜比古助教授を中心に,平成12年度に科学研究費で実施した全国調査のデータ分析を継続した.残念ながら完成にはいたらなかったが,ジャーナル投稿へあと一歩というところまで到達した.平成15年度は,平成12年度調査のサンプル数不足を補うため,サンプル数を3000にまで増やし,また,健康に関する収録変数をSF36をはじめとして多数の新変数を採用した全国調査を実施したが,この調査のデータ・クリーニングと分析を開始した.職種については自由回答方式を採用したため,アフターコードに時間を要したが,石田教授を中心に作業を進めた結果,データの暫定版を用いた分析が可能となった.データの完成版の作成が平成17年度の課題である.16年度の後半では暫定版データを利用した分析を新たに数人の研究協力者に参加してもらい試行錯誤した.これらの全年齢階層を対象とした分析を進める傍ら,本年度は当初の計画どおり,研究分担者の平岡教授を中心に高齢者を対象とした新たな調査を実施した.65歳から79歳の男女を母集団に,層化二段無作為抽出法によって100地点,1350サンプルを抽出した.高齢者の健康状態に関しては,活動能力指標を採用し,また,社会参加関連の変数を充実した.現在はまだ素データを収集した段階であるため,本格的な分析は17年度の課題となる.
嵩高い置換基を持つジリチオメタランを用いた新規高周期14族元素化学種の合成と性質

近年、高周期14族元素ジアニオン種を用いて様々な新規化学種が合成されている。申請者の所属研究室においても、独自に開発した優れた立体保護基である2,4,6-トリス[ビス(トリメチルシリル)メチル]フェニル基(Tbt基)を有するジリチオシラン、およびジリチオゲルマンとo-ジブロモベンゼンとの反応により、三員環内にケイ素及びゲルマニウムを有するメタラシクロプロパベンゼンの合成に初めて成功している。本研究では、ゲルマシクロプロパベンゼンと各種試剤との反応を行ったところ、高歪みを有する三員環部位での反応が進行し、様々な環拡大化合物を得た。特に6族金属ヘキサカルボニル錯体との熱反応では、TiやZrのベンザイン錯体で報告されている様なヘキサカルボニル錯体のC=O結合がゲルマシクロプロパベンゼンのC-Ge結合に挿入したFischer型カルベン錯体が生成することを明らかとし、炭化水素化合物類縁体であるシクロブロパベンゼンとは異なる反応性を見い出した。一方、更に高周期14族元素であるスズにおいては、ジアニオン種の確かな発生例はこれまで報告がなかった。本研究では、Tbt基を有するジブロモスタンナンに対し過剰量のリチウムナフタレニドをTHF中-78°Cで作用させることにより、ジリチオスタンナンの発生に成功した。ジリチオスタンナンの発生は、各種捕捉剤(重塩酸、重水、ヨウ化メチル等)との反応により確認するとともに、THF中-80°Cでの^<119>Sn NMRの測定により-362ppmにスズジアニオン種に由来するシグナルを観測することに成功した。THF中、ジリチオスタンナンは-25°Cまで安定に存在し、これまで発生に成功しているジリチオシランおよびジリチオゲルマンとは異なる安定性も見い出した。この研究結果は、第51回有機金属化学討論会にて口頭発表し、欧文雑誌へ論文投稿した。
DNA固定化吸着体に対するアフィニティ-を利用した発癌物質の検索

一般に発癌物質は、DNAに結合するために親和性を有するものと考えられることから、DNAを固定化した吸着体を作成し、これに対する親和性の有無を利用して発癌物質を特異的に吸着せしめ、その分析、精製、または除去することを目的とする。研究実施計画に従って、DNAをセファロ-ス、ポリアクリルアミド、セルロ-ス等、各種担体に化学結合または包理することにより不溶性DNAを作成した。これらを小型カラムに充填し、これに既知の発癌性及び非発癌性色素溶液を通して、吸着性の有無を調べた結果、DNA-セファロ-スの場合、低イオン濃度のアルカリ性バッファ-中で、既知の発癌性色素は何れもよく吸着されるが、非発癌性色素は殆ど吸着されないこと、すなわち発癌性色素はDNAに対して親和性を有することを見いだした。