hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
神経栄養因子による中枢神経細胞死の防御における細胞内シグナルの解析

我々は従来から、ニューロトロフィンによって引き起こされる細胞内シグナル伝達機構に注目し、モデルニューロンであるPC12細胞におけるNGF等による分化誘導作用には、Ras-MAPキナーゼ(MAPK)経路の持続性が深く関わっていることを示し、また、初代培養小脳顆粒細胞における低カリウム培地によるアポトーシス(プログラム細胞死)をBDNFおよび高カリウム培地が抑制することを見いだしてきた。今年度は、この培養小脳顆粒細胞における低カリウム培地によるアポトーシスに対するBDNFや高カリウム培地による生存維持(細胞死抑制)作用にはphosphatidylinositol 3-kinase(PI3-キナーゼ、PI3-K)が関与していることを見いだし、さらにそのPI3-Kの下流のシグナル伝達経路を解析した。PI3-Kの下流においては、p70^<S6K>は生存維持作用には関与しておらず、恐らくAktキナーゼ及びそこから起因する経路が生存維持作用をもたらしているであろうことを示唆した。現在、Aktキナーゼの下流の経路についても、解析を進めている。一方、PI3-Kの上流のシグナル伝達経路については、TrkレセプターによってPI3-Kが活性化される機構として、従来、PI3-Kのp85サブユニットがチロシンリン酸化されたTrkレセプターに直接結合して活性化されるのか、間接的に別のチロシンリン酸化蛋白質に結合して活性化されるのか不明であった。我々は、培養大脳皮質神経細胞におけるBDNFによるPI3-Kの活性化には、IRS-1(insulin receptor substrate-1)とIRS-2が働いていることを明らかにした。さらに、PI3-Kに結合する数種類のチロシンリン酸化蛋白質を見いだし、解析中である。
状況に埋め込まれた知としての「わざ」に関する総合的研究

教師及び看護師の思考過程を捉えるために,小学校新任教師2名と看護師1名を対象に机上シミュレーションを昨年度と同様の方法で行った。教師については,その指導案に基づき行われた授業記録を収集した。その結果,行為の中の省察が生じる状況を明らかにしたこと,また,その状況における教師の思考過程を記述することが可能であることが明らかになった。しかしながら,机上シミュレーションでは教師の動き(身振りなどを含む)を教師が呈示することが難しく課題と考えられた。一方,看護師については利生判断過程を捉えることができ,具体的なkン後状況における思考過程と看護行為との関係を明らかにできた。また,看護師の臨床判断を培う方法として机上シミュレーションは有用であることが示された。さらに,教師の動きと思考過程との関係を探るため,幼稚園教師2名を対象に机上シミュレーションによるデータ収集を行った。幼稚園教師の場合,教師自身がどのような動き(動線)を行うかは幼児の支援にとっては重要であり,身体地としてのわざと思考過程との関係に迫ることが可能であると考えられた。実際の保育もビデオ録画し,シミュレーションとの対応を分析中である。教師のわざが状況に埋め込まれた地であるという観点から,ウェアラブルカメラと天球カメラを同時に用いる新しい授業ビデオ記録方法を開発し,データ収集を行った。わざが状況に埋め込まれているということは状況の判断が重要であるということであり,教師がどの方向をどの程度見ているか,をウエアラブルカメラで分析し,天球カメラの映像と照合することにより,教師の状況判断を明らかにする方法の開発である。現在,ウエアラブルカメラの映像を分析中である。また,これらの成果発表とわざを育てる方法を検討する国際カンフェランスの準備を行った。机上シミュレーション,ウエアラブルカメラの活用に加えて,天球カメラを活用した方法を用いて,状況に埋め込まれた知としてのわざを明らかにするためのデータ収集をデータ分析を進めてきている。まだ,一部分析中のデータもあるが,研究計画はおおむね順調に進んでいると判断される。また,これまでアメリカ,イギリス,タイ,ニュージーランド等における「わざ」の育成に関する教育プログラムに関する資料収集,看護教育および教師教育における文献レビューを進めてきている。これらを踏まえて,研究成果の発表と関連する海外の研究者との交流を中心とした2019年度に国際カンフェランスを開催する準備もほぼ整っており全体としてはおおむね順調に進展していると判断される。データ収集はほぼ終了しており,現在は分析を進めているところである。同時にそれらの成果を11月に開催する国際カンフェランスで発表するとともに,海外での教育プログラムに関するワークショップを開催し,わざを育てる方法の共有化を図る。また研究成果は,国内外の学会で発表する予定であり,世界授業研究学会(WALS)での発表は採択されている。教師教育に関して,タイおよびデンマークで教員養成及び現職教育プログラムの特徴についてのインタビュー調査を行った。特に,教授技術の習得に関するプログラムやメンター制度等に焦点をあてた。フィールドワークと理論との往還を中心にフィールド経験を重視した点が特徴としてみられたが,教師教育者の質が大きく影響することも明らかになった。看護教育に関しては,看護におけるシミュレーション教育の専門家を招聘し,その概要とキーポイント等を中心としたインタビューを甲南女子大学で行った。また,イギリスでの看護のわざについての看護教育プログラムの資料を収集し,オックスフォードブルックス大学やキングスカレッジなどで,プログラムが実施されていることが,同時にかなり成果を上げることが難しい課題あることが確認できた。また,わが国の教員養成における「わざ」の教育については,国立大学を中心にWeb資料の分析を行い,その特徴の抽出を行った。1つの特徴として,実習期間の複数化と長期化が明らかになった。授業での「わざ」の評価に関しては,ウェアラブルカメラを用いた教師の授業リフレクションの分析の試行を行った。一部の成果は,日本教育工学会雑誌にて刊行した。また,家庭科では同様のデータを経験教師と初任教師とで収集し,教師の動線を含めた分析を進めているところである。机上シミュレーションについては,シミュレーションに関する文献,またそれに関連するケースメソッドに関連する文献研究を進め,教室及び病室模型とフィギュアを作成し,試行を行える段階まで進めた。模型の政策等に時間を要し,本年度内に試行を行うことはできなかった。全体会議を2回開催し,研究枠組みの理解,研究の進捗状況及び海外での調査内容と結果の共通を図った。タイ及びデンマークの教師教育プログラムに関するインタビュー調査、わが国の国立大学を中心とした教員養成プログラムの特徴の抽出に関しては、ほぼ順調に進めることができ、結果の一部は日本教育工学会などで発表する予定である。看護教育についてもイギリスでのインタビュー調査と看護シミュレーション教育の専門家である、サムエル・メリット大学ステアーズ先生を招聘し、ワークショップ及びインタビュー調査等を行った。教師教育、看護教育に関する国内外のプログラムの特徴は明らかにしつつあると思われる。また、2017年度はコロラド大学、ニュージランド、タイの調査予定はほぼ決定できており、プログラム開発に関する資料収集は概ね達成できていると思われる。教師及び看護師の「わざ」の評価手法の開発については、ウェアラブルカメラによるリフレクションは予備的研究を行うことができた。一部は日本教育工学会論文誌に発表した。また、家庭科料理実習において経験教師と初任者が授業中にどのように動き何を見ているかについてウェアラブルカメラを用いたデータ収集を行い分析を行っている。これらは、欧米の教師の授業認知あるいはノーティシング研究と関連するものでもある。ノーティシングに関しては関連する研究として日本教育工学会論文誌に発表した。

