hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
広帯域FM半導体レーザによる距離・形状のヘテロダイン計測法

近年,半導体レーザの性能向上が目ざましく,光通信や光計測,光情報処理などの広範な分野での実用化が進展している.しかしながら,さらに半導体レーザの本質的特性である周波数可変特性やコヒーレンス特性を利用する基本技術の確立が強く望まれている.本研究の目的は,連続かつ広帯域に周波変調(FM)可能な半導体レーザの動作制御法を開発するとともに,このレーザ特性を活用したFMヘテロダイン法により,物体の距離や形状などの基本量の非接触で精密な光計測技術を確立することにある.(1)温度変調型半導体レーザの広帯域FM動作の実現AlGaAsの波長約800nm帯の半導体レーザ(LD)の電極上にSiのマイクロヒータを接合し,温度変調が可能な新型のLD素子を試作した.これによって活性層の温度変化量6°C,連続FM幅230GHz,応管周波数14Hzの値が得られた.これによって従来のLD特性に比べて大幅なFM特性の改善の可能性が見出された.(2)FMヘテロダイン計測法の高精度化と三次元計測への拡張FMヘテロダイン法の高精度化を画るため,装置の改良を進めた.その結果,距離測定精度として約7μmとなり,昨年度より大幅に改善された.また,変位測定も試みて約1μmの高精度測定が可能となった.次に,本計測法による物体の三次元形状計測の可能性を検討した.レンズにより検出器上に散乱体表面の実像を結像させ,さらに参照光を重畳させ,検出器開口を走査させて粗面体までの各点の距離を測定した.その結果,距離約400mmでの粗面体に対し約45μmの精度で距離と形状の測定が可能であることが示された.今後,さらに高精度化を行うため,信号系の効率の改善や光学系の防振対策, LDのFM幅の拡大などを計画しており,大きな改善も見込まれる.近年,半導体レーザの性能向上が目ざましく,光通信や光計測,光情報処理などの広範な分野での実用化が進展している.しかしながら,さらに半導体レーザの本質的特性である周波数可変特性やコヒーレンス特性を利用する基本技術の確立が強く望まれている.本研究の目的は,連続かつ広帯域に周波変調(FM)可能な半導体レーザの動作制御法を開発するとともに,このレーザ特性を活用したFMヘテロダイン法により,物体の距離や形状などの基本量の非接触で精密な光計測技術を確立することにある.(1)温度変調型半導体レーザの広帯域FM動作の実現AlGaAsの波長約800nm帯の半導体レーザ(LD)の電極上にSiのマイクロヒータを接合し,温度変調が可能な新型のLD素子を試作した.これによって活性層の温度変化量6°C,連続FM幅230GHz,応管周波数14Hzの値が得られた.これによって従来のLD特性に比べて大幅なFM特性の改善の可能性が見出された.(2)FMヘテロダイン計測法の高精度化と三次元計測への拡張FMヘテロダイン法の高精度化を画るため,装置の改良を進めた.その結果,距離測定精度として約7μmとなり,昨年度より大幅に改善された.また,変位測定も試みて約1μmの高精度測定が可能となった.次に,本計測法による物体の三次元形状計測の可能性を検討した.レンズにより検出器上に散乱体表面の実像を結像させ,さらに参照光を重畳させ,検出器開口を走査させて粗面体までの各点の距離を測定した.その結果,距離約400mmでの粗面体に対し約45μmの精度で距離と形状の測定が可能であることが示された.今後,さらに高精度化を行うため,信号系の効率の改善や光学系の防振対策, LDのFM幅の拡大などを計画しており,大きな改善も見込まれる.
シナプス可塑性を担う、足場タンパク質PSD-95による情報伝達調節機構の解明

変異PDZドメインを導入したNMDA受容体非結合型のPSD-95-EGFPをノックインした遺伝子改変マウスを樹立し、細胞組織レベル、個体レベルの解析を行った。その結果、PDZドメイン結合はPSD-95を安定にシナプスに局在させるために重要であり、NMDA受容体とPSD-95のPDZドメインを介した直接結合が正常なシナプス情報伝達の調節に必須であることが示唆された。神経細胞における、足場タンパク質PSD-95による情報伝達調節機構の解明を通して、シナプス可塑性を担う分子基盤の特性と意義を理解することを目的とする。本年度は、(1)独自に開発したNMDA型グルタミン酸受容体(NMDA受容体)に結合しない、PDZドメイン変異PSD-95(1mD2mD-PSD95-GFP)を導入したノックインマウスを作成するために、単離した3種類のノックインES細胞を順次、マウス胚盤胞に導入した。キメラマウスを作成しさらにヘテロノックインマウス作出を目指した。最初に試みた2つのES細胞由来のキメラマウスからは、変異が入った産仔が得られなかった。3つ目のES細胞から得られたキメラマウスから、ヘテロノックインマウスを単離することができた。変異を導入したexon5領域を挟むようにプライマーを設計し、野生型と変異型を識別した。3系統のES細胞を順次、導入する必要があったために、予定より約6ヶ月程度、研究の進行が遅れた。(2)得られたヘテロノックインマウスは、発生初期にCre recombinaseを全身性に発現するヘテロマウスとの交配によってPGK-neoを除去する計画で、これをスクリーニングできるプライマーを確立した。neoを除去したヘテロノックインマウスを樹立した後に、体外受精法によるSPF化を行うと共に、Cre recombinase遺伝子を持っていない個体を選択した。(3)得られたヘテロノックインマウスの交配によって、ホモノックインマウスを作出した。(4)野生型マウス脳を用いてシナプトソーム画分、PSD画分を調製法を確立し、PSD-95、NMDA受容体、AMPA受容体、SAP102、SAP97などを検出する抗体の条件検討を行った。NMDA型グルタミン酸受容体(NMDA受容体)に結合しない、PDZドメイン変異PSD-95を導入したノックインマウスを用いて、PSD-95がNMDA受容体依存性のシナプス可塑性に果たしている役割を解明しようとしている。昨年度、PDZドメイン変異体1mD2mD-PSD95-EGFPを組み込んだホモノックインマウスが作出できており、本変異マウスの解析を始めた。(1)ホモマウスの作出については、ホモ同士の交配が非常に困難であるために、常にヘテロ同士の交配を行って遺伝子型を解析し、ホモ個体を選択する方法をとった。ホモ個体の体重はヘテロ個体や野生型に比べて低く、58週齢くらいでは6080%程度に留まった。(2)遺伝子改変マウスの行動学的解析:ノックアウトマウスの行動解析では空間記憶の低下が示されている。本変異型ノックインマウスについては、もう少し統計的な解析を行うための行動テストバッテリーを目指し、ホモ・WT(♂)のペアを15組作るための大量飼育を始めた。最終的に、H20年度末で27組のヘテロ27組の交配を行って、解析を行う産仔の誕生を待つ状態にまで来た。(3)ホモ・WT成体の脳又は海馬から、PSD画分を調製し、PSD局在タンパク質の発現量を比較したところ1mD2mD-PSD95-EGFPは、GFP融合型で発現して野生型PSD-95の10分の1程度の存在量であるのに対して、SAP102の存在量は23倍程度に増加していた。(4)灌流固定脳のスライス切片を組織染色して脳構造を調べると、全体としては右脳、左脳とも野生型とほぼ同様であった。1mD2mD-PSD95-EGFPは、PSD-95の発現領域に一致して海馬CA1放射線維層や大脳皮質領域に強い発現が観られた。野生型に比べて、細胞体に分布している割合が高く、シナプス局在効率が低下していると考えられる。興奮性シナプス後細胞の足場タンパク質PSD-95による情報伝達調節機構の解明を目的として、独自に開発したNMDA型グルタミン酸受容体(NMDA受容体)に結合しない、PDZドメイン変異PSD-95を導入したノックインマウスを樹立した。今年度は、(1)本マウスを飼育繁殖し、各16匹の♂野生型および♂ホモ個体の行動テストバッテリーを実施した。本ノックインマウスは体重が軽く活動量が少なく、不安様行動が亢進された表現型を示した。(2)ノックインした1mD2mD-PSD95-EGFP遺伝子の発現量は野生型PSD-95に比べて約10分の1程度に減少している一方で、MAGUKファミリーのSAP102のタンパク質レベルは2倍程度に増加していた。