そして、これら吸着色素は、条件を変えることにより再びカラムからの溶出が可能であること、溶出後のカラムは、洗浄後、繰り返し使用が可能であることなどがわかった。次にDNA-セファロ-スカラムを用い、現在使用されている食用色素22種、及び使用禁止となっている有害色素24種について、吸着性の有無を調べた結果、食用色素中には吸着性を示すものは全く見られなかったのに対し、有害色素類には、その半数に近い11種が吸着性を示した。そしてこれら全ての吸着性色素は、何れもAmes法により微生物に対して変異原性を有することを初めて確認した。一方、色素以外の既知発癌性化合物約15種について、上記カラムへの吸着性を検討した結果、AF-2、4NQO、MNNGなどS-9による代謝活性化を必要としない化合物は、一般に吸着性を有することが認められた。更に加工食品等の抽出物について、上記カラムへの吸着性の有無を調べた結果、ある種のチ-ズ類、ベ-コン中にも吸着性物質が存在することを認めたので、現在その物質の構造等についても検討している。
カパンパンガン語の記述文法執筆のための調査研究：述語形態論および補文構造の解明

カパンパンガン語の350ほどの動詞および形容詞について、網羅的な調査を行い、各語の形態論の詳細を解明できた。それぞれの語について、よく使われる派生形や活用形など、使用頻度についてもわかる限り、調べることができた。補文構造については、約110種類の主節述語、約35種類の主名詞を調査し、それぞれの構文例を集めた。補文構造を示すマーキングにはどのようなものがあるか、どの述語にはどのような補文マーキングが主に用いられるかがわかった。前年度に引き続き、これまで未整理のままになっている動詞形態論の資料を整理・補足する調査に取り組んだ。今年度は、新たに調査対象となる動詞を200ほど選び、形態論の詳細を分析した。また、この科研による調査以前に調べたことがある動詞200についても、整理をし直した。もれがあった活用形を補い、よく使われる(または使われない)活用形など、使用頻度についても、わかる範囲で補足した。今年度選択したすべての動詞について、調査を完結させることはできなかったが、80%近い動詞について一応の整理を行い、概要を示せるまでには研究が進んだ。ただし、活用パターンを大きくいくつかの型に分類する作業はまだ未完成である。研究協力者であるマイケル・パンギリーナンは、2013年10月より、東京外国語大学アジア・アフリカ言語文化研究所の外国人研究員として招聘された。そのため、彼との共同作業も日本国内で行った。彼の外国人研究員としての生活が落ち着くのに合わせたため、2013年11月、2014年1月の合計6日間に限られた。これ以外にはメール交換による調査も行った。主に調査と分析に時間をかけたため、発表準備にあてる時間を作り出すことができなかった。一方、動詞形対論を集中的に調べることに時間を費やしたため、補文構造については、十分に研究を進めることができなかった。補文構造は次年度の課題の一つとして、改めて計画をし直すことにした。今年度の当初の計画では、形態論および補文構造の調査対象となる動詞や名詞(形態論については800の動詞、補文構造については200の動詞・名詞)をまず決定することにしていたが、そのための十分な準備時間が取れなかった。そこで、これまで未整理のままになっている動詞形態論の資料を整理・補足する調査に取りかかった。また、Haspelmath 1993, Nichols et al. 2004, Comrie 2006らの研究で用いられた類型論上重要な自動詞・他動詞のペアのリストがすでにいくつか公表されており、北野が参加している国立国語研究所の研究プロジェクト「述語構造の意味範疇の普遍性と多様性」で使用されている。これらのリストに挙げられているのはカパンパンガン語においても基本的で重要な動詞ばかりであるので、まずはこれらをもとに形態論の研究を開始した。