したがって、ウェアラブルカメラによる評価法の開発の基礎的な研究を進められたと考えられる。机上シミュレーションについては、教室及び病室模型はすでに完成し、試行を行える段階まで進んでいる。ステアーズ先生のアドバイスや文献研究の中でケースメソッドの組み入れなどの必要性が出てきたため、試行が2017年度にずれてはいるが、概ね予定通りに進展していると思われる。教師を対象した机上シミュレーションは,埼玉県内,静岡県内の小学校教師3名に実施した。その結果,ある程度行為の中の省察を捉えることが可能であることが示されたが,予想外場面を契機に行為の中の省察が生起するだけでなく,過去の出来事とシミュレーション場面での出来事とを繋いだ教師に意味づけられた状況においても生起することが示唆された。看護師を対象としたシミュレーションは,看護経験のある院生1名を対象に実施した。看護師の思考内容についてはかなり詳細に捉えることが可能であること,また看護のシミュレーション教育の方法としての有用性があることが示唆された。これらは,日本教育工学会研究会,日本教師学学会で口頭発表を行った。また,ウェアラブルカメラの活用については,学校教師のデータは10事例以上収集したが,リフレクションでの活用に加えて,教師の視点という観点からの分析方法を検討している段階である。学校教育,看護において実践をベースにした教育プログラムの開発については,フィールドワークだけでなく,実践の場での教育に必要な要因の同定を進め,実践に類似した状況でのメンタリング及びコーチング,あるいは共同プロジェクトの実施という要因を明らかにした。それに基づき,わが国の教員養成プログラムの分析を行い,特徴あるプログラムを抽出,実践ベースという視点から再分析を行っている。加えて,ニュージーランドでのメンタリングと学校研究,アメリカデンバーでの教員養成(教育実習)及び病院での研修プログラム,タイでのWork-based Educationに基づく教員養成のプログラムに関するインタビュー調査及び資料収集を行い,ヨーロッパ教育学会等でも発表を行った。「わざ」概念を十分に吟味するために,生態心理学からのアプローチに関して研究会を開催し,現段階での「わざ」概念の捉えや教育プログラムに関するレビューを受けた。机上シミュレーションについては,教師,看護師を対象とした研究はほぼ予定通り進められているが,ウェアラブルカメラについては予備的データの収集は行ったが,机上シミュレーションとリンクしたデータ収集は時間的なラグなど実施上の問題が生じている。プログラム開発については,教師教育については教員養成のプログラムの分析,また開発プログラムに含むべき要素などの検討を順調に進んでいる。
有限要素法を用いたコンクリート構造柱・梁接合部の耐震性能評価法の開発

鉄筋コンクリート構造は、現在建築建物の主要な構造形式である。また、プレストレストコンクリート構造は、これまで主に土木分野で利用され発展してきたが、最近では建築分野においても積極的に活用され、プレストレストコンクリート構造の高層建物の実現に向けて合理的な耐震設計法の開発が望まれている。このようなコンクリート構造建物の耐震設計において、構造部材の中でも特に柱と梁の交差部分である柱・梁接合部は、隣接部材から入力されるせん断力に抵抗し、かつ隣接部材の耐震性能を十分発揮できるように設計しなければならない。また、最近の鉄筋コンクリート構造、及びプレストレストコンクリート構造の設計分野では、従来の許容応力度設計法から限界状態設計法、更には性能評価設計法への移行が望まれる動きがある。これは、建物の限界状態あるいは耐震性能を明確にし、性能評価を的確に行えるようにすることを目指している。そこで、本研究では、コンクリート強度、接合部横補強筋、柱軸力、梁主筋付着、プレストレス力、プレストレス材の付着のほか、直交梁と床スラブの拘束効果や2方向加力の影響などをパラメータとした鉄筋コンクリート構造、及びプレストレストコンクリート構造の柱・梁接合部の非線形有限要素法(FEM)解析を行った。更にFEM解析結果から得られる柱・梁接合部の履歴特性、破壊性状、変形、ひずみ状況や内部応力状態の詳細な検討から、接合部せん断抵抗機構に基づいた柱・梁接合部の耐震性能評価を行った。本研究では、RC及びPC柱・梁接合部の耐震性能評価を行うために非線形FEM解析を行う。更にコンクリート強度、接合部横補強筋、柱軸力、梁主筋付着、プレストレス力、プレストレス材の付着のほか、直交梁と床スラブの拘束効果や2方向加力の影響などをパラメータとした解析結果から得られる柱・梁接合部の履歴特性、変形、ひずみ状況や内部応力状態の詳細な検討から、接合部せん断抵抗機構に基づいた耐震性能評価法を提案し、コンクリート構造柱・梁接合部の合理的な耐震設計法の開発に寄与することを目的とする。上述の研究目的の達成を目指し、今年度はRC及びPC柱・梁接合部の耐震性能を把握するために、以下の影響因子について非線形FEMパラメータ解析を行い、解析モデルの検証、ならびに履歴特性、破壊性状、コンクリートや鉄筋のひずみ状況などの検討を行った。更にFEMパラメータ解析結果から得られる接合部せん断抵抗機構の形成に与える各因子の影響を検討し、せん断抵抗機構に基づいた耐震性能評価を行った。(1)コンクリート強度(2)接合部横補強筋(3)柱軸力(4)梁主筋付着(5)プレストレス力(6)プレストレス材の付着鉄筋コンクリート構造は、現在建築建物の主要な構造形式である。
含亜鉛ハイドロタルサイト類似化合物の構造と熱化学的及び光化学的反応性に関する研究