ノーザン解析によってmRNA量を比較したところ、いずれもほぼ同程度であった。これは、タンパク質レベルで観察された量の違いは、PDZ結合の欠損がPSD-95の不安定化に寄与していることを示唆している。(3)ノックインマウスの海馬スライスCA1領域の電気生理学的性質(細胞外興奮性シナプス後電場電位、PPF等)を調べた結果、正常なLTD誘導が起きる一方で、低周波でもLTPが誘導され、LTPの増強が観察された。(4)ノックインマウス海馬領域の電子顕微鏡観察では、野生型とほぼ同様な組織構造が観察された。(5)以上の結果は、PDZドメイン結合がPSD-95を安定にPSDに局在させるために重要であり、PSD-95を欠損した場合にはSAP102がその代わりの足場機能を果たすことを示している。また、NMDA受容体とPSD-95のPDZドメインを介した直接結合は、LTD誘導には必要でないが、正常な可塑性誘導には必須であることを示唆している。
植物アルカロイド由来の新規抗腫瘍薬開発に向けたシード分子の探索と創薬研究への展開

キョウチクトウ科コプシア属植物の成分探索を行い、Strychnos型アルカロイドを含む種々の新規インドールアルカロイドを単離・構造決定した。また、特異な骨格を有する新規コプシアアルカロイドについて全合成を検討した。腫瘍細胞毒性作用を有することを見出したゲルセジン型ゲルセミウムアルカロイドについて全合成を検討し、数種のアルカロイドの不斉全合成を達成した。ゲルセミウム属植物の成分探索を行い、インドールアルカロイド類を単離・構造決定した。アカネ科Ophiorrhiza nutansより見出した新規シクロファン型環状テトラペプチドophiorrhisine Aの不斉全合成を達成し、それによりophiorrhisine Aの構造を絶対配置を含めて決定した。また、14員環パラシクロファン型の各種誘導体を合成し、ヒト腫瘍細胞に対する毒性作用の評価を行った。新規抗腫瘍性アルカロイドの発見を目指し、薬用資源植物の成分探索を行った。キョウチクトウ科Ervatamia属植物よりIboga-vobasine型新規ビスインドールアルカロイド、chippiine型インドールアルカロイドを単離・構造決定した。ミソハギ科Heimia salicifoliaより新規ビフェニルエーテルキノリジジンアルカロイド並びにビフェニルキノリジジンアルカロイドを単離・構造決定した。Petasites japonicus (フキ)より新規ピロリジジンアルカロイドを単離・構造決定した。取得した天然物、合成化合物についてヒト腫瘍細胞に対する毒性作用を評価する予定である。アカネ科Ophiorrhiza nutansより見出した新規環状テトラペプチドの不斉全合成を達成し、絶対配置を含めた構造を決定することができた。また、各種誘導体の合成とヒト腫瘍細胞に対する毒性作用の評価を行った。これらの成果について論文として公表した。数種のゲルセジン型ゲルセミウムアルカロイドの不斉全合成を達成した。キョウチクトウ科Ervatamia属植物より、新規ビスインドールアルカロイド、新規インドールアルカロイドを単離・構造決定した。ミソハギ科Heimia salicifoliaより新規キノリジジンアルカロイドを単離・構造決定した。キョウチクトウ科コプシア属植物より、Strychnos型アルカロイドを含む種々の新規インドールアルカロイド類を単離・構造決定した。平成30年度に得た成果を基に、引き続き以下の研究を遂行する。キョウチクトウ科コプシア属植物の詳細な成分探索を行い、新規アルカロイドの取得を目指す。特異な骨格を有するコプシアアルカロイド、微量アルカロイド成分について不斉全合成を検討する。腫瘍細胞毒性作用を有することを見出したゲルセミウムアルカロイド並びに関連アルカロイドの不斉全合成を検討する。ゲルセミウム属植物の詳細な成分探索を行い、新規アルカロイドの取得を目指す。新規抗腫瘍性アルカロイドの発見を目指し、薬用資源植物の成分の探索を行う。また、アルカロイド成分の不斉全合成やその誘導体合成を検討する。取得した天然物、合成化合物について腫瘍細胞に対する毒性作用を評価し、抗腫瘍性化合物の取得を行う。1.キョウチクトウ科コプシア属植物の成分探索を行い、インドールアルカロイド、ビスインドールアルカロイド類を単離した。腫瘍細胞毒性作用を有することを見出したeburnane型コプシアアルカロイド、並びに特異な骨格を有する新規コプシアアルカロイドの不斉全合成を検討した。Andranginineについて不斉全合成を達成し、Kopsia arboreaから得た天然物の絶対立体配置と光学純度を決定した。2.腫瘍細胞毒性作用を有することを見出したゲルセジン型ゲルセミウムアルカロイド類の全合成を検討し、目的化合物の骨格構築に必要な全炭素を有するスピロオキシインドール体を得た。ゲルセミウム属植物の成分探索を行い、インドールアルカロイド類を単離した。3.新規抗腫瘍性アルカロイドの発見を目指し、薬用資源植物の成分探索を行った。アカネ科Ophiorrhiza nutansより、既知インドールアルカロイド配糖体、テトラヒドロイソキノリン配糖体を単離するとともに新規環状テトラペプチドophiorrhisine Aと新規テトラヒドロイソキノリンアルカロイド7',10-dide-O-methylcephaelineを見出した。キョウチクトウ科Ervatamia属植物より、新規インドールアルカロイド、新規ビスインドールアルカロイドを見出した。ミソハギ科Heimia salicifoliaより新規ビフェニルエーテルキノリジジンアルカロイド並びにビフェニルキノリジジンアルカロイドを見出した。得られた新規ペプチド、ビフェニルキノリジジンアルカロイド並びに抗腫瘍活性を有することが報告されているakuammiline型アルカロイドなどについて不斉全合成を検討した。取得した化合物についてヒト腫瘍細胞A549などに対する毒性作用を評価した。新規抗腫瘍性アルカロイドの発見を目指して成分探索を行い、アカネ科Ophiorrhiza nutansより新規環状テトラペプチドと新規テトラヒドロイソキノリンアルカロイドを見出し、論文として公表した。ミソハギ科Heimia salicifoliaより見出した新規キノリジジンアルカロイドについて論文として公表した。コプシア属植物から得たandranginineの不斉全合成を達成し、天然物の絶対立体配置と光学純度を決定し、論文として公表した。