現地調査は、2012年9月と2013年2月に、当初の予定通り研究協力者であるマイケル・パンギリーナンと行った。おおよそ150ほどの動詞(および形容詞)についてはかなり網羅的な調査を行い、各語の形態論の詳細が解明できた。さらには、BE A HUNTERのような、大多数の言語では名詞述語で表すのが一般的と思われるケースでも、カパンパンガン語では動詞を用いるということが判明するなど、形態論以外にも新たな発見があった。一方、補文構造については、十分に研究を進めることができなかった。前年度は動詞形態論の調査を中心に行ったが、今年度は、補文構造の研究に重点を置き、研究の遅れを取り戻すよう努めた。研究協力者であるマイケル・パンギリーナンは、2014年度の前半は引き続き東京に滞在していた。主にメールと文書の交換によってデータの収集・検討を行い、補文構造の解明に努めた。パンギリーナンは2014年秋よりドイツに移ったため、その前後の期間には十分な研究時間を取ることができなかった。そこでさらに、東京在住のもう一人のネイティブスピーカーにお願いし、収集データの補完をした。二人の協力者より得られたデータは、主節動詞が異なる約110種類の構文例、主名詞が異なる約35種類の構文例である。予想されたことだが、補文は構造が複雑なため、書かれることが少ないカパンパンガン語では、ネイティブスピーカーでもうまく作れないケースがしばしば見られた。タガログ語が混じることもある。また、英文を元にカパンパンガン語の例を作ると、翻訳借用(calque)になってしまい、結果的に意味が通じにくい(カパンパンガン語では通常そのように言わない)表現になることもある。このような点を修正して、今後より信頼できる構文例の一覧を作成する。結論として、補文節の構造(主節動詞の補部となる場合も、主名詞の補部となる場合も)は、接続の仕方によりいくつかのパターンに分かれる。さらに、主名詞を有する補文構造については、関係節構文との類似性が明確になった。

Comrieの「アジアの一部の地域的特徴としてのattributive clauses」などの研究をしつつ、成果を報告する予定である。言語学研究のために使える時間が、大学業務などのため今年度は十分に確保できなかったことが主な原因である。研究のために使える時間が、授業準備、大学業務などのため今年度は十分に確保できなかったことが主な原因である。特にフィールド調査は、二回にわたり行ったが、十分な期間を充てることができなかった。今年度不十分であった作業も含めて、次年度も調査を進めていく。調査対象となる動詞・名詞を能率よく調べていく。フィールド調査も、大学業務などのために長期間の滞在期間を充てることができない場合は、短期間であっても何度も足を運ぶことで、調査時間を確保する。次年度の調査のために、形態論および補文構造の調査対象となる動詞・名詞を早急に決定する。フィールド調査も可能な限り能率よく行う。他の業務のために長期間の滞在期間を充てることができない場合は、渡航回数を増やすなどして十分な調査時間を確保する。フィールド調査の実施場所を変更したこと、および、予定していた期間より短くなったため、次年度使用額が生じた。そのため旅費や謝金の繰越をすることとなった。次年度の研究費は、当初の計画通り、調査地までの旅費、研究発表のための旅費、および研究協力者への人件費・謝金に用いる予定である。フィールド調査が、予定していた期間より短くなったため次年度使用額が生じ、繰越をすることとなった。なお次年度の研究費は、当初の計画通り、調査地までの旅費および研究協力者への人件費・謝金に用いる予定である。
静電容量式センサによる浸水・空洞化モ二タリングと空洞化危険度指標の提案