亜鉛を含むハイドロタルサイト類似化合物(Zn/Al-Zn/Ga-、およびZn/Cr-HT1c)の構造と物理化学的特性、特に熱化学的特性について研究し、以下の知見を得た。Zn/Al-HT1c炭酸塩の粉末X線回折パターンについてRietveld解析を行った結果、その構造は天然ハイドロタルサイト(Mg/Al-HT)に極めて近く、単に結晶系や格子定数のみならず、水酸基や水分子の位置など単位細胞内部の原子位置面でも非常に近いことが分かった。一方、FT-IRの面からは多少Mg/Al-HTと異なり、M-OH結合が多少強く、反面O-H結合が弱くなることが明らかとなり、Zn-O間の結合にわずかな共有結合性の寄与が示唆された。Zn/Al-HTlcの熱分解特性は、Mg/Al-HTと明らかに異なることが分かった。この系では層状水酸化中の水酸基の約半分が200°C以下の低温域で分解し、比較的低温で元の層構造が破壊される一方、炭酸イオンの分解は逆に500°C以上の講演で起こる。またカチオンの中のAlの分率xが1/3に近いものでは580°Cと780°Cに二つのピークを持つCO_2の発生が見られた。こうした特異性はZn-O間における共有結合性と2:1型の規則的カチオン配列という二つの傾向の存在と関わるものと推測された。Zn/Ga-HTlcは、通常の共沈法により調整可能であり、結晶性の良い粉末試料が得られること分かった。その構造と熱分解特性はZn/Al-HT1cのそれと類似し、低温での水酸基の分解、高温域での炭酸イオンの分解という特徴を示した。Zn/Al-HTlcはこれら二種の化合物とは異なり、結晶性が低く、また炭酸イオンの熱分解は500°C以下で起こることが分かった。また、この炭酸イオンの分解時にクロムイオンが酸化され、クロム酸イオンが生成することが分かった。この現象は酸化性雰囲気の下で、元の構造中に炭酸イオンを含む場合に強く現れることが明らかとなり、炭酸イオンが熱分解する過程で生じる中間体の触媒的作用が示唆された。研究初年度に当たる本年度では、炭酸イオンを層間陰イオンとする亜鉛・アルミニウム、亜鉛・ガリウム、亜鉛・クロミウム系について、主に試料の合成、X線回折、FTIRによるキャラクタリゼーション、熱分解特性(TG,DSC,TPD)について実験的検討を進めた。この中で新たに得られた知見を以下にまとめる。1)亜鉛・アルミニウム系は、結晶性の良い試料が得られ、炭酸イオンの熱分解に伴う炭酸ガスの発生が、500°C以上の高温域で起こること、また水素雰囲気下では、炭酸ガスの発生は低く抑えられ、一部はメタンに転化するが、その多くは不揮発性の炭素化合物に転化することが明らかになった。

2)亜鉛・ガリウム系は本研究で初めて合成され、構造と熱特性が調べられ、結晶性の良いハイドロタルサイト類似構造をとる試料が得られ、比較的高温域で炭酸イオンが分解する特徴が、明きらかにされた。3)亜鉛・クロミウム系は、構造の面では上記二系と比べ結晶性は低く、また熱分解挙動もはっきりとした段階的な変化を示さず、炭酸イオンの分解温度も比較的低温域にあることがわかった。さらに、空気中の熱分解において、Cr(III)イオンの一部がCr(VI)イオンに酸化されることが見いだされた。こうしたクロムイオンの価数変化は、環境保全という観点からも問題になると考え、さらに検討を進めた。その結果、金属種をマグネシウム、ニッケルに代えた場合にも同様にクロムイオンの酸化が起こり、その変化が現れる温度域が、炭酸イオンの分解の温度域と良く対応すること、一方、層間に吸着させる陰イオンを硝酸イオン、塩化物イオンに代えた場合にはクロムの価数変化は顕著には現れないことが明きらかとなり、クロムイオンの価数の変化は炭酸イオンの熱分解と密接に関連した現象であることがわかった。平成6年度は計画の最終年度に当たり、昨年までの実験データをもとに亜鉛を含むハイドロタルサイト類似化合物(以下HT1cと略記)の結晶化学の面から検討を進める一方、熱分解特性に関し、各温度での焼成体の再水和-アニオン吸着特性に関する実験的検討を加え、その特異性とその起源について研究を進めた。得られた主な研究成果を以下にまとめる。(1)Zn/Al-ハイドロタルサイト類似化合物の結晶構造解析:リ-トフェルト法による粉末X線回折パターン解析、FT-IRスペクトルの解析によりこの系の結晶構造パラメータをZnとAlの組成比と関連付けながら引出し、結晶化学的に検討した。その結果、この系では通常のハイドロタルサイト類似化合物(以下HTlcと略記)に比べ、基本骨格となるブルーサイト様層を構成する水酸基八面体の構造がc軸方向に比較的強く圧縮され、八面体の偏平の度合いが高いこと、そして、Zn:Al=2:1の組成で規則相が出現することが明らかになった。Zn/Al-HTlcの熱分解について昨年までに、Mg/Al-HTに比べ脱水分解反応が低温で進行し、逆に炭酸イオンの分解が高温域で起こることを明らかにしたが、本年度はこのような熱分解特性が焼成体の再水和-アニオン吸着反応にどのように影響を持つかを調べ、Mg/Al-HTとの相違を検討した。この結果、再水和-アニオン吸着反応は250度から750度の範囲で焼成した場合にのみ起こるが、その量は未分解炭酸イオンの残存量が多いものほど多く、完全分解とともに反応は起こらなくなることがあきらかになり、Mg/Al-HTと顕著な違いが明らかになった。昨年の成果も含め、新たに得られた知見を総合し、亜鉛を含むHTlcはMg/Al-HTと構造上類似するものの、その性質は亜鉛イオンの特性を反映し、幾つかの面で、明らかに異なる性質を有することがわかった。
戦前日本国家の政策・法の体制的、構造的研究-昭和戦前期を中心とする-

本研究は、従来戦前日本国家の政策・法の体制的構造的研究が進められながらも、ほとんど研究が進んでいなかった昭和前期を中心に、戦前日本国家の政策・法の体制的、構造的研究を行ったものであるが、研究の焦点は中央政府と地方統治との関連に置いた。この研究の結果、次の諸点が明らかとなった。実績報告書で述べた部分は一部割愛する。1,昭和4年(1929)の地方制度改正は、戦前日本における地方自治のもっとも拡充された改正といわれているが、地租・営業税の地方への委譲を欠いたために、地方に対する国庫補助金と市町村義務教育費国庫負担金の増額という地方財政政策に裏付けられて、基本的には中央集権的地方統治を強化するものであった。2,上述のような中央集権的統治をいっそう整備する役割を果たしたのが、農山漁村経済更正運動であった。この運動の実施を通じて部落会・町内会の整備をともなう中央集権的行政組織がつくられていった。この新しい組織では、町村会の地位は相対的に低下した。また農山漁村経済更正運動の担い手として、自作農、自小作農上層が「農(山漁)村中堅人物」として養成がはかられた。3,昭和11年(1936)2・26事件以後は、政府レベルで、戦争準備に国の政策・法が追随するような体制、すなわち準戦時法体制が成立する。ファシズム法体制の形成である。この法体制は、昭和13年(1918)の国家総動員法の制定をメルクマークとして確立した。昭和16年(1941)太平洋戦争に入り、地方行政は戦時行政に即応するという課題に直面した。この課題に対処するため昭和18年(1984)には、府県制、市制・町村制改正等によって府県知事・市町村権限の拡大、強化と町内会・部落会の法制化が行われ、それらを国民統合の基礎単位とする中央への集権化の徹底がはかられた。本研究は、昭和戦前期を中心とする日本国家の政策・法の体制的、構造的研究をめざすものであるが、昭和13年の国家総動員法をその成立のメルクマ-ルとされる「ファシズム法体制」確立の時期までの日本国家は、大正14年の普通選挙法と治安維持法を中軸として構築された「普選・治安維持体制」のもとにあったと考えられる。また、大正14年の普通選挙法の制定は、大正15年に国家体制の中核となる地方制度の改正をももたらした。この改正は昭和4年の地方制度の改正において整備され、いちおうの完成とみたと考えられる。従って、本年度は従来の大正期の普通選挙法、治安維持法と地方制度の改正の研究を深化させるとともに、昭和4年の地方制度改正の研究を行なった。その成果を論文「普選・治安維持体制の形成と地方自治制」と題して発表した。また昭和4年の地方制度改正の特徴は、いわゆる自治権の拡大と市町村長と府県知事の権限の拡大、強化および市長を名誉職とするみちが開かれたことにあることも判明した。そして、このことは、地方「名望」家をも含む住民=国民統合の強化をはかるとともに、住民にもっとも近接して、その統合のかなめとなり、指導者ともなる市町村長の権限を拡大、強化し、同時に、その統合を中央へと結びつけるために、もっとも重要な役割を果たす府県(知事)の、市町村(長)に対する指揮、監督権限を拡大、強化し、住民=国民統合機能を飛躍的、質的に高めるものであったとの結論に達した。資料の調査については、国立公文書館、国立国会図書館所蔵の公文類聚、構文雑纂、枢密院文書、自治省公文書、内閣官房総務課所蔵文書、帝国議会貴族両院の委員会録等のうちから、昭和戦前期を中心とする日本国家の政策・法の立案過程を明らかにする文書を、ほぼ本年度予定したとおり収集、複写し、現在整理中である。

