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室町期における「人物故事」と「自然」表象の研究――和漢のことばと絵の交叉から

本年度は、次項のごとく概ね12月のワークショップの準備に充てられた。以下、その概要を述べる。一日目は、〈和漢〉のうち〈漢〉に焦点をあて、室町山水の専門家である島尾新氏が「「内在化」のかたち:「漢」の自然表象と故事人物」と題した基調講演を行い、パネル1「〈漢〉の故事人物と自然表象の世界」で、入口敦志氏が日光東照宮の人物彫刻と中国故事、齋藤真麻理氏が戯画図巻、また宇野が二十四孝図と四季表象について発表した。宇野は、特に本科研に関わる16、7世紀の狭間の時期に、中国古代の四時と天子の徳の結びつきの世界観が、二十四孝のイメージを通して召喚され、日本の四季概念に融合していく過程を、特に「大舜」の「耕春」の詩句の受容に着目して論じた。午後のパネル2「人ならざるものとの交感」では、和漢のコード化した自然表象とは別の、野生の自然との交渉とその表現化の可能性を問うべく、高橋悠介氏が禅竹の作能、伊藤慎吾氏がお伽草子の擬人物を扱い、異類と人間との関係性について各素材の特徴に即した問題を示した。二日目は、〈和〉を中心とし、徳田和夫氏が「変化と変身ー自然と人間」、佐野みどり氏が「中近世絵画に見る音の風景」と題し、お伽草子、また源氏物語絵巻やその他の絵巻について、オーラルな素材と絵画資料への着眼、また絵巻から聞こえる「音」に耳を澄ます独自の視点が示された。パネル3「〈和〉の故事人物と自然表象の世界」では、永井久美子氏が『源氏物語』幻巻の四季と浦島伝説、井戸美里氏が名所絵に投影される和歌、粂汐里氏が語り物の風景描写について道行文の絵画化の問題を扱った。最後のパネル4「〈漢〉の風景の創出と継承」では、野田麻美氏が江戸狩野派による雪舟様式の展開について新説を展開、亀田和子氏が蘭亭曲水宴図の江戸期における和様化を論じた。以上、二日通して、文学・美術・芸能に亘って「環境」に関する議論が交わされた。本研究は、「人物故事」にまつわるコード化された「自然」の〈和/漢〉の領域にまたがる配置と位相の変容のプロセスを明らかにすることを目的としている。そのために、二年間の研究期間のうち、一年目は、文学、美術はじめ他分野の交流する場を作り意見交換を行う計画を掲げていたが、予定通り、文学・美術史、芸能、歴史を含む関連分野の研究者を集めた大型ワークショップ「和漢の故事人物と自然表象ー16、7世紀の日本を中心に」(12月22ー23日、東洋文化研究所大会議室にて)を開催することができた。以下、その経緯を具体的に示す。7月にハワイ大学ウエストオアフ校講師の亀田和子氏と、また秋から数回にわたり学習院大学・島尾新教授とMTGをし、パネル構成を決定した。特筆すべきは、佐野みどり教授の協力により学習院大学人文科学研究所・共同研究プロジェクト「前近代日本の造形文化における古典知の構築」との共催という形を持てたことである。こうした協力体制もあり、準備は円滑に進めれられ、当日は遠方からのオーディエンスも含め盛況となり、闊達な議論が交わされた。ワークショップの成果としては、歴史研究を中心に進められ、近年古典文学研究に導入された「環境」の視座を、美術・芸能研究者とも共有できた点、また文学・美術・芸能における文体・レトリック・自然を描く技法といったそれぞれの表象の技術的特徴の問題が前景化した点、また野生との交感の表現としてオーラルな世界の重要性が確認された点などが挙げられる。一方で、「自然/環境」という語が古語にないこともあり(「自然」は存在するが、この場合の意味とは異なる)、議論の土台となる概念定義とその共有が十分でなかった点は、主催者としての自身の準備不足によるもので、今後にむけての反省点である、今後、さらに環境研究の今の水準を踏まえつつ、文芸固有の問題として「環境」の視座を示すことが求められよう。最終年度の本年度は、一年目に実施した二日間の大型ワークショップの内容を、何らかの形で公刊することを目指す。但し、ワークショップの方向性がかなりの拡がりを持ったために、本としてまとめるには工夫が必要と思われる。したがって、章立て、全体の構成をしっかり練り直したい。本ワークショップの企画に関わった研究者とMTGをし、出版に向けて論考執筆の主旨と論考の配置を検討し具体的な構成案を作成した上で、出版社に掛け合う。構成を確定した上で、執筆要項と依頼を夏前に出し、1月締め切りとし、3月までの刊行を目指す。現時点の構成案としては、まず全体を貫くテーマとして、16ー7世紀の日本の自然表象に着目し、文学・美術・芸能という多角的な素材・アプローチから論じることを新機軸として打ち出し、その理論的枠組みの一つとして、今回掲げたコロンビア大学のハルオ・シラネ氏の「二次的自然」という概念を中心に、全体の枠組みの再検討も含め各論を提示してもらうことを考えている。この「二次的自然」の興味深い点は、一方でコード化された都の貴族文化中心の自然表象とは別の、農村文化中心の自然観や野生の自然との交感とその表現化というテーマをあぶりだすことである。