腫瘍細胞毒性作用を有することを見出したゲルセジン型ゲルセミウムアルカロイドについて全合成を検討し、数種のアルカロイドの不斉全合成を達成した。ゲルセミウム属植物の成分探索を行い、インドールアルカロイド類を単離・構造決定した。アカネ科Ophiorrhiza nutansより見出した新規シクロファン型環状テトラペプチドophiorrhisine Aの不斉全合成を達成し、それによりophiorrhisine Aの構造を絶対配置を含めて決定した。また、14員環パラシクロファン型の各種誘導体を合成し、ヒト腫瘍細胞に対する毒性作用の評価を行った。新規抗腫瘍性アルカロイドの発見を目指し、薬用資源植物の成分探索を行った。キョウチクトウ科Ervatamia属植物よりIboga-vobasine型新規ビスインドールアルカロイド、chippiine型インドールアルカロイドを単離・構造決定した。ミソハギ科Heimia salicifoliaより新規ビフェニルエーテルキノリジジンアルカロイド並びにビフェニルキノリジジンアルカロイドを単離・構造決定した。Petasites japonicus (フキ)より新規ピロリジジンアルカロイドを単離・構造決定した。取得した天然物、合成化合物についてヒト腫瘍細胞に対する毒性作用を評価する予定である。アカネ科Ophiorrhiza nutansより見出した新規環状テトラペプチドの不斉全合成を達成し、絶対配置を含めた構造を決定することができた。また、各種誘導体の合成とヒト腫瘍細胞に対する毒性作用の評価を行った。これらの成果について論文として公表した。数種のゲルセジン型ゲルセミウムアルカロイドの不斉全合成を達成した。キョウチクトウ科Ervatamia属植物より、新規ビスインドールアルカロイド、新規インドールアルカロイドを単離・構造決定した。ミソハギ科Heimia salicifoliaより新規キノリジジンアルカロイドを単離・構造決定した。キョウチクトウ科コプシア属植物より、Strychnos型アルカロイドを含む種々の新規インドールアルカロイド類を単離・構造決定した。平成29年度に得た成果を基に、引き続き以下の研究を遂行する。1.キョウチクトウ科コプシア属植物の詳細な成分探索を行い、新規アルカロイドの取得を目指す。腫瘍細胞毒性作用を有することを見出したコプシアアルカロイド、また、特異な骨格を有するアルカロイド、微量アルカロイド成分について不斉全合成を検討する。取得した天然物、合成化合物について腫瘍細胞に対する毒性作用を評価する。2.腫瘍細胞毒性作用を有することを見出したゲルセミウムアルカロイドについて大量供給法の確立のため、不斉全合成を検討する。
手術前日の経頭蓋磁気刺激法による脳虚血耐性獲得は可能か?

【目的】脳虚血が予測される場合、何らかの処置で虚血耐性を獲得させておくことは臨床上、極めて重要であるが短時間脳虚血などの侵襲を伴う処置によって発現することが知られているのみで、臨床応用可能な方法は未だ開発されていない。そこで非侵襲的経頭蓋磁気刺激による虚血耐性導入の可能性を調べる目的で以下の二つの実験を行った。実験1(in vivo study)【方法】ペットボトルに無麻酔下で拘束した雄性ラットをソレノイドコイル中央に置き、20ガウスまたは150ガウスの平均磁場強度で、8、25、50ヘルツの正弦波磁場に20分間曝露した。2日後、4vessels modelによる5分間または8分間の前脳虚血モデルを作製、再灌流一週間後に海馬CA1細胞の生存率を指標として、虚血耐性獲得の有無を非曝露ラットと比較した。また、磁場暴露のみ施行したラットの一週間後の形態学的変化も検討した。【結果】磁場暴露中ペットボトル内の温度上昇は認められなかった。また暴露中、痙攣などは誘発されなかった。磁場暴露のみを施行した一週間後の脳切片に形態学的変化は認められなかった。前脳虚血による遅発性細胞死については、磁場暴露群のうち8ヘルツ、50ヘルツでは、非暴露群と有意な差は認められなかった。25ヘルツ磁場暴露群で細胞死は抑制された。また同様の磁気刺激ならびに拘束ストレスに対して、一週間後の組織を検討したが傷害は認められなかった。実験2(in vitro study)【方法】雄性ラットを実験1と同様に、20ガウスまたは150ガウス、25ヘルツの正弦波磁場に20分間曝露した。2日後、大脳を摘出し、厚さ0.4mmの矢状断海馬スライス標本を作成、灌流装置記録槽に置き、実験的脳虚血負荷(酸素・グルコース除去液灌流)による反応を、1)細胞内記録法による膜電位変化と、2)細胞内Ca濃度変化を指標として虚血耐性獲得の有無を非曝露ラットと比較検討した。【結果】非曝露群では虚血負荷開始約6分後に急激且つ急峻な脱分極電位が発生し、この直後に正常液(酸素・グルコース含有液)を再灌流しても脱分極は持続、電気生理学的に神経細胞は機能不全に陥った。細胞内Ca濃度は急峻脱分極電位発生と同時に急激に増加し、再灌流すると徐々に低下した。一方、曝露群では虚血負荷後に同様な脱分極電位が発生したが、再灌流により静止電位まで再分極し、電気生理学的にも機能回復を示すニューロンが出現した。また虚血によって増加した細胞内Caの再灌流による回復過程は非曝露群に比して速かった。【総括】以上の実験結果は、経頭蓋磁気刺激によって脳虚血耐性が誘導される可能性を示唆する。