昭和16年(1941)太平洋戦争に入り、地方行政は戦時行政に即応するという課題に直面した。この課題に対処するため昭和18年(1984)には、府県制、市制・町村制改正等によって府県知事・市町村権限の拡大、強化と町内会・部落会の法制化が行われ、それらを国民統合の基礎単位とする中央への集権化の徹底がはかられた。本研究は、昭和戦前期を中心とする日本国家の政策・法の体制的、構造的研究をめざすものである。平成7年度に行った、いわゆる「普選・治安維持法体制」下における昭和4年の地方制度の改正について研究を深化させるため、昭和4年地方制度改正の立法過程を国立公文書館所蔵の行政制度審議会書類等を用いながら研究を行った。現在は、昭和4年改正と農山漁村経済更生運動との関連について検討中である。本年度はまた、研究代表者が古書店目録から発見、購入した昭和11年(1936)5月、6月付の陸軍省の極秘文書『国政刷新要綱案』および『国政刷新要綱案別冊』について、その法制史的位置づけを行い、『追手門経営論集』に発表した。この研究により、いわゆる2.26事件以後、国政全般に介入していったとされる軍、特に陸軍がどのような国政および統治機構改革構想を持っていたかを具体的かつ詳細に明らかにすることができた。改革構想は、わが国の統治機構から行財政、政治、社会、産業・経済、金融、通商・貿易、思想、教育、移植民、情報、宣伝等全般にわたって表明されており、資料的にもきわめて貴重なものである。この研究は、読売新聞(平成8年8月14日付夕刊)および同日の読売テレビでも紹介された。資料については、国立国会図書館において斎藤実文書、田中義一文書を中心に国立公文書館において、公文類聚、公文雑纂、行政制度審議会関係書類、自治省公文書、内閣官房総務課所蔵文書等を中心に調査を行い、本年に予定したとおり調査、収集、複写することができた。これらの資料は、整理中である。また本年度は、防衛研修所図書館においても「陸軍省密大日記」を中心に資料を調査、収集、複写した。本年度は、とくに昭和戦前期における日本ファシズム法体制の形成・確立を中心に、その統治機構を主として、それに関する政策・法の体制的、構造的研究のうち、中央政府と地方統治との関連に焦点を当てて、いちおうの総括を行った。その過程で本年度は、以下のことが、明らかとなった。1,昭和15年(1940)の地方税財政制度の改革、なかでも地方分与税の創設は、地方「自治」の崩壊を決定的にした。というのは、地方分与税分与金のうち、地方公共団体に分与される配付税の設置によって、従来、臨時財政調整交付金が恒常化されたからである。これによって地方公共団体、ことに市町村は財政上の自主性はなくなり、財政面において日本ファシズム国家の中央集権体制に再編成されていったのである。これは、戦時体制に即応する税財政改革であり、現在の地方交付税の原型であることにも注意されなければならない。2,昭和18年(1943)には、府県制、市制・町村制改正等によって、府県知事・市町村長などの権限の拡大、強化と町内会・部落会の法制化が行われ、町内会・部落会を国民統合の基礎単位とする中央への集権化の徹底がはかられた。そこでは、町村指導層に地方「名望」家を求めようとする積極的な立法意図はもはやみられず、むしろ中堅自作農が求められていた。町村行政では、とくに参与制に重要な役割が期待された。3,なお、資料については、国立国会図書館において、昭和戦前期の政治・行政関係資料を収集し、国立公文書館において、内閣官房総務課所蔵文書を中心に収集することができ、本研究の総括を行うに当たって活用することができた。
磁化過程に現れるスピングラスの磁場中での準安定状態再構築の機構

スピングラスとは、競合する強磁性相互作用と反強磁性相互作用とがランダムに分布したスピン系である。低温で形成する秩序相では、個々のスピンがランダムな方向を向いたまま凍結しているため、準安定状態が多数存在するが、その詳細については未だ明らかとなっていない。磁場中での準安定状態は、磁場の変化に伴って次々に再構築され、安定状態に移行していくと考えられている。従って、磁化過程を調べることにより、系が磁場によって準安定状態から安定状態へ移行する様子を調べることができる。我々が見いだした交換相互作用競合系であるFeTiO_3TOMuTiO_3との混晶Fe_XMn_<1-X>TiO_3は典型的なスピングラスの振舞いを示す。この試料におけるこれまでの磁化過程の研究において、磁化過程に現れるメタ磁性転移が、定常磁場を用いてゆっくりと磁場を掃引した場合は非常に鈍って観測され、一方、パルス磁場を用いて速く掃引した場合には比較的シャープに観測されるということが明らかとなっている。この振舞いは、従来の秩序系とは逆の振舞いであり、この原因についてはまだ明らかとなっていない。そこで、今年度は、準安定状態の再構築と磁化過程との関係を詳細に研究するために、磁場掃引速度を一定に制御できる定常磁場を用いて強磁場までの磁化測定を行うことを計画した。そこで、当研究室に設置されている20Tの超電導磁石を用いて、磁化が測定できるように、磁化測定用装置の作成を行った。現在、装置がほぼ完成したので、これから、本格的に磁化過程の測定を開始する予定である。
航空推進電動ファンの駆動モータ形態を考慮した流体・構造評価と不安定性抑制制御