この後者の自然観については、主にパネル2の議論に担ってもらうことになるが、パネル2は発表者が2名のみであるため、コメンテーター等論考を依頼したいと考えている。さらに、現代文学研究における環境の視座と古典世界との接続可能性について論じてもらうことで、現代と古典との双方向的なパースぺクティブを設ける予定である。以上の構成によって、16,7世紀の和漢のコード化された自然表象の隆盛と一方で同時代における現実の自然世界への興味関心の噴出の相反するような自然をめぐる表現世界の全貌、そして歴史的なコンテクストを把握する書籍として刊行することを目指す。本年度は、次項のごとく概ね12月のワークショップの準備に充てられた。以下、その概要を述べる。一日目は、〈和漢〉のうち〈漢〉に焦点をあて、室町山水の専門家である島尾新氏が「「内在化」のかたち:「漢」の自然表象と故事人物」と題した基調講演を行い、パネル1「〈漢〉の故事人物と自然表象の世界」で、入口敦志氏が日光東照宮の人物彫刻と中国故事、齋藤真麻理氏が戯画図巻、また宇野が二十四孝図と四季表象について発表した。宇野は、特に本科研に関わる16、7世紀の狭間の時期に、中国古代の四時と天子の徳の結びつきの世界観が、二十四孝のイメージを通して召喚され、日本の四季概念に融合していく過程を、特に「大舜」の「耕春」の詩句の受容に着目して論じた。午後のパネル2「人ならざるものとの交感」では、和漢のコード化した自然表象とは別の、野生の自然との交渉とその表現化の可能性を問うべく、高橋悠介氏が禅竹の作能、伊藤慎吾氏がお伽草子の擬人物を扱い、異類と人間との関係性について各素材の特徴に即した問題を示した。二日目は、〈和〉を中心とし、徳田和夫氏が「変化と変身ー自然と人間」、佐野みどり氏が「中近世絵画に見る音の風景」と題し、お伽草子、また源氏物語絵巻やその他の絵巻について、オーラルな素材と絵画資料への着眼、また絵巻から聞こえる「音」に耳を澄ます独自の視点が示された。パネル3「〈和〉の故事人物と自然表象の世界」では、永井久美子氏が『源氏物語』幻巻の四季と浦島伝説、井戸美里氏が名所絵に投影される和歌、粂汐里氏が語り物の風景描写について道行文の絵画化の問題を扱った。最後のパネル4「〈漢〉の風景の創出と継承」では、野田麻美氏が江戸狩野派による雪舟様式の展開について新説を展開、亀田和子氏が蘭亭曲水宴図の江戸期における和様化を論じた。以上、二日通して、文学・美術・芸能に亘って「環境」に関する議論が交わされた。本研究は、「人物故事」にまつわるコード化された「自然」の〈和/漢〉の領域にまたがる配置と位相の変容のプロセスを明らかにすることを目的としている。そのために、二年間の研究期間のうち、一年目は、文学、美術はじめ他分野の交流する場を作り意見交換を行う計画を掲げていたが、予定通り、文学・美術史、芸能、歴史を含む関連分野の研究者を集めた大型ワークショップ「和漢の故事人物と自然表象ー16、7世紀の日本を中心に」(12月22ー23日、東洋文化研究所大会議室にて)を開催することができた。以下、その経緯を具体的に示す。7月にハワイ大学ウエストオアフ校講師の亀田和子氏と、また秋から数回にわたり学習院大学・島尾新教授とMTGをし、パネル構成を決定した。特筆すべきは、佐野みどり教授の協力により学習院大学人文科学研究所・共同研究プロジェクト「前近代日本の造形文化における古典知の構築」との共催という形を持てたことである。こうした協力体制もあり、準備は円滑に進めれられ、当日は遠方からのオーディエンスも含め盛況となり、闊達な議論が交わされた。
第2高調波発生顕微鏡とマイクロ・ナノ力学試験を用いた3次元応力・歪み分布顕微鏡

皮膚などの生体軟組織の強度を担う細胞外マトリクスの応力分布を非接触,低侵襲に計測するため,細胞外マトリクスの主成分の一つであるコラーゲン線維にかかる応力を第2高調波発生光によって計測する手法の開発を行った.超短パルスレーザーをコラーゲンに入射した時発生する第2高調波発生光の強度がコラーゲンに印加された応力によって変化する様子を,顕微引張試験機下で観察することで,応力の計測が可能であることを示した.皮膚などの生体軟組織の強度を担う細胞外マトリクスの応力分布を非接触,低侵襲に計測するため,細胞外マトリクスの主成分の一つであるコラーゲン線維にかかる応力を第2高調波発生光によって計測する手法の開発を行った.超短パルスレーザーをコラーゲンに入射した時発生する第2高調波発生光の強度がコラーゲンに印加された応力によって変化する様子を,顕微引張試験機下で観察することで,応力の計測が可能であることを示した.コラーゲンの引張試験を行うマイクロ・ナノ力学試験機コラーゲンを電気化学的に作製する手法を開発し,マクロな実験系において数十μmスケールの線維を形成し,電圧,電極間隔,電極数によるサイズ制御に関するノウハウを取得した,また,ミクロな実験系においても同様の実験を行い,サイズ計測には至らないものの,pH分布の生成に成功し,微小なコラーゲン線維ができている可能性が考えられる.接着と把持の方法として,DEP法とシランカップリング剤による誘導,把持を考えており,引張試験による校正曲線を取得する実験へと移行中である.引張試験は専用のマイクロチップを作製して行い,共振試験による校正を行うことによって正確な荷重測定が可能な設計とした,現在,その試作機の製作が完了し,性能評価を行っている段階である.立体配向SHG顕微鏡正倒立顕微鏡を構築し,フェムト秒パルスレーザーの共振器を構築した.これら2つを合わせることによって,SHG顕微鏡の構築を行っている.また,放射パターンの観測も可能な実験系として設計している.コラーゲンゲル内の歪み,応力分布の計測マクロな実験系におけるコラーゲン引張試験を行い,歪とSHG強度の関係の取得を行った.その結果,歪の増加に伴い,SHG強度の増加が観測された.また,透過/反射の比率も同時に変化し,歪に伴うコラーゲンの構造変化が影響を与えている可能性が示唆された.今後,これらの要素研究を融合し,応力をマッピングすることが可能な顕微鏡の開発へと発展させる.生体組織内の応力・歪み分布をベクトル的に可視化する3次元応力場顕微鏡の開発を目的とし,マイクロ力学試験機と第2高調波発生(SHG)顕微鏡のハイブリッドシステムの構築を行った.まず,高精度マイクロ力学試験によってコラーゲン線維の力学試験を行うと同時に結晶の構造変化をSHG顕微鏡で検出し,前者から得た応力-ひずみ線図と後者から得たSHG光信号の相関をとることで,SHG顕微イメージを応力,歪みの分布へと変換する際の校正データを取得した.本課題では,SHGの強度だけでなく,透過側,反射側,それぞれの強度を計測し,その比をとることによってクリープ変形のような特殊な変形と,弾性変形の切り分けを行った.これにより,応力の立体分布を非浸襲,非接触,非染色にin situ計測する装置を完成させ,力と生体の関係を解明するための技術的な基盤を確立した.また,実際に電気化学法によって製作したコラーゲンを用いて引張試験を行い,応力,引っ張り変形の検出を試みた.その結果,弾性変形によるSHG光の発生効率向上と,クリープ変形によるとみられる透過反射の強度比の変化が計測された.本技術の適用により,今まで計測が難しかった力というパラメーターを生体中でイメージングすることが可能となる.生体の生理反応は機械的な刺激,相互作用に強く影響されていることがわかっており,これらを解析するための必須の手法として発展していくことが期待される.
電子供与性(n)ラジアレンの特異な酸化還元挙動と中間酸化種の特性

今年度では、本研究に用いる電子供与性〔n〕ラジアレン(n=3,4,5,6)の合成について検討し、チオチサンテニル〔3〕ラジアレン、1,3-ジテオ-ル〔4〕-、〔5〕-そして〔6〕-ラジアレンを好収率で得ることに成功した。これらのラジアレンは、いずれも比較的低電位領域で多段階から成る酸化還元過程を示した。極めて興味あることに、1,3-ジチオ-ル〔5〕ラジアレンは見掛上唯一つの酸化還元波を示し、かつこの波が4電子の移動を含んでいることを明らかにした。通常の有機化合物で見掛上1段階で4電子移動の酸化還元を示す例としてはこれが最初である。また、いずれのラジアレンも酸化の進行に伴ない、色調の詳明な変化が観測された。とくに、1,3-ジチオ-ル〔5〕ラジアレン合成の前駆体として用いたテトラキス(1,3-ジチオ-ル)シクロペンタノン及びその誘導体のジカテオンは、700nmに至る著しく長波長領域に吸収極大を示した。これらのジカテオンがそれ程大きなπ共役系でないにも拘らず、このように長波長領域に吸収を有することは異常である。そこで、これらのジカチオン塩を合成し、このジカチオンの基底状態への励起ビラジカル構造の関与についてesrを用いて調べた。確かにそのような関与があり、かつその寄与の程度は予想以上に大きいことが判明した。その詳細については今後さらに検討する。また、〔3〕-及び〔5〕-ラジアレンのジカテオンは、各々C_3及びC_5以上の分子対称を有しているならば、基底3重項となる。これを確かめるために、esrを用いて検討した。〔3〕ラジアレンの場合には基底3重項ではなかったが、〔5〕ラジアレンではDDQとの1:2CT錯体中で、このジカテオンの一部は予想通り基底3重項になっていることが明らかにされた。
顎骨における線維骨性疾患の定量的解析