また虚血によって増加した細胞内Caの再灌流による回復過程は非曝露群に比して速かった。【総括】以上の実験結果は、経頭蓋磁気刺激によって脳虚血耐性が誘導される可能性を示唆する。【目的】脳虚血が予測される場合、何らかの処置で虚血耐性を獲得させておくことは臨床上、極めて重要であるが短時間脳虚血などの侵襲を伴う処置によって発現することが知られているのみで、臨床応用可能な方法は未だ開発されていない。そこで非侵襲的経頭蓋磁気刺激による虚血耐性導入の可能性を調べる目的で以下の二つの実験を行った。実験1(in vivo study)【方法】ペットボトルに無麻酔下で拘束した雄性ラットをソレノイドコイル中央に置き、20ガウスまたは150ガウスの平均磁場強度で、8、25、50ヘルツの正弦波磁場に20分間曝露した。2日後、4vessels modelによる5分間または8分間の前脳虚血モデルを作製、再灌流一週間後に海馬CA1細胞の生存率を指標として、虚血耐性獲得の有無を非曝露ラットと比較した。また、磁場暴露のみ施行したラットの一週間後の形態学的変化も検討した。【結果】磁場暴露中ペットボトル内の温度上昇は認められなかった。また暴露中、痙攣などは誘発されなかった。磁場暴露のみを施行した一週間後の脳切片に形態学的変化は認められなかった。前脳虚血による遅発性細胞死については、磁場暴露群のうち8ヘルツ、50ヘルツでは、非暴露群と有意な差は認められなかった。25ヘルツ磁場暴露群で細胞死は抑制された。また同様の磁気刺激ならびに拘束ストレスに対して、一週間後の組織を検討したが傷害は認められなかった。実験2(in vitro study)【方法】雄性ラットを実験1と同様に、20ガウスまたは150ガウス、25ヘルツの正弦波磁場に20分間曝露した。2日後、大脳を摘出し、厚さ0.4mmの矢状断海馬スライス標本を作成、灌流装置記録槽に置き、実験的脳虚血負荷(酸素・グルコース除去液灌流)による反応を、1)細胞内記録法による膜電位変化と、2)細胞内Ca濃度変化を指標として虚血耐性獲得の有無を非曝露ラットと比較検討した。【結果】非曝露群では虚血負荷開始約6分後に急激且つ急峻な脱分極電位が発生し、この直後に正常液(酸素・グルコース含有液)を再灌流しても脱分極は持続、電気生理学的に神経細胞は機能不全に陥った。細胞内Ca濃度は急峻脱分極電位発生と同時に急激に増加し、再灌流すると徐々に低下した。一方、曝露群では虚血負荷後に同様な脱分極電位が発生したが、再灌流により静止電位まで再分極し、電気生理学的にも機能回復を示すニューロンが出現した。
表皮再生医療の基礎研究:線維芽細胞から表皮細胞への形質転換の試み

研究目的:ES細胞は種々の臓器へと分化可能な多機能幹細胞で、臓器再生医学として将来の臨床応用が期待されている。その一方で、受精卵から樹立されるES細胞の扱いは、倫理面で慎重に検討されるべき内容を多く含んでいる。本研究は、転写因子発現を制御することにより、線維芽細胞や骨髄細胞を表皮細胞に形質転換し、これを臨床に応用する事を目的とする。研究成果:本年度は、種々の組織に形質転換することが知られている骨髄間葉系細胞を用いて表皮への形質転換を試みた。具体的には、雄SCIDマウス骨髄間葉系細胞を、雌SCIDマウス胎児皮膚線維芽細胞と共に培養し、胎児皮膚線維芽細胞由来の増殖因子が骨髄細胞を表皮へ形質転換する可能性について検討した。その結果、供培養した系でのみ、フィーダーの線維芽細胞の上に小型円形で葡萄の房状に連なった細胞群(小円形接着細胞)が出現し、極めてゆっくり分裂・増殖を示した。これを雌SCIDマウスの背部に移植し、雄SCIDマウス骨髄培養細胞由来表皮細胞がキメラ状態で生着しているかどうかを現在FISH法にて検討中である。今後、この骨髄由来細胞が表皮細胞に形質転換することを確認した後、骨髄細胞と小円形付着細胞との転写因子のプロファイルをmRNAサブトラクション法にて比較検討し、誘導された転写因子群を用いて線維芽細胞の表皮細胞への形質転換を検討する予定である。
足部の発汗に対する靴の順応機能の相違が足部の快適性に与える影響

靴を着用している時の足部の快適性評価は、「順応評価」、「適合評価」および「適応評価」の3つの評価から行われてきている。そのうち「順応評価」とは、寒さや暑さの気候変化に順応した構造が靴に取り込まれているか、それともそのような構造が靴に取り込まれていないかを評価することである。夏季には、靴内気候が高温であるとともに多湿化するため足部の不快感が生じることが多い。この不快感を解消するためには、靴内で発生した足部の汗と熱を素早く靴外に移動させる順応が靴に取り入れられていることが重要である。本研究では、足部で発生した汗を靴外へ移動させる靴の順応機能の相違が足部の快適性に与える影響について、靴の吸湿性水分移動量および透湿性水分移動量を分別して継続的に測定できる水分移動特性評価試験機を提案するとともに、現在、市販されている各種の靴、例えば、ブーツ、長靴、布製シューズ、布製運動靴などに報告者が考案した水分移動特性評価試験機を用いて、吸湿性水分移動量および透湿性水分移動量を測定した測定結果を報告する。本研究成果は、アパレル業界、特に、靴の設計、企画、流通、販売に携わる業界に貢献することが期待される。また、夏季において靴の蒸れに悩まされている消費者に対しては、快適で蒸れの少ない靴に関する有意義な情報を提供できるものと考えられる。夏季には、靴内気候の高温多湿化によりべとつき感や蒸れ感などの足部の不快感をよく経験する。本研究では、足部で発生した汗を靴外へ移動させる靴の順応機能の相違が足部の快適性に与える影響について、靴の吸湿性水分移動量、透湿性水分移動量および換気由来水分移動量を分別して測定することにより明らかにする。平成14年度においては、靴内で発生した汗の靴外への移動を明らかにするために、水分移動特性評価試験機、発汗モデル足およびモデル靴を試作し、発汗モデル足からモデル靴への吸湿性水分移動量および透湿性水分移動量を測定した。発汗モデル足は、透湿防水布で足型の袋を作製し、袋内に30°Cの水を充満した。モデル靴は、アクリル製の円筒枠に皮革を巻き付け円筒状の靴を作製した。水分移動特性評価試験機は、2台の上皿天秤(A・B)と2台のコンピューター、および定滑車2台を固定したアクリルボックスより構成されている。実験は、発汗モデル足をワイヤーで吊り下げ定滑車2台を通過後、上皿天秤(A)の上に載せた1kgの分銅に固定した。一方、アクリル製の円筒枠に皮革を巻き付けたモデル靴をもう一台の上皿天秤(B)に載せ、モデル靴内部に発汗モデル足を円筒に触れないように宙づりとした。ワイヤーは円筒状のモデル靴上部に開けた小穴より外部に導いた。上皿天秤(A)の重量変化と上皿天秤(B)の重量変化を継続的にコンピューターに読みとり、発汗モデル足の発汗量およびモデル靴への吸水量を測定した。現在は、靴外の温度を1530°C、靴外の湿度を3080%にかえた時の発汗モデル足の発汗量およびモデル靴の吸湿性水分移動量および透湿性水分移動量の測定を継続中である。夏季には、発汗に伴う靴内気候の高温多湿化により、べとつき感や蒸れ感などの足部の不快感をよく経験する。この不快感を解消するためには、靴内で発生した足部の汗と熱を素早く靴外に移動させる順応機能が靴に取り入れられていることが重要である。