環境適合性を飛躍的に向上させることが期待される航空電動推進向けに考案された外周駆動モータ形態において、推進ファンの空気力学的・構造力学的制約要件を数値解析によって調べた。空気力学的観点では、翼端漏れ流れがない流れ場のため、ベースライン形状に比べ性能低下がみられることがわかった。構造力学的には、翼端部に結合されるシェル厚みが及ぼす影響が明らかとなった。外周部を着力点に持つ電磁デバイスには、不安定挙動抑制の効果を期待することも可能である。単翼を模擬した形状加振下において電磁デバイスで制振することで、外周駆動電磁デバイスの不安定性抑制効果を示した。将来の旅客機推進系電動化について、ファン駆動モータの高効率化・軽量化を図るために外周駆動形式が提案されている。外周駆動モータの課題としてファン動翼部の流体・構造面での設計制約に着目し、26年度には従来ファン用の2種のファン設計を基準とし外周駆動化した場合の構造解析・流れの空力評価を実施した。対象ファンは、NE2013ファン(直径12cm)と低騒音ファン(基本形)(直径50cm)である。小型ファンの構造解析・流体解析の結果、以下が明らかとなった。流体解析では、空気力変形より遠心力変形の方が特性に影響を及ぼすことが確認された。翼端部にシェルを加えることで特性が大きく変わることが懸念されたが、元設計に比べた大きな性能低下は見られない。小型ファンで比較的厚みのあるブレード形状のため、不安定現象は運転範囲では見受けられなかった。構造評価では、定常平均力印加条件で、シェル厚みとフィレット半径の影響を調べた。解析範囲では、最大主応力と変位量を踏まえたシェル厚みとして3mmを設定したが、これはモータの回転コイルを埋設するためには適切な厚みである。非定常の印加力条件の評価では、変位量は最大で2e-5[m]強であり、一体シェルの要件の下では、加振条件であっても変形量は大きくはならない。一方で、変形量は許容範囲ではあるが固有振動モードに近い条件であり、モータ加振条件での固有振動モードも設計制約となる。印加する力の履歴、回転コイルの枚数などが固有振動に係る設計パラメタになる。50cm級のファンにおける結果はスケールによる違いはあるが定性的には同様の傾向を示していた。不安定現象制御デバイスについては、翼内に配置する基礎検討を下に、外周モータのアシスト形態で実施する方法の検討を実施した。これらの成果は、コア分離ファンの設計・配置に関する基本的な設計要件を与える資料として参照になることが期待される。本研究では、将来航空推進用外周駆動モータで駆動されるファンの課題として、ファン動翼部の流体・構造・電磁的側面での設計制約に着目し、評価を行っている。26年度の初期解析結果に基づき、流体的側面の設計制約と、構造の面での設計制約の干渉・連成効果を見出すことを27年度に重点的に行った。当初の見通しでは強い連成領域を持つことが期待されていたが、評価の対象とした形態では、構造面での制約が大きく、またその制約要件は空力的制約要件と強く干渉しないことが明らかとなった。したがって、27年度には、外周駆動化による流体力学的影響と構造的影響を独立に設計パラメタを大きく変化させたうえで評価した。対象とした原型ファンは、JAXAのクリーンエンジンプロジェクトにおいて開発された直径50cmファンである。チップクリアランスなしの2ケースではチップ側境界付近で流れの特性の顕著な違いが現れた。圧力比・効率面双方で翼端部にフレットを付けた効果が示され、外周シュラウド設置時の効果が明らかとなった。構造解析においては、動翼部と干渉しない外側殻厚さ、フィレット径を変化させた解析を実施した。必要な最小厚さ等の情報が得られた。これらの解析と評価を通じて、研究開始期初には計画していなかった事項として、外周駆動力発生時の磁場が動翼回転する翼の電導度異方性の影響評価がある。回転時に外角部磁場発生個所からの影響を大きく受ける可能性があるなど、の情報を得た。最終年度に向けて、こうした制約条件も踏まえた解析をまとめていく。以上の取組の結果、ベースラインからの比較評価を通じて、実大ファン用モータの外周駆動化において流体力学的・構造力学的設計制約が明らかとなった。こうした情報は、電動ファンを持てる推進系の機体統制における搭載要件等の基本的な設計要件を与える資料として参照されることが期待される。・当初計画では、空力・構造連成評価を行う予定であったが、両者の干渉・連成効果が小さいことが明らかとなった。それぞれの視点での設計制約を明らかにするため、実績のあるJAXAクリーンエンジンプロジェクトで開発されたファン形状を原型とし、空力・構造それぞれの面での設計制約とそのメカニズムを明らかにする解析を行い、設計指針となるべくまとめた。・また、当初の計画にはなかった動翼部の電磁場中で受ける力・運動が重要であることが明らかとなり、電磁場解析を実施し初期結果を得た。・さらに、最終年度実施する振動抑制効果の検証に向けて、簡易解析によって、実施模型の規模に関するめど付けを得たため。26年度、27年度には、流体力学的制約と構造力学的制約の干渉・連成効果を評価した。

この評価を通じて、磁場が翼の電導度異方性により与える影響の差異が新たな課題として見出された。28年度には、26年度・27年度に得られた空気力学的・構造力学的視点の解析結果の整理とともに、電導度異方性のある材料片モデルの磁場下での挙動を解析的に評価した。また、極低温燃料によるモータ部冷却・超電導状態確保に関する評価の一環として、一定推力を与える分散ファンの径・個数と冷却流量分配の可能性について解析的に評価した。28年度当初計画に従い、外周部の電磁駆動を利用したファン動翼の不安定性抑制の可能性について評価を行った。28年度には、単翼を模擬した形状を作成し、電磁力として、磁石・電磁石を用いた受動的な不安定性の制振効果・周波数シフトの可能性を検証する実験を行った。単翼を模擬したT字板の上部に回転コイルを模擬した金属・磁石を配置し、連続加振器(IMV社i230)を用いた加振によって、翼の固有振動数を実験的に取得した。翼の固有振動数を含む周波数によって加振下における磁石・電磁石による制振・周波数シフト効果を、駆動コイル模擬の磁石・電磁石のT字翼との相対位置を変化させながらデータ取得した。この結果、加振下における電磁力による制振効果・周波数シフト効果を明らかにした。結果の吟味においては、電磁場解析ソフト(JSOL社JMAG)を用いた電磁場解析を行い、実験結果との比較評価をあわせて行った。以上の結果から、外周駆動モータ駆動ファンの、電磁力による制振効果・周波数シフト効果について基礎的観点からの理解を得ることが出来た。28年度中に、電磁力による制振効果・周波数シフト効果の実験研究を一通り完了する当初計画であったが、主担当者の異動による着手遅れのため、研究期間を1年延長し、28年度・29年度の2か年にわたり、当初28年度に予定していた研究を行うこととした。この計画変更のため、28年度には電磁力の影響を基礎的視点から調べるため、磁石・電磁石(一定磁力)による電磁力印可によって受動的な電磁力の効果を調べることに注力した。その結果を参照にし、29年度にはアクティブ制振・周波数シフトの実験実証を行う予定である。航空機の電動推進用に考案された外周電磁駆動ファンは、軸駆動のファンと構造・流体力学・駆動力の観点で設計上の制約・要求が異なる。こうした観点から、外周駆動形態での動翼構造解析、流路内CFD流れ解析、着力変化の電磁場解析を通じて評価を行い、性能、強度の変化に関する知見を得た。用いたファンのベースライン形状は、JAXAで開発した小型ターボファンエンジンNE2013のファン形状と、JAXAクリーンエンジン技術研究開発で設計試作した直径50cmのファン形状である。それぞれについて、シュラウド付条件での内部流CFD解析、シュラウド・フィレットを翼端部につけた動翼の構造解析、モータ電磁場解析を実施した。その結果、流体的には、翼端部シュラウド付加に起因する断熱効率・圧力比の視点での性能低下の程度を見積もることに成功した。また、構造的には、シュラウド部の厚さと応力の対応関係が明らかとなった。電磁場解析によって、各運転条件での着力条件を明らかにした。さらに、本形態で課題となる漏れ磁束の回転動翼に与える影響、外周駆動形態の冷却条件を解析によって導いた。軸力で回転するファンのアシストとして外周駆動方式のモータを適用する場合の、モータの設計解析を行った。
電極界面の新規in situ分光計測法によるLiイオン電池の負極SEIの挙動解明