顎骨における線維骨性疾患は、良好な経過をとるものが多いが、病変範囲の不明瞭なものでは外科的切除を繰り返したり、大きく発育したものでは顔貌の醜形をきたし、広範囲の顎切除の対象となるため、良性病変とはいえ、適正な治療方針と予後観察が不可欠であり、病態把握が望まれる。しかし、本疾患の本態は現在のところ、解明されていない部分が多い。当講座では従来より細胞消化走査電顕法を用いた膠原線維の立体構築の観察を行ってきている。歯肉、口唇粘膜、口底部粘膜などの正常組織では、各組織間で立体構造はさまざまであっが、膠原線維は比較的同じ太さで、同一方向に走行し、線維が密に存在する傾向にあった。一方、先天性歯肉増殖症、義歯性線維腫、歯原性線維腫、線維性骨異形成症などの線維性病変では、膠原線維の形成がほとんどなく、おもに膠原細線維で構成され、走行も乱れ、密度も疎であった(第49回日本口腔科学会総会発表)。また肉芽腫性エプ-リスは線維性エプ-リスに比較して、膠原細線維の太さが約1/2で、繊維の成熟の度合によって、形態に変化をもたらすことがわかった(第41回日本口腔外科学会総会発表)。これらの観察から膠原線維の動態を形態的、量的変化を把握することが可能となったが、定量化については、走査電顕像のコンピュータ画像処理化や組織コラーゲンの簡易微量測定法を試みたが、いまだ結果は得られていない。今後も各種臨床材料を集め、さらなる走査電顕的観察と定量化の確立を行う予定である。
近似代数の算法と応用の研究

本研究の目的は、A)多くの代数的演算の近似化、B)算法の誤差解析と安定化、C)近似代数計算システムのさらなる改良、D)理工学分野への近似代数の応用、であった。A)に関しては、近似因数分解算法の飛躍的改良(佐々木)、一般ヘンゼル構成を用いた多変数多項式の近似GCD算法の開発(野田・甲斐・院生)、2変数関数の浮動小数による有理関数近似法の開発(甲斐・野田・院生)、代数関数の近似代数的解析接続法の考案(佐々木・院生)などを行った。B)に関しては、二つの1変数多項式が相互近接根を持つ場合の部分終結式の振舞いの理論構築と剰余列計算における桁落ちの解明(佐々木)、有理関数近似における悪条件性の解明と安定化(野田・甲斐・院生)、1変数多項式の微小根に対する上界定理の導出(照井・佐々木)、連立代数方程式に対するWuの方法の安定化(野田・甲斐・他)、などを行った。C)に関しては、有効浮動小数パッケージの有用性と使用上の注意点を明らかにした。多項式剰余列計算やグレブナー基底計算等、多くの演算で有効浮動小数は誤差をかなり精密に見積もるが、ニュートン法などの逐次近似算法では、誤差部を逐次近似の度に更新しないと、大幅な過大評価になることが判明した(加古・福井・佐々木・院生)。D)に関しては、2次元の行列で与えられた画像データが不完全な場合でも、一般逆行列に安定化手法を導入すれば、かなり正確に画像が復元できることを示した(甲斐・野田・院生)。本研究の目的は、1)近似代数のアルゴリズム研究と誤差解析、2)近似代数演算用システムとソフトウェアの開発、3)近似代数の理工学への応用、である。1)に関しては、2変数・多変数多項式の近似GCDに対する従来の算法の有用性テストとHensel構成に基づく算法の提案(甲斐・野田・他)、2変数有理関数近似を浮動小数で実行する場合に分子・分母の近似共通因子がもたらす予期せぬピークの除去算法(甲斐・野田)、Newton法による多変数多項式のベキ級数根の計算における桁落ち解析-展開点が遠方の場合-(佐々木)、和零関係に基づく多変数多項式の近似因数分解の新しい算法の考案(佐々木)、1変数代数方程式の根が微小根とそうでない根(正常根)に分割できるための十分条件および微小根の上界と正常根の下界に対する公式の導出(照井・佐々木)、などを行った。2)に関してはNSL(Nara Standard Lisp)の有効浮動小数パッケージの改良(加古)、和零関係に基づく多変数多項式の近似因数分解の新算法のインプリメント(佐々木)、を行った。3)に関しては、物理学における重力理論の研究に数式処理システムを活用し、特に大規模連立代数方程式を人知とコンピュータパワーを統合して解くことに成功した。13年度は、1)近似代数のアルゴリズム研究と誤差解析、2)近似代数演算用システムとソフトウェアの開発、に関し、以下の研究を行った。1)に関しては、代数関数の解析接続に対し三つの方法を考案し、有用性を実証(佐々木)、整数・有理数変換に対しSchonhageの分割征服法を修正した方法を考案し、巨大整数に対して有用性を実証(佐々木・加古)、多変数多項式に対する解析的因数分解(展開点を特異点として、従変数に関する無限べき級数環上での因数分解)のアルゴリズムを検討(佐々木・福井)、1変数多項式の近接根の存在領域を実用的な精度で効率的に計算する方法の研究(照井)、ハイブリッド有理関数近似の見直しを行い、安定化理論との関連について検討(野田・甲斐)、連立代数方程式に対するWuの方法を浮動小数係数の場合に拡張(野田・甲斐)、およびその並列化の研究(野田・甲斐)、などを行った。2)に関しては、代数関数の解析接続法のGALへのインプリメント(佐々木)、整数・有理数変換法のNSL(Nara Standard Lisp)へのインプリメント(加古)、などがある。

14年度は、1)近似代数のアルゴリズム研究と誤差解析、2)近似代数演算用システムとソフトウェアの開発、に関して以下の研究を行った。1)に関して:整数・有理数変換の分割征服法に対する昨年度の理論の不完全な部分を補った(佐々木・加古)、近接根がある場合の部分終結式理論を展開し、部分終結式の近接度への依存性を明らかにし、互除法で計算する場合の桁落ち量を解析した(佐々木)、"再帰的な"多項式剰余列に対して部分終結式理論の拡張を試みた(照井)、有理関数近似における"望ましくない"特異点の出現が有理関数補間算法の悪条件性にあることを明らかにし、特異性を安定的に除く算法を考案した(野田・甲斐・院生)、多変数多項式の近似GCD計算に安定化理論を適用した算法を構成した(甲斐・野田・院生)。2)に関して:有効浮動小数の有効性を種々の典型的な代数演算で実験し、多くの演算に関しては非常に有効に働くが、逐次近似に基づく算法では、逐次近似の誤差部を毎回改訂しないと有効に働かないことを見出した(加古・福井・佐々木・院生)、数式処理システムにWebサービスを取り込む研究を行った(野田)。
グローバル意識向上のための医学、環境分野のネットワーク化-語彙的アプローチを用いて-