堤防、護岸、道路盛土や舗装内部への浸水と排水の繰り返しにより、地中に空洞が形成され、ある時陥没する事故が発生している。そこで、模型実験を行い空洞の発生から陥没に至るまでの過程を実験室内で再現し、メカニズムを明らかにした。地中に埋設した単純な電線をセンサとし、水浸と空洞化を検知する方法を2つ開発した。一つの方法は電線の静電容量変化に着目したものであり、もう一つは高周波信号の反射から水浸・空洞化位置を同定する方法である。開発した計測方法を現場計測に適用し、装置の改良とデータの蓄積を行っている。さらに空洞の規模と位置により、地盤の支持力がどの程度低下するか、数値解析により求める方法を提案した。平成25年度の研究実施計画では、1静電容量式空洞センサの改善、2遠心模型実験による防潮堤安定実験の2種を実施した。それぞれの進捗状況は下記のとおりである。【1.静電容量式空洞センサの改善】静電容量型センサでは、電極の絶縁が保たれないと計測を行うことができない。センサ電極は地中への埋設を想定しているため、土工時の締固めによるセンサ電極の損傷について検討した。センサ材料として、300Ωと450Ωの平行フィーダー線2種をマサ土中に埋設し、CBR試験の2倍に相当する締固めエネルギーにより突固めを行った。突固め試験前後でセンサ電極全体を完全に水浸し、締固め前後の測定値の変化を調べた。その結果、いずれのセンサ材料でも締固め前後での静電容量の測定値に大きな違いはみられず、締固めによる損傷はみられなかった。防潮堤などの沿岸構造物への静電容量式センサの利用を考えるうえで、地下水の塩分によって測定値が変動する可能性がある。そこで、蒸留水ならびに重量%で10%までの所定の濃度に調整した食塩水を用意し、その食塩水にセンサ電極を完全に水浸し静電容量を測定することにより、塩分濃度が静電容量の測定値に及ぼす影響について調べた。その結果、10%までの塩分濃度の範囲では静電容量の測定値に変化は生じず、提案する測定方法を用いることで、防潮堤などの海岸構造物でも静電容量式センサを活用できることが確認できた。【2.遠心模型実験による防潮堤安定実験】力学的な検討として、津波などの水位上昇による陸上防潮堤の転倒原因として、防潮堤底面に作用する揚圧力の影響が考えられる。対策工として、防潮堤の海岸側基礎部に矢板を打ち込み揚圧力を低減する工法の効果を、遠心模型実験により確認した。平成26年度の実施計画では、1.浸水・排水繰返しによる空洞化と防潮堤の安定に関する模型実験、2.リアルタイム計測システムの開発と原位置水位・水分測定の継続、3.空洞化数値計算シミュレーションの開発、4.空洞を有する地盤の変形解析、5.新たな現場計測の準備を計画した。1.の模型実験では、重力式防潮堤の安定に関しては、矢板打設によって揚水圧を低減することにより転倒対策となることを遠心力模型実験ならびにFEM浸透解析の結果から示し、必要な矢板根入れ深さの決定方法を提案した。更に矢板岸壁に生じた小孔からの浸水・排水により裏込め土内に空洞が発生発達する過程を再現した。2.については、水位計を土砂災害危険箇所に指定されている斜面に設置し、リアルタイム計測のシステムを構築している。現在は、太陽電池+バッテリーで原位置センサーから取得した情報を無線により協力一般家庭のLinuxシステムに転送し、そこから更に無線ランを通じてサーバーに取り込んでいる。現在、2つの無線を介するために1ヶ月に1度程度生じる通信不具合の解消とWEBでの閲覧ソフトの改良を行い、近隣の公開されている雨量計のデータを自動で取り込み、土壌雨量指数などの計算値、過去の最大値と計測値を比較できるように改良を行っている。ただし、河川堤防の計測システムは完成したが,昨年12月の落雷の影響で計測に問題が生じている。3.の空洞化数値シミュレーションでは、DEMと流体場の2次元での連成はほぼ完成したが、現在3次元化に取り組んでおり、計算時間軽減のためのプログラミングを試行している。4.では、画像解析による変形計測システムの改良をおこない、より微小な変形を計測できるようにした。5.では徳島県南部の河川堤防の浸食箇所へセンサ埋設準備をしている。顕著な被害が生じているカンボジアでの適用について、カンボジア工科大学とワークショップを実施した。