電極/電解液界面は電気化学反応場を構築する重要なナノ領域であり、当該界面のイオン吸着・脱離・反応挙動が系の電気化学特性を支配する。しかし、in situ計測技術の制約から実際の電池の充放電時における電極/電解液界面の微視的役割の理解は不十分であった。本研究は表面敏感な振動分光である赤外-可視和周波発生振動分光(SFG)にて、電極/電解液界面構造の新規in situ計測手法を確立し、電池の充放電時における電極/電解液界面の微視的挙動の解明を図る。30年度は当初の計画通り(1)実用電極/電解液界面のin situ電気化学SFG測定技術の確立を行った。また、(2) Liイオン電池構造を模した系のin situSFG測定も試み、以下のような成果を得た。(1)カーボン電極/電解液界面からのSFシグナルを観測した。(2)白金電極表面におけるイオン吸着・脱離挙動の電位依存性が相関固体電解質(SEI)形成の有無により大きく変化することを明らかとした。上記(1)では29年度までの成果である白金電極蒸着技術をW電熱線に直接白金線を巻いて通電加熱する方法から白金を入れた炭素ルツボをW電熱線にて通電加熱する方法に変更することで再現性向上に成功した。こちらにグラファイト含有高分子薄膜を製膜してカーボン電極を作成し、カーボン電極/電解液界面からのSFシグナルの観測に成功したが、カーボン電極成膜条件の制御が難しいためデータの再現性が低く、より再現性の高いカーボン電極成膜技術の検討を要する。また、上記(2)では白金電極表面においてSEI未形成時は電位に応じたイオン吸着・脱離挙動が観測されたが、SEI形成後はイオン吸着・脱離挙動が大きく制限される可能性を見出した。これはLiイオン電池におけるSEIの役割を検討する上で重要な知見と考えられる。なお、現在上記(2)の論文執筆の準備を行っている。しかし、in situ計測技術の制約から実際の充放電時における電極/電解液界面の微視的挙動の理解は不十分であった。本研究は表面敏感な振動分光である赤外-可視和周波発生振動分光(SFG)にて、電極/電解液界面におけるイオン吸着・脱離・反応挙動のin situ計測手法を確立し、電池の充放電時における電極/電解液界面の微視的挙動の解明を図る。28年度は当初の計画通り(1)裏面反射型SFG測定用電気化学セル構造を設計・構築、(2)電極表面SFG測定条件の最適化を実施した。また、併せて(3)イオン液体電解液へのLi塩添加効果の評価も平行して行い、以下のような成果を得た。(1)白金の蒸着膜を用いた電気化学セルから電気化学測定が可能な環境を構築した。(2)上記蒸着膜を用いた金属薄膜電極表面からのSFシグナルの観測に成功した。(3)in situSFG計測からLi塩添加時のイオン液体/電極界面におけるイオン吸着・脱離挙動の変化を明らかとし、系の電気化学的安定性向上の原因を解明した。上記(1)・(2)の成果から本研究方策から電池の充放電時における電極/電解液界面のin situ SFG分光計測技術の確立が可能であることが示された。また、上記(3)からLiイオン電池の電解液として注目を集めるイオン液体の電気化学的安定性の要因の理解に繋がる成果が得られた。これはLiイオン電池の電極表面における相間固体電解質(SEI)の形成過程や役割を理解する上で重要な知見であると考えられる。なお、本成果を学術雑誌に投稿し、Communication記事として掲載された(Electrochem. Commun.)。前項「研究業績の概要」にて述べた通り、当初の計画に従い(1)裏面反射型SFG測定用電気化学セル構造を設計・構築、(2)電極表面SFG測定条件の最適化を実施した。(1)については金属薄膜電極を用いた電気化学系の試作を行い、電気化学計測を行えることまでを確認した。また、(2)については金属薄膜電極表面からのSFシグナル観測が可能であることを検証できた。よって、次年度以降の研究計画(3)金属電極/電解液界面のin situ電気化学SFG測定技術の確立へと進むために必要な検証実験は完了しており、おおむね順調に研究が進行していると考えられる。29年度は当初の計画通り「(1)通常の金属電極/電解液界面のin situ電気化学SFG測定技術の確立」を行った。また、併せて「(2)電解液/電極界面のイオン吸着・脱離挙動におけるLi塩添加効果の電解液中イオン種依存性の評価」も行い、以下のような成果を得た。(1)白金蒸着膜を電極とした電極/電解液界面のin situ電気化学SFG測定を実現した。(2) in situ