平成14年度の研究実施要綱平成13年度においては、約10万語のコーパスを構築し、学生が選択した関連URLリストを作成した。学生に対しては(a)読解においてどのように語彙連結(コロケーション)を見つけ、抽出しているか、(b)語彙連結を発見・抽出・分析する際に、どのような問題点があったかについて、の2点に関して詳細なインタビュー調査を実施した。また、1クラスを対象に予備調査を実施し、特定のテキストからどのような語彙連結を学習者が抽出するのか、その文章を要約する際に、どのような語彙連結を用いるかを調べた。この予備調査は平成14年冒頭にも実施し、計86人の学生に対して行われた。この調査により、語彙連結の発見・抽出・再生について、いくつかの重要な知見を得ることができた。時間的制約により、平成14年度の研究は、収集したデータを分析し、そこから明白な結論を出すことに焦点を当てた。得られた知見としては、さまざまな「動詞+名詞」形式の語彙連結が意味的に透明であること、テキストの内容を伝える際、語彙連結が中心的な役割を果たしていることなどが挙げられる。また、連結習得が進む上で、こうした表現における動詞の意味の希薄化が、重要な過程であることもわかった。100ページの報告書では、こうした点以外の実験結果について、考察およびまとめをしている。本実証的研究に重点を置いたため、ホームページ上に学習教材を構築する作業は遅れているが、そうした教材を構築するための理論的基礎は明確にすることができたと言える。平成13年度はプロジェクトの予備的段階として、ハード、ソフトおよび文献を購入・整備し、約10万語のコーパスを構築、学生の選択による関連URLの目標リストを作成した。さらに、2つの事例研究を行った。こうした予備研究の結果、(1)学生がリーディングの際、どのようにコロケーションに気づき、取り出すのかについての詳しいインタビュー調査を実施できた(2)学生がコロケーションに気づき、取り出し、これを分析するにあたって直面するいくつかの困難点を確認した(3)次年度において質的研究が必要であることがより明確となった。さらに、学習者が一般テキストからどのようなコロケーションを取り出すか、またテキスト要約にあたってどのコロケーションを用いるかについて、あるクラスを対象に予備調査を行った。この調査で興味深い知見が数多く得られた。まず、コロケーションヘの注目と、その取り出し、産出との関係についてである。加えて、学生はコロケーション内で、日常的によく用いられる語彙よりも専門用語にまず注意を払うという点が明らかになった。このことから、次年度適切なリソースを構築するには、細心の訓練計画を数多く考案する必要があるといえる。今年度終盤の研究焦点は、こうした訓練計画の作成と、コーパス化作業を戦略的な見出し語リストに拡張することである。平成13年度中、本研究について、英国、日本、タイでそれぞれ開催された3つの国際会議で発表し、同分野の研究者との意見・情報交換を行った。平成14年度の研究実施内容1実験的研究を再度実施する2書き取りを行う、学習者に対するインタビューを素材とした分析を行う3これら全てのデータを緻密に分析する4学習教材作成における方法を決定する本研究は、詳細なデータを集め、それらを緻密に分析することに焦点を置いている。もっともこの分析には時間がかかり、また学習教材の作成に遅れが生じる。そこで、本年度はこれらの不都合性を回避するため、リサーチに基づいた具体的な考察を重点的に行った。このような考察は、以前は、将来において自ら学習教材を作成するという教授方法を発展させるために用いられていた。本研究の終了後においても、複数のクラスを実験素材として、コロケーションを基本とした内容重視型のウェブページまたは配布したプリントを発展、応用させていくつもりである。本年度は、イギリス、日本、シンガポール、そしてアメリカにおける4つの国際会議に参加し、コロケーションの認識と応用について研究発表を行っている。
3量子ビットの実装へ向けた3重量子ドットにおけるスピン相関とスピン操作の研究