平成15年度においては、靴の素材の相違が靴内で発生した汗の靴外への移動に与える影響を明らかにするために、靴素材用水分移動特性評価試験機を試作し、発汗モデル足より発生した模擬汗の靴素材への吸湿性水分移動量、および靴素材から外気に放出される透湿性水分移動量を測定した。靴素材用水分移動特性評価試験機は、2台の上皿天秤(A・B)と2台のコンピューター、および定滑車4台を固定したスチール製枠より構成されている。実験は、発汗モデル足をワイヤーで吊り下げ定滑車2台を通過後、上皿天秤(A)の上に載せた1kgの分銅に固定した。一方、3側面に直径27mmの窓を備えた靴素材固定スクリューを10個配したスチール製箱をもう一台の上皿天秤(B)に載せ、定滑車2台を通過後6kgの分銅に固定した。発汗モデル足はスチール製箱に触れないように宙づりとした。発汗モデル足とスチール製箱は2重の壁を介した。2重の壁からの汗の漏洩を防ぐため、間隙はシリコンオイルで充たした。上皿天秤(A)の重量変化と上皿天秤(B)の重量変化を継続的にコンピューターに取り込み、発汗モデル足の発汗量および靴素材への吸水量と靴素材から外気への透湿量を継続的に測定できる装置を開発した。
現代ドイツ語の助動詞構文・機能動詞構文の機能論的類型論的意義に関する研究

平成16年度においてはbekommen-受動態を中心に,bekommenの語彙的意味が失われていないとするHaider(1984)と,それに対するReis(1985)等の批判を検証した。Haiderは反論を受け,本動詞と助動詞の中間に位置する「寄生的動詞」という概念を持ち出してきたが,当該構文のbekommenは語彙的形式から文法的形式への過渡的形式とも見倣せるため,彼の「寄生的動詞」概念はbekommenの「文法化」問題への嚆矢とも言える。さらに当該ドイツ語構文の中に,「受け手」の「主語」化,さらには「題目」化を通してなされるLi/Thompson(1976)の言う題目優位型言語への類型論的接近を見て取ることもできる。平成17年度においては,ドイツ語の助動詞構文の一つと見倣せる完了時制を扱い,その生成要因を,habenの対格目的語における「具象名詞→代名詞→ゼロ形式」といった歴史的推移に見た。さらにドイツ語機能動詞構造における動作名詞の後置が,「題目+解説」という情報伝達上の機能論的分節に寄与すると見倣し,当該構文が単なる単一動詞の「拡張形」以上のコミュニケーション的機能を備えているとした。平成18年度は,ドイツ語機能動詞構造を手掛かりに,機能論的類型論的にドイツ語と日本語の構文比較を行なった。日本語の副詞は,ドイツ語機能動詞構造では,動作名詞の付加語的形容詞に対応するが,当該形容詞の付加が機能動詞構造では制限されていることから,ドイツ語が基本的に「事態核」(Polenz 1963)を表現する言語であることが明らかになった。それに対し日本語は,オノマトペの多用や「よちよち歩き」「ザーザー降り」といった複合語でもわかるように,副詞的要素の構文論的立場が高い。つまり副詞的要素に焦点を当てれば,ドイツ語は「低副詞型言語」,日本語は「高副詞型言語」と類型論的に位置づけることも可能であろう。本年度においては、ドイツ語の助動詞構文が「主語+述語」の統語構造及び「題目+解説」の情報伝達構造とどのように関わるのかを、bekommen-受動態を中心に分析した。当該構文「bekommen+対格目的語+過去分詞」については、Haider(1984)がbekommenの語彙的意味「得る」が依然失われていないとし、通常の能動文として規定したのに対し、Reis(1985)は統語理論的に反証し、一部の構文を除き受動態としての正当性を主張した。さらにHaider(1986)ではReisの論証を容認しながらも、bekommenの受動態助動詞としての性格をあくまで否定し、本動詞と助動詞の間に位置する「寄生的動詞」と呼ぶ統語的地位をbekommenに付与した。この寄生的動詞は、zu-不定詞と結合し一文的結束構文を形成するversprechenのような動詞と近い。いわばbekommenは、語彙的形式から文法的形式へ到る過渡的形式と見ることもでき、「寄生的動詞」の概念は文法化の問題への一石とも見做せる。他方で当該構文の過去分詞にwegnehmen(取り去る)、stehlen(盗む)等が用いられることから、bekommenの受動態助動詞化も否定できない状況となっている。機能論的背景としては、Eroms(1978)の指摘するような「受け手」の主語化と題目化が挙げられる。