電気化学SFG計測からLi塩添加時の電解液/電極界面におけるイオン吸着・脱離挙動のイオン種依存性が系の電気化学安定性に寄与することを明らかとした。上記(1)の成果では白金蒸着膜に電極利用が可能であることを明らかとしたが、蒸着条件の制御が難しく、安定的な電極成膜を可能とするには条件最適化を進める必要がある。また、上記(2)から電解液/電極界面でのイオン吸着・脱離挙動におけるLi塩添加効果が電解液中のイオン種に依存して変化することを明らかとした。これはLiイオン電池の電極表面における相間固体電解質(SEI)の形成過程にも電解液中のイオン種が強く影響を与えることを示唆しており、重要な知見が得られたと考えている。なお、上記(2)の成果については学会で発表済であり、現在学術論文を執筆中である。前項「研究業績の概要」にて述べたとおり、当初の計画に従い「通常の金属電極/電解液界面のin situ電気化学SFG測定技術の確立」を実施した。白金蒸着膜によるin situ電気化学SFG測定が可能であることが確認できており、研究は概ね順調に進んでいると考えられる。なお、白金は蒸着時にタングステン電熱線との合金化が進むため、成膜条件の制御が難しいことが判明しており、安定的な白金電極成膜技術の確立には実験条件の最適化を進める必要がある。電極/電解液界面は電気化学反応場を構築する重要なナノ領域であり、当該界面のイオン吸着・脱離・反応挙動が系の電気化学特性を支配する。しかし、in situ計測技術の制約から実際の電池の充放電時における電極/電解液界面の微視的役割の理解は不十分であった。本研究は表面敏感な振動分光である赤外-可視和周波発生振動分光(SFG)にて、電極/電解液界面構造の新規in situ計測手法を確立し、電池の充放電時における電極/電解液界面の微視的挙動の解明を図る。30年度は当初の計画通り(1)実用電極/電解液界面のin situ電気化学SFG測定技術の確立を行った。また、(2) Liイオン電池構造を模した系のin situSFG測定も試み、以下のような成果を得た。(1)カーボン電極/電解液界面からのSFシグナルを観測した。(2)白金電極表面におけるイオン吸着・脱離挙動の電位依存性が相関固体電解質(SEI)形成の有無により大きく変化することを明らかとした。上記(1)では29年度までの成果である白金電極蒸着技術をW電熱線に直接白金線を巻いて通電加熱する方法から白金を入れた炭素ルツボをW電熱線にて通電加熱する方法に変更することで再現性向上に成功した。こちらにグラファイト含有高分子薄膜を製膜してカーボン電極を作成し、カーボン電極/電解液界面からのSFシグナルの観測に成功したが、カーボン電極成膜条件の制御が難しいためデータの再現性が低く、より再現性の高いカーボン電極成膜技術の検討を要する。また、上記(2)では白金電極表面においてSEI未形成時は電位に応じたイオン吸着・脱離挙動が観測されたが、SEI形成後はイオン吸着・脱離挙動が大きく制限される可能性を見出した。これはLiイオン電池におけるSEIの役割を検討する上で重要な知見と考えられる。なお、現在上記(2)の論文執筆の準備を行っている。
生涯にわたる微量メチル水銀暴露の影響

メチル水銀(MeHg)は強い神経毒性を有する環境汚染物質であり、特に胎児期曝露によって出生後の認知行動面の発達に大きな影響を与えることが知られている。ただし、人における実際の曝露では出生後も低濃度の継続的な曝露を受けることになるものの、その影響についてはあまり明らかにはされていない。本研究では、このMeHgによる低濃度長期曝露の健康影響を評価するための曝露モデルをマウスを用いて作成し、主に行動科学の指標を用いた解析を計画した。生後12週齢、生後56週齢、さらにマウスの寿命に相当する103週齢における解析を実施した。方法は8週齢の雌マウスにあらかじめ0、1、5ppmのメチル水銀含有餌を与え、4週間後に無処理雄マウスと交配し、仔を得た。妊娠中、授乳中も同様にメチル水銀に曝露し、離乳後は仔の曝露を継続し長期曝露モデルとした。解析は神経行動学的な手法であるオープンフィールド試験、水迷路試験を実施すると共に、ホームケージ内における自発行動量の変化を日内リズムとの関連で解析した。その結果、Open field testでは生後12週齢でMeHg依存性に尿と糞の数が増加し、移動距離は雌で短縮した。56週齢以降で移動距離の絶対量は顕著に減少したが、103週齢でもMeHg曝露に伴って移動距離が減少した。生後56週齢以降では排尿、排便数には変化はなかった。次ぎに、水迷路試験では水面下に隠されたプラットフォームまでの到達時間がMeHg曝露により延長した。この結果は、生後12週齢、56週齢、103週齢のいずれの時点でも明確に認められた。以上の結果から、マウスの加齢によって排尿や排便行動に関してはMeHg曝露の影響が見かけ上消失するものの、情動面への影響、空間学習、記憶機能に関しては、MeHg曝露の影響が103週においても認められることが確認された。ただし、MeHg曝露と加齢との複合的な効果は観察されなかった。なお、この他に、交絡要因としてセレンの関与、金属結合蛋白質であるメタロチオネインの関与、離乳後の育児環境の影響、胎児期と成長後の2回曝露の影響などについても解析を行った。メチル水銀は強い神経毒性を有する環境汚染物質であり、人は低濃度ながら継続的な曝露を受ける、このメチル水銀による低濃度長期曝露の健康影響を評価するため、胎児期曝露を起点とし生涯にわたるメチル水銀曝露モデルをマウスを用いて作成した。具体的には、8週齢の雌マウスにあらかじめ0、1、5ppmのメチル水銀含有餌を与え、4週間後に無処理雄マウスと交配し、仔を得た。なお、セレンが栄養学的に重要な交絡因子であることに着目し、餌はセレンを含まないトルラ酵母を主体とした合成餌とし、セレン充足群にはセレン酸ナトリウムを添加した。セレン欠乏群のメチル水銀濃度は0または1ppmとした。

本年度は生後6ヶ月までの解析を主に神経行動学的な手法を用いて評価を行い、オープンフィールド試験、水迷路試験を実施すると共に、ホームケージ内における自発行動量の変化を日内リズムとの関連で解析した。その結果、オープンフィールド試験ではメチル水銀曝露に伴う移動距離の減少、排尿、排便数の増加が観察されるとともに、水迷路試験における成績が低下した。一方、セレン欠乏の顕著な影響は観察されなかった。今後はマウスの寿命に相当する2年間の飼育を目指し継続研究すると共に、脳内神経伝達物質や過酸化ストレス指標との関連性で解析を行う。また組織病理学的解析を行うため、必要な組織の固定を実施し保管した。メチル水銀(MeHg)は強い神経毒性を有する環境汚染物質であり、特に胎児期曝露によって低濃度ながら出生後の認知行動面の発達に大きな影響を与えることが知られている。ただし、人における実際の曝露では出生後も低濃度の継続的な曝露を受けることになるが、その継続的な曝露影響についてはあまり明らかにはされていない。そこで本研究では、このMeHgによる低濃度長期曝露の健康影響を評価するため、胎児期曝露を起点とし生涯にわたるメチル水銀曝露モデルをマウスを作成し、主に行動科学の指標を用いた解析を計画した。すでに前年度に生後12週齢までの結果を報告したが、本年度は生後56週における解析を実施した。方法は前年度と同様であり、8週齢の雌マウスにあらかじめ0、1、5ppmのメチル水銀含有餌を与え、4週間後に無処理雄マウスと交配し、仔を得た。妊娠中、授乳中も同様にメチル水銀に曝露し、離乳後は仔の曝露を継続し長期曝露モデルとした。解析は神経行動学的な手法であるオープンフィールド試験、水迷路試験を実施すると共に、ホームケージ内における自発行動量の変化を日内リズムとの関連で解析した。その結果、オープンフィールド試験では12週齢に比較して移動距離が顕著に減少し、MeHg曝露に伴う影響は観察されず、加齢によってMeHgの影響は見かけ上消失した。しかし水迷路試験では12週齢において認められたMeHgの影響が引き続き観察された。以上の結果はMeHgによる学習能力への影響は持続するものの、情動面への影響は加齢にともなう行動上の変化によって修飾されることが強く示唆された。今後はマウスの寿命に相当するより長期の曝露影響を解明するため、引き続き実験を継続する予定である。メチル水銀(MeHg)は強い神経毒性を有する環境汚染物質であり、特に胎児期曝露によって出生後の認知行動面の発達に大きな影響を与えることが知られている。ただし、人における実際の曝露では出生後も低濃度の継続的な曝露を受けることになるものの、その影響についてはあまり明らかにはされていない。本研究では、このMeHgによる低濃度長期曝露の健康影響を評価するための曝露モデルをマウスを用いて作成し、主に行動科学の指標を用いた解析を計画した。すでにこれまでに生後12週齢、生後56週における解析を実施しており、本年度はマウスの寿命に相当する103週齢における解析を実施した。その結果、Open field testではMeHg依存性に移動距離が減少したが、排尿、排便数には変化はなかった。
表層地盤の非線形挙動の影響を受けた観測基盤波から直達波を抽出する手法の提案