当該年度においては、前年度に横型3重量子ドット試料において(1,1,1)電荷状態を実現したことを踏まえ、少数電子状態でパウリスピンブロッケード状態を実現し、各ドットにおける電子スピン共鳴を検出することを目的として研究を遂行した。従来までは2端子型3重量子ドット試料を用いてきたが、トンネル結合の制御が不十分であったためスピンブロッケードを観測することができなかった。そこで本年度は新たに3重量子ドットの両端だけでなく中央のドットにもリード電極を接続させた3端子3重量子ドット試料を作製し、測定した。その結果、3端子3重量子ドット試料において再び少数電子状態を実現し、量子ポイントコンタクトを用いた電荷検出測定によって(1,1,1)電荷状態であることを同定した。この電子数の近傍ではドット電流測定によって電荷状態安定図において明瞭なバイアス三角形が観測され、トンネル結合が十分に制御されていることを確認した。ここから隣接するドット間の(1,1)-(0,2)電荷遷移近傍におけるバイアス三角形の磁場依存性を測定することで、2重量子ドットでの強結合スピンブロッケードに見られるものと同様のリーク電流特性を得た。さらにゲート電圧のバランスを変えることで異なる(1,1,1)電荷状態を形成し、この近傍においては弱結合スピンブロッケードに特有のリーク電流特性を観測した。これらの結果から、3端子3重量子ドットにおいて強結合および弱結合のスピンブロッケードの実現に成功したと結論付けられる。さらにドット直上に微細加工された微小磁石による傾斜磁場法を用いてスピン回転操作を試みたが、電子スピン共鳴の検出には至らなかった。本研究では電子スピン共鳴の実験に十分な時間を確保できたとは言えず、今後も実験を継続することで当初の目的であった3重量子ドットにおける電子スピン共鳴が実証されることが期待される。当該年度においては、将来の3量子ビット操作に向けて制御性の高い横型3重量子ドットを作製し、さらに少数電子状態での電子相関に関する知見を得ることを目的として研究を遂行した。傾斜磁場法を用いたスピン量子ビット操作に対応するため、微小磁石対をドットの直上に配置した試料を新たに作製した。また、高周波電圧を印加するためのゲート電極を配置する必要があるため、ゲート電極のデザインを以前の試料から変更した。得られた試料は、高周波測定に対応したチップキャリアにマウントし、希釈冷凍機中で電気伝導測定を行った。ゲート電圧を調整することで3重量子ドット構造を形成することを試みたが、意図した結果は得られなかった。これにはいくつかの理由が考えられるが、第一にゲート絶縁膜を介したゲート間リーク電流が大きかったために正しくゲート電圧を印加できなかったことが挙げられる。このため、いくつかの種類の絶縁材料を用いて試料を試作し、窒化シリコン膜について良好な絶縁特性を得た。また、第二の要因として量子ドット近傍で電子密度が低下していた可能性が挙げられる。この原因として、試料作製の際に行った電子線描画が2次元電子気体に悪影響を及ぼしたことが疑われており、今後は微細加工の方法を工夫することで低ダメージでの試料作製を行う予定である。一方、微小磁石の設計をさらに推し進めることで、単純な形状の微小磁石対によって理論上25ビット程度まで対応可能であることを示した。これは将来傾斜磁場法を用いて多ビット化を実現する上で重要な結果であり、過去の3重量子ドットの測定結果と併せてApphlied Physics Letters誌に投稿し、受理・出版された。また過去の測定結果を詳細に解析し、量子ポイントコンタクト(QPC)電荷計による電荷検出信号の定量解析を試みた。その結果、ドットへの単一電子の出入りに対応したQPCにおけるポテンシャル変調がマイクロ電子ボルト程度であると見積もられた。これは将来の量子ビット読み出しに必要な電荷検出の感度についての指標を与えるものである。当該年度においては、前年度に引き続き3量子ビット操作に向けて制御性の高い横型3重量子ドットを作製し、さらに少数電子状態での電子相関に関する知見を得ることを目的として研究を遂行した。前年度の大きな課題として、ゲート絶縁膜を介したゲート間リーク電流や、微細加工から測定までの間に試料に電気的な損傷を与えることで、良好な3重量子ドットの特性が得られないという問題があった。この課題に対しては、最終的に電子線ネガレジストを絶縁膜として用いた上で、静電気による試料の損傷を防ぐための試料を設置しながら測定装置に取り付ける手法を導入することで解決を図った。その結果、電子スピン共鳴を指向した電極形状の横型3重量子ドット試料において、各ドットに電子が1つずつ閉じ込められた(1,1,1)電荷状態を実現した。その状態において3重量子ドットの両端にバイアス電圧を印加することで電子状態の同定を試みたが、望ましい結果は得られなかった。その原因としては、ドット-リード電極間およびドット-ドット間でのトンネル結合の制御が不十分だった可能性が挙げられる。今後の対応策として、3重量子ドットの両端だけでなく中央のドットにもリード電極を接続させた3端子3重量子ドット試料を用いることが考えられる。このようなドットとリード電極の設計においては、電子スピン共鳴の検出も従来と同じく2重量子ドットにおけるパウリスピンブロッケードが応用可能であると予測される。従って、本年度はまず3端子3重量子ドットを新たに設計・作製し、再び(1,1,1)電荷状態を実現した上で、研究実施計画の中心課題である電子スピン共鳴すなわち各ドットでの1ビット回転操作を達成する予定である。一方、将来的にさらなる多ビット系を実装することを目指して横型4重量子ドットの作製と評価を行った。

本研究は卒業論文のテーマとして4年生を指導・監督する形で行った。この試料は上述したような各ドットに対してリード電極が接続した形状となっている。最初に4重量子ドット試料の様々な場所で2重量子ドットを形成して各ドットの静電容量を見積もることで、ゲート電極が設計したとおりに機能していることを確認した。さらにドット間のトンネル結合を制御することで、同一試料内で単一4重量子ドットを形成することに成功した。4重量子ドットは世界的にもほとんど実現されておらず、今後はスピン量子ビット応用のみならず多重量子ドットにおける電子相関の研究においても進展が期待される。以上の成果は国際学会での発表ならびに学会誌への投稿を予定している。また、当該年度中に投稿予定であった量子ポイントコンタクト電荷計による電荷検出信号の定量解析に関する論文は投稿を延期し、新たに得られた本研究のデータを追加して本年度中に投稿する予定である。当該年度においては、前年度に横型3重量子ドット試料において(1,1,1)電荷状態を実現したことを踏まえ、少数電子状態でパウリスピンブロッケード状態を実現し、各ドットにおける電子スピン共鳴を検出することを目的として研究を遂行した。従来までは2端子型3重量子ドット試料を用いてきたが、トンネル結合の制御が不十分であったためスピンブロッケードを観測することができなかった。そこで本年度は新たに3重量子ドットの両端だけでなく中央のドットにもリード電極を接続させた3端子3重量子ドット試料を作製し、測定した。その結果、3端子3重量子ドット試料において再び少数電子状態を実現し、量子ポイントコンタクトを用いた電荷検出測定によって(1,1,1)電荷状態であることを同定した。この電子数の近傍ではドット電流測定によって電荷状態安定図において明瞭なバイアス三角形が観測され、トンネル結合が十分に制御されていることを確認した。ここから隣接するドット間の(1,1)-(0,2)電荷遷移近傍におけるバイアス三角形の磁場依存性を測定することで、2重量子ドットでの強結合スピンブロッケードに見られるものと同様のリーク電流特性を得た。さらにゲート電圧のバランスを変えることで異なる(1,1,1)電荷状態を形成し、この近傍においては弱結合スピンブロッケードに特有のリーク電流特性を観測した。これらの結果から、3端子3重量子ドットにおいて強結合および弱結合のスピンブロッケードの実現に成功したと結論付けられる。さらにドット直上に微細加工された微小磁石による傾斜磁場法を用いてスピン回転操作を試みたが、電子スピン共鳴の検出には至らなかった。本研究では電子スピン共鳴の実験に十分な時間を確保できたとは言えず、今後も実験を継続することで当初の目的であった3重量子ドットにおける電子スピン共鳴が実証されることが期待される。当初予定していた量子ビットの実装という意味では少し遅れが見られるが、先の研究を踏まえた4重量子ドットの作製と評価の面で大きな進展があった。
小規模オーケストラの活動実態調査とそれに基づく芸術文化支援のあり方に関する研究

日本オーケストラ連盟準会員及び非会員の国内オーケストラにに焦点を当てて、実演芸術の生産に関わる多様な主体の組織的特性および主体間の関係や、公演の形態ごとの収支構造の実態を、アンケートやヒアリングなどの調査を行うことで明らかにする。その結果を踏まえて、地方公共団体をはじめとする公的主体が実現芸術に対して行う助成金等の支出が発揮する具体的な作用について、経済理論の視点から解明する。
土壌系を活用した排水処理技術の研究(土壌トレンチの浸透能・吸着能の経年変化)

1.調査地域の概要本研究に於ける調査対象地域は、臨海型リゾ-ト開発がすすむ大村湾沿岸地域とした。大村湾には沿岸3市9町からの生活排水が流入し、水質汚染が進行しており、関係自治体ではその対策に苦慮している。本研究では、同自治体で雑排水対策に用いられている、土壌を活用した排水処理装置の処理性能について調査を実施した。2.雑排水の浸透能について(1)調査方法大村湾沿岸に普及する処理施設(土壌トレンチ)を用いて、一定の間隔で一定の水量を流入させ、水位の変化を計測した。(2)調査結果調査件数52;順調に作動している装置24;目詰まりしている装置28目詰まりをおこしている施設は、一般にメンテナンスに問題があり、順調に稼動している施設は、流入槽の沈澱物を除去するなどの対策を取っている例が多かった。3.リン吸着能力について(1)調査方法:大村湾沿岸自治体でモデルプラントとして設置された、雑排水土壌トレンチを調査の対象とした。リン吸着能力は、処理装置に用いられている土壌を採取しリン酸吸収係数を計測、これと昭和60年度の調査結果とを比較した。(2)調査結果:昭和60年度の調査では、リン酸吸収係数が15002000程度であったのが、同じ施設で現在では約1000程度に低下している。この56年間でリン酸吸収係数が半減したことが明かとなった。
第二次大戦後のホワイトライフ小説の時代現象とアフリカ系アメリカ文学の伝統