Eromsでは主語化=題目化の根拠が明確でないが、英語に見られるような主語の文頭(あるいは前域)への配置がドイツ語においても傾向として見られること、及び題目が元々情報伝達上文頭に来ることの二つの事実によって、「受け手」=主語=題目が促され、bekommen-受動態が生成されつつあると見做せる。また当該助動詞構文の統語構造は、Li/Thompson(1976)の言う題目優位型言語(例えば、日本語、中国語)が持つ二重主語構文「NP+NP+V」に近接しており、ドイツ語の題目優位型言語への接近も推測される。本年度は、ドイツ語の完了時制生成の文法的要因及び言語変化と世代間コミュニケーションとの関わり、さらには機能動詞構造の使用に関する文法的機能論的理由について考察した。完了時制は、動詞的意味を持つ過去分詞が文末に来る構造のため、「題目+解説」といった情報伝達構造にも大きく関わる。嶋崎(2003)によれば、9世紀に文献に現われた「haben+過去分詞」のhabenが「所有」の意味を失うのは、知覚動詞等の心的活動を表わす動詞の完了が関与している。だがむしろ、対格目的語における「具体的名詞→代名詞→ゼロ(ないし補文形式)」といった歴史的推移の方が、habenの「本動詞→助動詞」の機能的変化にとっては重要であろう。またDisterheft(1990)を手掛かりにすれば、言語変化が世代間コミュニケーションの阻害を招かないのは、年輩者の言語を規範的に捉える「仮説的推論」への圧力が徐々になくなり、そのことでゆるやかな変化が進行する、Andersen(1973)の「適合的変化」のためとされる。しかし完了時制の生成など、言語形式の再分析による変化は、これとは別のタイプの変化と見ることもできよう。機能動詞構造については、主として文法的機能を担う「機能動詞」と、文末に位置する動詞的名詞を含む前置詞句、あるいは動作名詞単独の対格目的語の組み合わせによって成る。文末の要素は、文法的に見れば、助動詞と結合する不定詞あるいは分離前綴りと統語的に平行する。また機能動詞構造全体として受動的意味を持ったり、起動相など様々なアスペクト的意味を担う。さらにHelbig(1979)の言うように、「題目+解説」という情報伝達上の機能的分節にも寄与する。つまり機能動詞構造は、単なる単一の動詞の「拡張形」、すなわち言い換えではなく、多様なコミュニケーション上の機能を果たしえる独自の形式として位置づけられる。よって、初期新高ドイツ語などにもすでに同種の構文は散見される。本年度は,「語彙的意味を失い機能的意味を持つようになった動詞」(第2番目の位置)と「動詞的意味を担う名詞句」(文末)との組み合わせの観点からドイツ語の助動詞構文の一つとも見做せる機能動詞構造を手掛かりに,機能論的類型論的立場からドイツ語と日本語の構文上の比較を行なった。そこでは機能動詞構造への変換に際し,ドイツ語の通常の動詞を用いた構文における副詞が,どのように文法的に扱われるかを問題とした。つまり,当該の機能動詞構造への変換時に,副詞の変換先である付加語的形容詞(動詞的名詞に対しての)が,文法的に出現を制限されていることに注目した。このことから,ドイツ語は構文類型論的に見ると,客観的な「事態核」(Polenz 1963)を中心とした構文であり,副詞の立場も構文論的に低いことがわかる。それに対し日本語においては,例えば様態副詞の典型としてオノマトペも多用される。また同時にこうしたオノマトペは,必ずしも十分には意味論的差別化がなされていない動詞の役割を,意味論的に補完している。つまり日本語では,構文類型論的に見て,副詞の立場は高い。
低温における損傷菌の回復及びその検出法の開発

種々の菌における高圧損傷菌の動態について調べた。その結果、高圧損傷した大腸菌及びサルモネラ属菌の標準寒天培地による検出の際には培養温度を25°C近傍にすることで検出菌数が最大となる一方、培養温度が上昇すると検出菌数が減少することを明らかにした。次に、高圧損傷した大腸菌及びサルモネラ属菌、リステリア菌について、液体培地中では増殖温度以下であっても損傷回復が起きるが、温度の上昇により損傷回復がより活発になることを明らかにした。本研究では殺菌処理により発生する損傷菌を考慮した衛生管理手法の提案を最終目的としており、平成27年度では損傷菌の増殖温度以下の低温域における損傷回復について研究を行った。代表的な食中毒菌であるサルモネラ属菌、リステリア菌を対象として、高圧損傷の低温における回復挙動を調べた。サルモネラ属菌の損傷回復は、増殖可能温度以下でも一部進行していくことが確認された。また、生菌数(非選択培地での検出数)の損傷回復による増加速度が温度の上昇と共に高くなったことから、損傷回復は温度による影響を大きく受けるものと考えられた。一方、このときの損傷回復では生菌数と同程度にまで健常菌数(選択培地での検出数)が増加することはなかった。そのため、サルモネラ属菌では一部の損傷菌は低温において回復できない損傷を持つものと考えられた。リステリア菌は増殖を行うことができる温度域でも、無栄養培地では損傷回復が大きく阻害された。一方、栄養培地では、0 °Cであっても損傷が回復し、サルモネラ属菌と異なり、健常菌への完全回復が示された。このとき、温度が上昇するほど損傷回復速度の増加が確認された。研究協力者から貸与される予定であった高圧処理装置について、装置の状態が著しく悪い状態であったため、移設について断念した。そのため、平成27年度の高圧処理装置を用いる研究については研究協力者の所属先である食品総合研究所に出向することで対応した。また、平成29年度に予定していた研究を前倒しで行い、実験条件の検討を行うことで研究の遅れを穴埋めするように対応した。しかしながら、平成27年度については予定外の出向先での実験のため、当初の予定よりやや遅れた結果となった。平成28年度については出向回数を増やし、研究の遅れを取り戻していく予定である。本研究では殺菌処理により発生する損傷菌を考慮した衛生管理手法の提案を最終目的としており、平成28年度では損傷菌の検出手法について研究を行った。代表的な食中毒菌であるサルモネラ属菌を対象とし、標準寒天培地による損傷菌の検出における適正培養温度を検討した。健常菌ではコロニー形成が可能な温度域であれば、検出までの培養時間は変化するが、検出数に違いは発生しなかった。一方、高圧損傷菌では検出までの培養時間の培養温度による影響は同様であったが、中温(25 °C)と高温(37 °C)では10倍以上の差が示され、培養温度の低下と共に検出菌数が大きくなった。また、ピルビン酸を添加した標準寒天培地では、培養温度に関わらず、検出菌数が無添加のものと比べ、増加した。抗酸化作用を持つピルビン酸は酸化反応による不活性化を軽減するため、検出菌数が増加できたものと考えられる。したがって、培養温度の低下による検出菌数の増加についても、酸化反応の速度が温度の低下と共に遅くなったためだと考えられる。また、25 °C程度の中温では損傷菌の検出数ができるが、前述したように検出までの培養時間が増加する短所がある。そこで、中温と高温での2段階培養による損傷菌の検出について検討を行った。その結果、短時間の中温培養を行った上で高温培養へ移行することで、検出までの培養時間を長期化させることなく、高温培養に比べ、損傷菌の検出数を増やせることを明らかにした。一方で、中温培養による検出数は2段階培養よりも依然多いため、検出能としては現状の2段階培養では不十分であると考えられる。そのため、今後、2段階培養の条件についてより詳細に検討を行っていく必要があるものと思われる。平成28年度では、平成27年度に引き続き、研究協力者の所属先である農研機構食品研究部門(旧名:食品総合研究所)に出向し、実験を行った。このとき、研究計画書に記載した損傷回復時に高圧損傷菌より分泌される代謝物質による損傷菌の検出について検証を行ったが、検出数の増加は僅かなものであった。また、処理圧力を高め、損傷を大きくした場合では、逆に損傷菌の検出数が減った。一方、同時に行っていた低温培養による損傷菌の検出が良好な結果となったため、損傷菌の検出については低温培養による手法に切り替えた。また、平成29年度に行う予定の「他の殺菌処理で発生する損傷菌への損傷菌検出技術の適用」について、本年度より着手し、熱処理および次亜塩素酸ナトリウム処理による損傷菌調整条件を検討し、次年度の実験を円滑に進めることができるように備えた。本研究では殺菌処理により発生する損傷菌を考慮した衛生管理手法の提案を最終目的としており、平成29年度では熱損傷菌と高圧損傷菌の動態の違いについて研究を行った。大腸菌を対象とし、熱処理および高圧処理により損傷菌をそれぞれ調製し、液体培地および平板培地での培養を行った。なお、液体培地にはTSB、平板培地には標準寒天培地を用いた。