本研究では、地中への浸水と空洞化を検出し、崩壊や空洞形成の危険度判定方法の開発を目的としている。そこで、次の研究を行った。【1静電容量型空洞センサの開発】地中に電極となる平行電線を埋設し、その周辺の水分変化を静電容量から計測し、水浸・空洞化を検出する方法を開発した。長期間地中に埋設することを想定し、開発した方法は次の特徴を有している。(1)高分解能(3fF)、広レンジ(32bit)で線形性のよい静電容量の測定方法を開発した。これにより故障要因となる電子回路部を地上におき、地中はセンサ電極部と接続ケーブルのみの構成とすることができるようになった。(2)護岸などの直線的で長大な測定対象に対応するため、水分変化を検出する領域を14m程度まで延長できるようにした。【2.閉回路レーダ法による浸水・空洞箇所の検出方法の開発】

地中に伝送線路を埋設し、高周波信号の応答から、伝送線路上の空洞箇所、浸水箇所を検出する方法について開発した。平成27年度では特に湿潤側への変化か、乾燥側への変化か、判別ができるようになった。【3.矢板岸壁の裏込地盤の空洞化実験】微小な損傷孔をもつ、矢板岸壁に繰り返し浸水排水履歴を与え、裏込め内での空洞の形成から地表面での陥没の発生までの過程を、重力場ならびに遠心力場での模型実験により再現した。【4.空洞を有する地盤の支持力】空洞の深さや寸法と得られる支持力の関係をFEMを用いて解析し、危険な空洞の判定方法を示した。【5.現場計測】堤防内の水分変化、地滑り斜面の地下水位の測定を行った。台風で被災した護岸や駐車場の補修時に、センサ電極を埋設した。これらの静電容量変化や閉回路レーダの応答の測定を行った。研究期間終了後も引き続き計測を実施していく。堤防、護岸、道路盛土や舗装内部への浸水と排水の繰り返しにより、地中に空洞が形成され、ある時陥没する事故が発生している。そこで、模型実験を行い空洞の発生から陥没に至るまでの過程を実験室内で再現し、メカニズムを明らかにした。地中に埋設した単純な電線をセンサとし、水浸と空洞化を検知する方法を2つ開発した。一つの方法は電線の静電容量変化に着目したものであり、もう一つは高周波信号の反射から水浸・空洞化位置を同定する方法である。開発した計測方法を現場計測に適用し、装置の改良とデータの蓄積を行っている。さらに空洞の規模と位置により、地盤の支持力がどの程度低下するか、数値解析により求める方法を提案した。水位変動を受ける護岸構造物の浸水・排水に伴う空洞化について、模型実験を行い、空洞化の過程を実験的に把握した。また、陸上に設置された防潮堤に対して、津波などの水位上昇時に揚圧力を受けて転倒する現象を重力場ならびに遠心力場の模型実験により再現し、メカニズムを明らかにした。更に既存構造物に対する対策方法として、矢板を打設し揚圧力を低減することにより転倒に対する安定性を改善する効果を検証し、模型実験とFEM浸透解析により必要な矢板の打設深さを提案した。リアルタイム計測システムの開発については、富山市の河川堤防の現場計測箇所において落雷の影響で昨年12月より計測に問題が生じており、能美市の土砂災害危険箇所での現場計測に移行せざるを得ない状況である。開発自体はほぼ当初計画どおりに進んでおり、27年度前半には完成予定である。空洞化数値計算シミュレーションについては、3次元化での問題解決に手間取ったため、やや遅れ気味である。地盤の変形解析については画像解析システムを改善し、より微小な変形可視化に成功している。空洞化のモニタリング方法の開発については、模型実験レベルではほぼ順調に進行している。原位置計測についても大学敷地内での試験的な計測の実施や、徳島県南部の空洞化被害が生じた河川堤防を対象とした具体的な計測箇所も決定し、計画は順調に進んでいる。新たな方向性として、雨季と乾季の陸水変動が大きく、大規模な堤防崩壊や空洞化が頻発しているカンボジアでの現場計測について、現地のカンボジア工科大学との関係も形成されてきている。以上のようにおおむね順調に進展している。地盤工学【1原位置計測の継続と実用化の検討】