本研究は、アフリカ系アメリカ人作家による白人主人公の小説、いわゆる「ホワイトライフ小説」について、その最盛期とされる1940年代後半から50年代の作品を主な対象として、同時代の人種言説との呼応性と文学的伝統との交差性を探るものである。この時代のホワイトライフ小説は、各作家に特有の自己意識や執筆背景を反映しつつも、公民権法制定へと向かう時代性、および、アフリカ系アメリカ文学の伝統と「真正性」をめぐる問題意識を共有している。そこで本研究は、手書き原稿、創作ノートなどの未出版物、および当時の批評書や雑誌媒体を精査しながら、ホワイトライフ小説の隆盛をひとつの時代現象として文化・歴史的視座から考察する。
電極酸化における革新的メディア系の開拓

原子間結合形成の理想的手法と言える電極反応法の解決すべき問題点の一つは、反応メディアにある。電極酸化では、溶媒自体は酸化されず、反応で生じる電子不足活性種を効率良く捕捉するメディア系を見いだす必要があった。この問題を解決すべく研究を行い、本年度研究で以下の成果を得た。(1)電解ホフマン転位:アミドから一個炭素を減じたカルバメートを調製するホフマン転位反応は、従来、強塩基性で行われており、そのため塩基性条件に弱い官能基を持つ基質には適用できなかった。本研究で、臭化物イオンをメディエーターとすることにより、ホフマン転位が中性条件下で進み、さらに、トリフルオロエタノールを溶媒添加物とすれば、より効率的にこの転位反応が進行することを見いだした。本メディア系では、塩基性では不安定なエポキシアルコールをカルバメートのエステルアルコール残基とすることが可能であり、また、エポキシ基を持つアミドでもエポキシ基の開環を伴わずに目的のホフマン転移生成物が得ることができた。(2) 1、2-ジオールの選択的酸化:有機スズと臭化物イオンとをメディエーターとするダブルメディエーター系で1、2-ジオール類が選択的に電極酸化され、対応するケトアルコールが生成することを見いだした。本酸化反応は、有機スズあるいは臭化物イオンの両者あるいはどちらかが無い系では進まなかった。このタイプの酸化反応は、大過剰の有機スズと過剰の臭素を用いれば起こることが従来知られていたが、詳細な研究は少なかった。本研究で、触媒量の有機スズ、臭化物イオンおよび電気により、この形式の酸化反応が可能となった。有機スズ化合物としては、ジブチルチンオキシド、ジメチルチンジクロリドが良いこと、環状および非環状1、2-ジオールに一般的に適用できることが分かった。
機械受容器におけるTRPM8の発現を指標にした歯の移動時に生じる痛みの発現機序

本研究の目的は、冷刺激と冷感をもたらすメントールに感受性を持つ受容体、Transient receptor potential melastatin 8(TRPM8)の発現を指標にし、歯の移動に伴う痛みの発現機序について明らかにすることである。TRPM8は温度受容体遺伝子として同定されたTRPスーパーファミリーに属するCa2+透過性の非選択性陽イオンチャネルである。歯根膜は機械受容性ルフィニ神経終末に加え、豊富な侵害受容器が存在することが知られているが、歯根膜神経におけるTRPM8の存否、局在、存在意義については全く不明である。TRPM8の歯根膜神経における発現の存否、局在、および、実験的歯の移動に伴う局在の変化を遺伝子およびタンパクレベルで免疫組織化学的および分子生物学的手法を用いて検索することとした。本年度は、Waldo法を用いた歯の移動実験モデルを用い、対照群との比較を行った。実験動物として、8週齢のWister系ラットを用い、片側の上顎の第一、第二臼歯間にゴム片を挿入、実験1日後、灌流固定を行い、上顎骨を採取した。上顎骨は後固定、脱灰後、パラフィン包埋し、パラフィン切片を作製した。切片は、抗TRPB8および神経のマーカーとして抗PGP9.5抗体免疫染色を行い、反対側の歯の実験的移動を行わない群を対称群として比較した。TRPM8の免疫陽性反応は、対照群および実験群において、歯髄神経の一部に認められた。PGP9.5陽性反応を示した歯根膜神経において、歯の実験的移動群および対照群においても同様に、抗TRPM8に対する陽性反応は観察されなかった。歯根膜神経の細胞体が存在する三叉神経節についても更なる検討を重ねる必要があるものの、歯の移動時の歯根膜において、TRPM8の局在変化が認められなかったことから、歯の移動における痛みの伝達にTRPM8が関係する可能性が低いことが示唆された。メントール感受性受容体であるTransient receptor potential melastatin 8 (TRPM8)は温度受容体遺伝子として同定された、TRPスーパーファミリーに属するCa2+透過性の非選択性陽イオンチャネルである。一方、歯根膜は機械受容性ルフィニ神経終末に加え、豊富な侵害受容器が存在することが知られているが、歯根膜神経におけるTRPM8の存否、局在、存在意義については全く不明である。そこで、本研究の目的は、歯根膜神経においてTRPM8の発現を遺伝子およびタンパクレベルで検索し、歯の移動時の痛みの発現機序について明らかにすることである。比較実験として、下歯槽神経切断実験モデルを用いることとした。平成23年度の研究実施計画に従い、以下の研究を進めた。実験動物として成熟Wistar系ラットを用いた。ラットは灌流固定後、顎骨および三叉神経節を取り出し、顎骨はEDTAにより脱灰を行い、凍結切片を作成した。正常動物におけるTRMP8の発現の検討を行った。(1)下歯槽神経の非切断群(対照群)歯根膜におけるTRPM8免疫局在の検索を行った。局在部位と他タンパクとの共存関係を明らかにするため、TRPM8の免疫染色を行った。(2)三叉神経節におけるTRMP8の発現の検討:TRPM8免疫陽性細胞の表面積を同定し、size distributionパターンを求めるため、TRPM8の免疫染色を行った。実施計画に従い、実験動物、生後8週以降のWistar系ラットを灌流固定後、顎骨および三叉神経節を取り出した。顎骨をEDTAにより脱灰後、下顎切歯および三叉神経節の凍結切片を作成した。