液体培地における培養では、高圧損傷菌は増殖可能温度以下(5 °C以下)でも損傷回復が一部進行し、菌数が増加していくことが前年度までの報告と同様に確認された。また、増殖可能温度域では、損傷回復による菌数増加と共に誘導期の延長が示されるものの、健常菌と同様に増殖による菌数増加を示した。一方、熱損傷菌は培養温度に関わらず菌数が減少し、低温下(15 °C以下)では最終的には完全に死滅することを確認した。25 °C以上の培養では、一時的な菌数減少が示されるものの、一定時間経過後、健常菌と同様に増殖による菌数増加を示した。平板培地塗抹培養では、高圧損傷菌が培養温度の低下と共に検出数が増加するのに対し、熱損傷菌は培養温度の上昇と共に検出数が増加した。以上のように、同一の菌種であっても損傷が発生する機序により損傷菌の動態が大きく異なることを実験的に明らかにした。従来の食品の殺菌工程では熱処理が主流であるものの、殺菌工程に高圧処理を採用した高圧加工食品の販売が増えつつある現状を鑑みると、本研究成果は食品衛生管理の高度化を目指す上で欠かすことのできないデータであると思われる。種々の菌における高圧損傷菌の動態について調べた。その結果、高圧損傷した大腸菌及びサルモネラ属菌の標準寒天培地による検出の際には培養温度を25°C近傍にすることで検出菌数が最大となる一方、培養温度が上昇すると検出菌数が減少することを明らかにした。次に、高圧損傷した大腸菌及びサルモネラ属菌、リステリア菌について、液体培地中では増殖温度以下であっても損傷回復が起きるが、温度の上昇により損傷回復がより活発になることを明らかにした。平成28年度については、平成27年度と同様に食品総合研究所へ出向し、研究を遂行していく。研究内容については、平成28年度に遂行を予定する「損傷菌の検出を目的とした平板培地培養法の開発」を行うと共に、平成27年度における「低温における食品危害菌の損傷回復の検討」についても並行的に遂行し、平成27年度の不足分について補えるように注力していく。また、平成29年度に予定している研究についても前倒しで行い、研究の遅れを穴埋めするように対応する。平成29年度については、平成28年度と同様に農研機構食品研究部門へ出向し、研究を遂行していく。研究内容については、平成29年度に遂行を予定する「他の殺菌処理で発生する損傷菌への損傷菌検出技術の適用」を主に行い、「損傷菌の検出を目的とした平板培地培養法の開発」、「低温における食品危害菌の損傷回復の検討」についても並行的に遂行していく。微生物制御
最隔離大洋島ハワイにおける生物多様性創出・維持機構の解明

2018年7月13日から7月23日の間に、ハワイ諸島のオアフ島、マウイ島、カウアイ島を訪れ、多様な環境で適応進化して生育しているハワイフトモモの生育地調査を行うともに、予備的サンプリングを行った。この調査では、現地の研究者とのネットワークを確立し、後に行う詳細な試料採集と解析に適している調査地の絞り込みを行った。予備調査に基づき、2018年10月20日から10月28日の間には、7月に行った予備調査の結果をもとに、オアフ島に滞在し、集中的な試料採集と形態測定を行った。オワフ島では、現地の行政機関(DOFAW)から許可を得て、島南部のコオラウ山地と、島北部のカアラ山において、複数の標高で調査地を設定し、それぞれ20個体のハワイフトモモ解析試料をサンプリングし、形質解析や遺伝解析を行った。形質解析では、葉の大きさ、厚さ、重量などの基本的な形質の解析がすでに終了しており、次年度のサンプルが揃い次第、化学分析にも着手する予定である。3年目となる2019年度に、データセットが完成する予定である。遺伝解析では、形質解析に用いた個体の一部について全ゲノム解読を行った。ゲノムレベルの遺伝情報をもとに、集団遺伝構造の解析や、コアレセンス理論に基づいた過去数百万年に及ぶ個体群動態の推定を行った。その結果、ハワイ諸島を構成する各島の歴史や、島内の異なった環境に生育する集団が、それぞれ異なった集団動態を経てきたことが明らかになった。当初計画どおり、調査地の選定、解析試料の採集、試料の形態測定、ゲノム解析が進捗している。当初予定はハワイ諸島から5島を選定し、採集する予定であったが、一つの島内におけるハワイフトモモの形質変化が予想以上に大きく、多様な形質の試料を採集可能であることが判明したため、4島からの採集に変更し、一つの島あたりより詳細な解析を進める。当初想定していた解析試料数は減少させない。2017年6月26日から8月10日にハワイ島に滞在し、ハワイフトモモの分布域を網羅するように、様々な環境をもつ24箇所に研究調査地点を設置した。また、これらの地点には、ハワイ島に生育することが知られている全ての変種が生育している。それぞれの研究調査地点において約40個体、総計927個体から、形質測定とゲノム解読に用いる葉サンプルを採集した。形質測定の対象とした形質は、葉の厚さ、トライコーム量、含水率、葉面積、窒素濃度、炭素濃度、同位体比等である。研究分担者が以前より測定を行っていたハワイフトモモのサンプルも含めると、総計約2000個体に関する形質データが揃い、ハワイ島全島レベルの形質多様性が解析できるようになった。これらの解析により、気温や降水量、土壌年代が形質に強い影響を及ぼす一方、集団の多様性は、環境の不均一性や環境要因による選択圧の強さによって説明できることが明らかになった。またゲノム解析については、ハワイ大学ヒロ校の分子生物学実験室を借りてDNA抽出を行い、DNAを日本に持ち帰った。帰国後、形質の多様性を考慮して、持ち帰ったDNAサンプルから40サンプルを選定し、全ゲノム配列の解読を行った。ゲノム解読の結果、1サンプルあたり平均13Gbの塩基配列情報を得た。また、昨年度に解読した30個体の全ゲノム配列を用いて集団遺伝学的解析を進め、集団遺伝構造や遺伝的多様性について解析するとともに、コアレセント理論に基づいて、過去数百万年に及ぶ個体群動態を異なった形質を持つハワイフトモモを対象に推定した。解析試料採集、形質測定、ゲノム解読ともに予定通り進行している。当初の予定通り野外調査及び解析をすすめる。