非線形問題を取り扱うことが可能な地盤解析コードを使用し,表層地盤の非線形挙動と多次元波動伝播の影響を加味して,基盤内の観測記録から震源より伝わる上昇波を推定する手法の構築を行った.これを成し遂げるために,粘性境界条件の新しい利用法を提案した.また,提案手法を適用した解析コードが正しく機能することを実証した.2008年岩手・宮城内陸地震における,荒砥沢ダムでの特徴的な強震記録を取り上げた.提案手法を用いた数値計算によって同観測記録の特徴を再現すること,基盤上昇波を推定することに成功した.本研究で示された研究成果は今後の耐震設計の入力地震動決定に一石を投じる結果となると考えられる.地震工学において、入力地震動を決定することは重要な課題である。近年の地震観測網の発達により、これまでの記録を超えるような非常に大きな加速度記録が観測されている。これに伴い、構造物の地震に対する性能照査に用いられる入力地震動が巨大化している。一方で、基盤内で観測された地震波には表層地盤の非線形挙動の影響が含まれている。このため、その影響を取り除き、震源から伝わってきた波を把握した上で、性能照査に用いる地震波の参考にするべきである。しかしながら、表層では非線形応答に加え、多次元的な波動伝播が生じているため、その影響を取り除くことは容易ではない。このような状況を鑑み、本研究では、基盤観測波を元に、慣性項を有する水土連有限変形弾塑性解析コードを用いて震源からの直達波を推定する手法を新たに提案した。具体的には、半無限の一様な弾性基盤を仮定して得られる粘性境界条件に、新たな利用法を見出すことでこれを成し遂げることとした。平成28年度の研究では、この手法を我々がこれまでに開発してきた解析コードに実装した上で、提案手法が実現可能であることや、組まれた解析コードが正しく機能することを確かめた。液状化が生じ得るような砂層を含む水平成層地盤上に、多次元波動伝播が生じるように盛土を与えた地盤モデルを作成し、検証に当たった。このモデル地盤に上昇波を入力する問題を順問題としてまず一般的な地震応答解析を行った。次いで、順問題で得られた解析領域底面の応答を入力値として順問題に入力した上昇波を推定する問題を逆問題として解析を行った。その結果、提案する手法で順問題の入力地震波が正しく推定できることを示した。また、阪神淡路大震災の際に、神戸港ポートアイランドで観測された記録を用いて、提案手法の推定精度について検証を試みた。その結果、これまで地震学で考えられてきた値と比較して妥当な値が得られることを確認した。当初の予定では平成28年度内に以下の項目を実施することとしていた。(1)定式化および解析コードへの実装現在、(1)と(2)を完遂し、(3)に対して一つのケースで検証を行ったところである。これは当初の予定通りの進捗状況である。KiK-netの基盤内における観測記録は,大地震の震源モデルの推定に頻繁に用いられているが,表層地盤が非線形な応答を示した場合は,同観記録もその影響にさらされる.また,地盤が水平に堆積していることは稀で,地表も平らでないことが殆どであるため,多次元的な波動伝播の影響も受ける.それにもかかわらず,現状では,表層地盤の応答の影響を取り除くためには,一次元の線形理論に頼るほかない.そこで,本研究では,非線形問題を取り扱うことが可能な地盤解析コードを使用し,表層地盤の非線形挙動と多次元波動伝播の影響を加味して,基盤内の観測記録から震源より伝わる上昇波を推定する手法の構築を行った.これを成し遂げるために,粘性境界条件の新しい利用法を提案した.また,顕著な液状化が生じ,多次元的な波動伝播が生じ得る条件下において,提案手法を適用した解析コードが正しく機能することを実証した.同手法を実際問題に適用すべく,2008年岩手・宮城内陸地震における,荒砥沢ダムでの特徴的な強震記録が取り上げた.同観測記録は,ダム底部では,最大加速度が1024Galを示している.ダム基礎における国内の地震観測記録で1000Galを超える記録は現時点で他にない.ダム底部でこのような記録的な加速度が観測がなされた一方で,中段コア部とさらに上方の天端部において観測された最大加速度は,それぞれ535Galと525Galとなっている.これらの特徴を,提案手法を用いて数値計算によって再現するとともに,基盤上昇波の推定を試みた.その結果,同観測記録の特徴を再現することに成功した.また,推定されてた基盤上昇波は観測記録の約半分程度であった.東日本大震災以降,強震観測記録が得られる度に地震応答解析に求められる入射波は増大し続け,構造物の設計を困難にしている.本研究で示された研究成果はこのような状況に一石を投じる結果となっている.非線形問題を取り扱うことが可能な地盤解析コードを使用し,表層地盤の非線形挙動と多次元波動伝播の影響を加味して,基盤内の観測記録から震源より伝わる上昇波を推定する手法の構築を行った.これを成し遂げるために,粘性境界条件の新しい利用法を提案した.また,提案手法を適用した解析コードが正しく機能することを実証した.

2008年岩手・宮城内陸地震における,荒砥沢ダムでの特徴的な強震記録を取り上げた.提案手法を用いた数値計算によって同観測記録の特徴を再現すること,基盤上昇波を推定することに成功した.本研究で示された研究成果は今後の耐震設計の入力地震動決定に一石を投じる結果となると考えられる.平成29年度は、新たな観測記録を用いて提案手法のValidationをさらに進める予定である。提案手法が十分な推定精度を有していることを確かめた上で、同手法の応用に入る。まずは、表層地盤の非線形挙動が観測記録に与える影響と、多次元波動伝播が観測記録に与える影響を系統的な解析を通じて把握することを試みる。それらの知見を元に、巨大観測記録に対して震源からの直達波を推定し、入力地震動の適切なレベルについて議論を実施する。地盤工学申請書に記載した研究経費に比べて、支給額が低かったため、研究計画の見直しを図った。その一環として、当初計画していた実験的研究を計画から外し、数値解析によりこれを補うこととした。また、これに伴い、実験用消耗品の購入を取りやめ、次年度に実施予定の解析的研究費用に充てることとした。前年度からの繰越金を数値計算結果を整理・保管するためのハードディスク代に充てる予定である。