正常ラット(非実験群)の歯根膜および三叉神経節におけるTRPM8の発現および局在について、免疫組織化学的に検索を行った。平成24年度の研究推進計画として、歯の移動実験に向けた下歯槽神経傷害モデルを用いた予備実験を行う。(1)下歯槽神経傷害による三叉神経節におけるTRPM8陽性反応の局在の検討を行う。申請者が過去に報告した下歯槽神経切断実験モデルを用いて、三叉神経節におけるTRPM8陽性反応の局在の変化を明らかにする。同様に下歯槽神経を結紮したモデルも作成する。これら2種の実験モデルを比較することにより神経傷害の程度とTRPM8陽性反応の局在および細胞径の変化を明らかにする。(2)下歯槽神経傷害による三叉神経節におけるTRPM8 mRNA、タンパク発現量の検討:(1)の実験モデルから、三叉神経節を採取し、経日的なTRPM8 mRNA、タンパク発現量の変化を明らかにする。(3)神経傷害モデル歯根膜神経におけるTRPM8発現の変化の追求を行う。(1)のモデルを用いて、免疫細胞化学を用いて歯根膜神経におけるTRPM8の発現変化を明らかにする。(4)国際学会での成果発表として、得られた研究成果を米国神経科学会にて発表する。実験に必要な、実験動物、抗体、試薬等の消耗品の購入成果発表に必要な、論文投稿に関わる諸経費および消耗品の購入学会参加費および旅費への支出
波立った自由液面における乱流挙動のコンピュータビジョンによる解析

新型の原子力発電システムである高速増殖炉における原子炉容器内流れは、自由液面をもった3次元の複雑な流れとなっている。このような、高速の流れ場においては自由液面は流れと干渉し波立つが、非線形性が強いため、波立った自由液面における乱流挙動は良く判っていない。本研究は、コンピュータビジョンの手法を用いることによって、自由夜面乱流挙動を解明することを目的として実施した。1.コンピュータビジョンを応用した、全く新しい流速測定手法アルゴリズムを開発した。一般に用いられている画像相関法は、粒子パターンの並行移動を仮定しているが、乱流のような流れ場においてはこの仮定を満たさない。本研究にて開発したアルゴリズムは、せん断や渦等によるパターンの変形にも対応できるため、乱流計測への応用が可能である。この手法は、粒子パターンを仮想的なバネで接続し、変形に伴うバネの力をパラメータとして、パターン対応付を行うものである。本手法を2次元計測に適用し、有効な手法である事を確認した。さらに、本手法を3次元計測に応用する事を試み、精度良く3次元流速分布を計測する事ができることを確認した。本手法は、乱流などの複雑な流れを計測する上で非常に有効であると考えられ、今後の発展が期待できる。2.自由液面近傍の流速を精度良く可視化するため、液面近傍の流れを計測するカメラと液面位置を計測するカメラの2台を同時に用いる手法を開発した。本手法を用いて、流速と、自由液面位置をコンピュータビジョンの手法で同時計測することができた。さらに、計測データを用い、乱れた液面における流れと液面との相関量を算出することができた。液面が変動する条件における相関量については本研究によって初めて計測されたものであり、その意義は大きい。さらに、計測された相関量に対してモデル化を試み、局所的な乱流場における液面と乱れとの関係を明らかにした。新型の原子力発電システムとして開発が推められている高速増殖炉における原子炉容器内流れは、自由液面をもった3次元の複雑な流れとなっている。このような、高速の流れ場においては自由液面は流れと干渉し波立つと考えられる。しかしながら、液面が乱れた条件における自由液面乱流境界条件は、光線形性が強いため、有効なモデルはない。また、自由液面が大きく移動することから計測も非常に困難であり、乱れた液面の乱流挙動を定量的に計測した例はない。本研究では、申請者らが開発してきたコンピュータビジョンの手法を用いることによって、自由液面乱流挙動を解明することを目的としている。2年計画の初年度である本年度の研究実績は以下のようである。1.水平ノズルからのジェットと自由液面が干渉することにより、乱れた液面を形成する試験体を製作した。2.粒子の移動を追跡するためのアルゴリズムとして、粒子のパターン認識に基づいた、まったく新しいアルゴリズムを開発した。本手法は2次元計測に適用し、有効な手法である事を確認した。3.自由液面近傍の流速を精度良く可視化するため、液面近傍の流れを計測するカメラと液面位置を計測するカメラの2台を同時に用いる手法を開発した。

本手法を用いて、流速と、自由液面位置をコンピュータビジョンの手法で同時計測することができた。さらに、計測データを用い、乱れた液面における流れと液面相関量を算出することができた。従来の研究では、液面が変動しない場合に関して、乱流エネルギーなどの測定を行っている。しかしながら、液面が変動する条件における相関量については本研究によって始めて計測されたものであり、その意義は大きい。新型の原子力発電システムとして開発が推められている高速増殖炉における原子炉容器内流れは、自由液面をもった3次元の複雑な流れとなっている。このような、高速の流れ場においては自由液面は流れと干渉し波立つと考えられる。さらに、最近、流れと自由液面との干渉による自励振動現象が発見されたが、実機においては、自励振動が発生することは絶対に避けなければならない。これらの現象を理解するためにも、自由液面が乱れた条件における流れの状況を把握する必要がある。しかしながら、液面が乱れた条件における自由液面乱流境界条件は、非線形性が強いため、有効なモデルはない。また、自由液面が大きく移動することから計測も非常に困難であり、乱れた液面の乱流挙動を定量的に計測した例はない。本研究は、申請者らが開発してきたコンピュータビジョンの手法を用いることによって、自由液面乱流挙動を解明することを目的として実施した。その結果以下の研究成果が得られた。コンピュータビジョンを応用した、全く新しい流速測定手法アルゴリズムを開発した。一般に用いられている画像相関法は、粒子パターンの並行移動を仮定しているが、乱流のような流れ場においてはこの仮定を満たさない。本研究にて開発したアルゴリズムは、せん断や渦等によるパターンの変形にも対応できるため、乱流計測への応用が可能である。この手法は、粒子パターンを仮想的なバネで接続し、変形に伴うバネの力をパラメータとして、パターン対応付を行うものである。本手法を2次元計測に適用し、有効な手法である事を確認した。さらに、本手法を3次元計測に応用する事を試み、精度良く3次元流速分布を計測する事ができることを確認した。本手法は、乱流などの複雑な流れを計測する上で非常に有効であると考えられ、今後の発展が期待できる。自由液面近傍の流速を精度良く可視化するため、液面近傍の流れを計測するカメラと液面位置を計測するカメラの2台を同時に用いる手法を開発した。さらに、計測データを用い、乱れた液面における流れと液面との相関量を算出することができた。しかしながら、液面が変動する条件における相関量については本研究によって初めて計測されたものであり、その意義は大きい。さらに、計測された相関量に対してモデル化を試み、局所的な乱流場における液面と乱れとの関係を明らかにした。
みかぶ地すべり粘土の粒度分布と土壌水分挙動特性に関する研究