当初予定はハワイ諸島から5島を選定し、採集する予定であったが、一つの島内におけるハワイフトモモの形質変化が予想以上に大きく、多様な形質の試料を採集可能であることが判明したため、4島からの採集に変更し、一つの島あたりより詳細な解析を進める。当初想定していた解析試料数は減少させない。
高炉水砕スラグの潜在水硬性を活用した新しい耐震構造物の設計法の開発

未硬化および硬化途中にある高炉水砕スラグの液状化特性を把握するために繰返し三軸試験を行い、液状化強度特性について調べた。さらに、高炉水砕スラグの持つ軽量性および高強度を用い、擁壁や岸壁の裏込め材料として用いる際の静的および地震時土圧を調べるために土槽実験を行い、自然砂との比較・検討を行った。その結果、次のことが明らかになった。(1)未硬化状態にある高炉水砕スラグの繰返しせん断強度比は豊浦砂より大きい。その理由の一つとして高炉水砕スラグのインターロッキング効果がある。(2)高炉水砕スラグを高温アルカリ養生水中にて養生すると、高炉水砕スラグが有する潜在水硬性によって、養生期間とともに静的および液状化強度は増加する。(3)養生した高炉水砕スラグの繰返しせん断強度比R_<20>と一軸圧縮強度の間には、比例関係がみられ、この関係は潜在水硬性の発現によって影響されない。このような関係を利用することにより、高炉水砕スラグの一軸圧縮強度から繰返し強度R_<20>を予測することが可能で、港湾工事等に高炉水砕スラグを用いた場合において、一軸圧縮試験により液状化強度の予測・判定が簡易に行える。(4)液状化が生じないような下限の一軸圧縮強度が存在する。(5)高炉水砕スラグは粒子内部に含まれる気泡のために、単位体積重量が小さく、結果として主働土圧は豊浦砂に比べて小さくなる。(6)主働土圧合力は壁変位の繰返し回数の増加とともに、高炉水砕スラグ、豊浦砂いずれにおいても減少する。また受動側においては土圧合力は変位サイクルとともに増加する。(7)高炉水砕スラグ、豊浦砂において、土圧合力と壁摩擦は、静的状態、地震時いずれにおいても相対密度とともに増加する。1.高炉水砕スラグの固結メカニズムと固結条件に関する室内試験高炉水砕スラグを飽和条件にて養生し、経時的に間隙水の水質(pH,Ca^<2+>,SiO_4^<2->,Al^<3+>濃度(mg/l)等)を測定した。測定にあたっては養生水を0.45μmのフィルターを用いて固形分を除去した溶液について,Ca^<2+>はフレーム原子吸光法,Si,Al^<3+>はICP発光分光分析法で測定した.その結果、固液比が小さいほど,温度が高いほど,また粒径が小さいほど早期に間隙水のイオン濃度が上昇し,水和物の生成を促進することがわかった。2.固結後の力学特性の把握(1)固結した高炉水砕スラグの液状化試験試料として、高炉水砕スラグ、また比較のため玄海産の海砂および豊浦標準砂を用い、繰返し載荷は三軸圧縮試験、静的三軸圧縮試験(CD)を行った。供試体は、直径5cm、高さ10cmで相対密度Dr=50%(Loose)およびDr=80%(Dense)とし、養生は高温アルカリ水(水酸化カルシウム添加,pH≒12,水温約80°C)で行った。その結果、1)潜在水硬性の発現に伴い、動的強度は増加し、相対密度が高い方が潜在水硬性の発現が早期に見られる。2)0.10.3Hzの載荷周期では、未硬化高炉水砕スラグの液状化強度への影響がない。3)未硬化の高炉水砕スラグの液状化強度は、初期拘束圧に依存しない。ことがわかった。

(2)固結した高炉水砕スラグの土圧試験未硬化状態の高炉水砕スラグについて、相対密度を14%、25%、55%として静的土圧を測定し、豊浦砂についての結果と比較した。その結果、未硬化状態においても、豊浦砂とは異なる土圧特性を示すことがわかった。平成16年度からの継続研究として、高炉水砕スラグの効果に伴う液状化特性への影響を調べるとともに、下端を中心に傾斜可能で且つ土圧を計測できる壁を有する土圧計測砂箱を用い、水砕スラグを充填したモデル供試体により土圧特性を調べた。1.固結した高炉水砕スラグの液状化試験未硬化の状態の高炉水砕スラグの液状化特性を把握するために周波数、初期拘束圧など、条件を変えて繰返し三軸試験を行い、液状化強度特性について調べた。また、高温アルカリ水にて養生した供試体についても実験を行い、静的強度特性との関係についても調べた。その結果、次のことが明らかになった。1)潜在水硬性の発現に伴い、動的強度は増加し、相対密度が高い方が潜在水硬性の発現が早期に見られる。2)0.10.3Hzの載荷周期では、未硬化高炉水砕スラグの液状化強度への影響がない。3)未硬化の高炉水砕スラグの液状化強度は、初期拘束圧に依存しない。2.未硬化高炉水砕スラグの静的土圧および地震時土圧未硬化高炉水砕スラグを擁壁や岸壁の裏込め材料として用いる際に作用する静的および地震時土圧を調べるために土槽実験を行い、豊浦砂との比較・検討を行った結果、次のことが明らかになった。(1)高炉水砕スラグが持つ軽量性・高強度のため、豊浦砂に比べて小さい土圧が得られた。(2)高炉水砕スラグ、豊浦砂ともに、変位サイクルが増すに従って、土圧合力は、主働状態では小さくなり受働状態では大きくなる。これは、可動壁の変位サイクルによって壁近傍の粒子が次第に締め固められるためと考えられる。(3)高炉水砕スラグの相対密度が増加することにより、静的および地震時の土圧合力、壁面摩擦力および水平土圧は大きくなる。