みかぶ変成岩の風化残積土は、同じ破砕帯の三波川土に較べて粘質化が進み崩積物が緩斜面を形成することから、四国山地では農耕地や住居地として利用されている。母岩自体の脆弱性とその風化残積土の水分量増加による強度低下がありことから、斜面安定に難点のあることが指摘されている。平成6年度はみかぶ変成岩の脆弱の特性・程度の数量的評価についての検討、および、岩質自体の強化・改良・補強について実験的な検討を行った。みかぶ変成岩類の原岩は海底火山の溶岩で、枕状構造とその自破砕構造および擬灰・集塊岩の層状構造である。緑泥岩を含む自破砕物の堆積岩の細粒部分が風化すると片理が顕在化し、粘土化と膨潤化が進み、これがみかぶ土層・土塊の強度低下につながるから、素因として片理量の数量化や保水性の検討、強度低下阻止対策として細粒部分の強化が焦点となるとして検討を行った。みかぶ岩の脆弱性や残積土の変質の評価として、粒度組成変化の数量的表示の利用の可能性について検討し良好な結果が得られた。また、水分保持特性からの評価については、高速の遠心力場でのpF特性測定機を改良した試料厚変化の測定を可能にした装置により、測定時の密度変化に配慮した土塊の保水性の変化を追跡し、間隙部分の質的構成の影響を検討した。母岩の持つ脆弱性に関しては、衝撃力や制圧力など条件を変えた外力を試料に加え、その結果を粒度組成の変化の数量的表示で評価しその傾向を検討した。粒子の細粒化は特定部分が集中的に細化するのではなく、粒径の幅全体に亘たり、岩自体も全般に変質し弱体化していることが明らかになった。細粒部分の強化構造強化については、セメント系改良剤の効果が高いことを確かめた。四国中央部の山地に広く分布する破砕帯地すべり地の土壌は、地質構造・岩石構造上で風化されやすい素因を有していることに加えて、母岩自体が深部まで破砕されて粘土化が著しいことが特徴である。中でも、みかぶ(御荷鉾)変成岩の風化土は同じ破砕帯土の三波川土に較べて、粘質で堆積が厚く、特徴ある緩斜面を形成し、農耕地や住居地として利用されやすい。しかし、土性は平常でN値が20以上の強固な地層が給水によって容易に弱体化するといった、性状が極端に変動するものであり、地すべりなどの防災対策上で厄介な問題を抱えている。本研究は、このようなみかぶ(御荷鉾)変成岩風化土の特性について、母岩自体の脆弱性と風化土の水分保持特性の2っの面を中心に、その特性を明らかにして、土圧・水圧などの外力による土塊の性状変化の傾向を把握、さらに、これらの結果を地すべりや斜面安定対策工への摘要を検討した。母岩の持つ脆弱性に関しては、衝撃力や静的圧力など加圧の条件を変えた外力を試料に加え、その結果の評価を粒度組成の変化の数量的表示で求めて、その傾向を検討した。粒子の細粒化は特定部分の集中的な細化ではなく、粒径幅全体に亘っていることか認められ、母岩自体が全面的に変質し弱体化していることが明らかとなった。細化の阻止も含め、土壌の安定化を図った土性改良剤による固化の実験では、粒子骨格の補強の効果が大で、粗粒化と粒子同志の接着を進行させた。風化土の保水・透水特性については、遠心載荷によるpF値変化の計測を主体に検討した。保水能は粘性土に低く、しかも水分排出量以上に間隙減少があること、粗粒子割合が高いのに、自由水が存在する粗間隙の量の少ないことが明らかになり、これらに土性改良が土壌保全対策の問題点として示された。みかぶ(御荷鉾)変成岩の残積土壌は、岩質・構成上から風化されやすい素因を有している。加えて、母岩自体が深部まで破砕されて粘土化が著しいことから、特異な粘質を示す厚い堆積層の緩斜面を形成し、四国中央部の山岳地帯の主要な集落の農耕地や住居地として利用されている。しかし、この土壌は、乾燥時に強固な地層であるのに給水によって容易に弱体化するといった性状から、地すべりなどの防災対策上厄介な問題を抱えている。本研究は、このみかぶ(御荷鉾)変成岩風化土の特性について、母岩自体の脆弱性と風化土の水分保持特性の2つの面を中心に、その特性を明らかにして、土圧・水圧などの外力による土塊の性状変化の傾向を把握、さらに、これらの結果の地すべりや斜面安定対策工への適用を検討した。母岩の持つ脆弱性に関しては、衝撃力や静的圧力など加圧の条件を変えた外力を試料に加え、その結果の評価を粒度組成の数量的表示で求めて、その傾向を検討した。外力を受けた土粒子の細粒化過程を見ると、土試料の特定部分の集中的な細化ではなく、粒径幅全体に亘っていることが認められ、母岩自体が全面的に変質し弱体化していることが明らかされた。

細化に伴う土塊の固結抵抗力の低下や軟弱化の阻止を目的とした、土壌の安定化を図った土性改良剤による固化の実験では、セメント系や石灰・石膏などの付着力強化が期待される改良剤の導入により、粗粒化の低下と粒子同志の接着を促し進行させる効果が大きくなることを明らかにし、粒子骨格の補強の重要性を確認した。保水・透水特性については、pF値変化の計測を主体に検討した結果、保水能は一般的に低く、しかも、水分排出量以上に間隙減少があること、また、粗粒子割合が高いのに自由水が存在する粗間隙の量の少ないことが明らかになり、これらの土性特性を考慮した改良が、みかぶ(御荷鉾)変成岩の風化土壌の土壌保全対策の問題点となることを示した。みかぶ変成岩の風化残積土は、同じ破砕帯の三波川土に較べて粘質化が進み崩積物が緩斜面を形成することから、四国山地では農耕地や住居地として利用されている。母岩自体の脆弱性とその風化残積土の水分量増加による強度低下がありことから、斜面安定に難点のあることが指摘されている。平成6年度はみかぶ変成岩の脆弱の特性・程度の数量的評価についての検討、および、岩質自体の強化・改良・補強について実験的な検討を行った。みかぶ変成岩類の原岩は海底火山の溶岩で、枕状構造とその自破砕構造および擬灰・集塊岩の層状構造である。緑泥岩を含む自破砕物の堆積岩の細粒部分が風化すると片理が顕在化し、粘土化と膨潤化が進み、これがみかぶ土層・土塊の強度低下につながるから、素因として片理量の数量化や保水性の検討、強度低下阻止対策として細粒部分の強化が焦点となるとして検討を行った。みかぶ岩の脆弱性や残積土の変質の評価として、粒度組成変化の数量的表示の利用の可能性について検討し良好な結果が得られた。また、水分保持特性からの評価については、高速の遠心力場でのpF特性測定機を改良した試料厚変化の測定を可能にした装置により、測定時の密度変化に配慮した土塊の保水性の変化を追跡し、間隙部分の質的構成の影響を検討した。母岩の持つ脆弱性に関しては、衝撃力や制圧力など条件を変えた外力を試料に加え、その結果を粒度組成の変化の数量的表示で評価しその傾向を検討した。粒子の細粒化は特定部分が集中的に細化するのではなく、粒径の幅全体に亘たり、岩自体も全般に変質し弱体化していることが明らかになった。細粒部分の強化構造強化については、セメント系改良剤の効果が高いことを確かめた。