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東アジア諸国における農村アメニティ論の比較研究

農村アメニティ性は、生活環境施設、社会関係資本、環境・景観資源の融合と定義するが、その維持・向上という課題は、東アジア諸国に共通する。そこで、4ヵ国を横断的に比較検討したうえで、各国において調査研究を行った。各国ともにアメニティ整備を実施した地区では、都市からの来訪客を受け入れ、活性化している。とくに住民主体の取り組みは、整備に有効である。アメニティ性の評価として個人属性の影響を調査・分析したところ、重視するアメニティ項目と個人属性とに関係性が見られた。農村アメニティ性について、本研究では生活環境施設、社会関係資本、および環境・景観資源の融合されたものと定義するが、農村アメニティ性の維持・向上という課題は、東アジア諸国に共通するものである。研究の最終年度である平成24年度には、これら研究目的に即して、国内の各地方別・国外の3ヵ国別に文献収集・解読・考察を行い、国内外にて現地調査を行った。諸外国の事業については、韓国については山路・中嶋が同時期に、台湾については九鬼・山路が個別に訪問調査を行った。国内での調査研究については、中嶋が日本の農地をめぐる法制度を経済発展と農村計画の観点から検討し、日韓の共同研究会で発表・討議した。守田は、日本人および外国人を対象として,個人属性(年齢,性別,居住地,国籍)による農村アメニティ評価の差異に関するアンケート調査を行った。この結果は、国内の学会で報告しさらに内容を深めているところである。国外での調査研究については、山路・中嶋が韓国農村振興庁での研究会に出席するとともに、忠清南道農村のアメニティ整備事業の調査を行った。ここでは地域の自然資源・文化資源を生かしながら、さらなるアメニティ整備を行うことで、都市からの来訪客を大量に受け入れ、韓国の先進地区となっている。また、九鬼は台湾でのアメニティ整備について調査研究を行った。台湾では2010年8月に農村再生条例が施行され、社区(集落)単位で農村再生計画を作ることにより社区の環境改善や文化の保存と活用、生態の保育といった住民主体の取り組みが図られる仕組みが整えられた。そこでその進捗状況を把握するとともに、最も計画の認定数が多い苗栗県を取り上げ、計画の内容を分析してアメニティ向上のためにどのような整備が志向されているのかを考察した。以上の調査結果をもとに、各国での農村アメニティ論・アメニティ整備状況を整理・考察した。研究の初年度である平成23年度は、5つの研究目的のうち、1)農村アメニティ性の主体、2)農村アメニティ性の要素、3)農村アメニティの体系化に、国内の各地方別、国外の3ヵ国別に文献収集および解読・考察を行った。諸外国の事業については、文献調査に加え現地での調査およびヒアリングが不可欠であるため、韓国については研究代表者が、中国については全員が同時期に訪問調査を行った。すなわち、2011年12月に山路がソウル大学を訪問し、研究会に出席しながら韓国およびアジア太平洋諸国の文化的景観について横断的に比較検討した。また同じ12月に、研究代表者・分担者全員が中国を訪問し、一般農村の農村生活施設と農家民宿事例、観光農村の景観の統一と伝統文化保全、都市近郊での集落移転を含む大規模開発を事例にアメニティ性を考察し、中国文化大学で研究交流会を開催し意見交換を行った。以上に加え、2011年9月に開催された国際農業工学会に合わせて4ヵ国を横断的に比較検討するシンポジウムを開催し、各国の事情と重点課題を整理した。また11月には農村計画学会秋期大会に合わせて日韓シンポジウムを開催し、日韓の農村における防災計画と復興計画について、比較検討を行った。研究実績に示したとおり、中国については中国の農村計画およびアメニティ性について具体的事例を通じ、調査を進め考察を深めることができた。しかし、韓国および台湾については、若干の事例は収集したものの、農村計画およびアメニティ保全についての理解がいまだ十分ではない。以上を勘案して、(2)おおむね順調に進展していると自己評価する。2年目であり最終年度である平成24年度には、初年度の重点であった1)農村アメニティ性の主体、2)農村アメニティ性の要素、3)農村アメニティの体系化に加え、4)農村振興計画との関係解明、5)具体的な地区における計画立案を推進する。その推進のための具体的事例調査として、24年度は台湾あるいは韓国での全員での現地調査を実施する。さらに可能であれば、現地で各国比較のシンポジウムを開催する。上記目的のための主たる経費は、台湾あるいは韓国における全員での現地調査旅費である。また、年度当初および年度末に研究打合せ会議を開催するため、国内旅費を予定している。
金属単結晶電極におけるジメチルエーテルの電気化学的酸化反応機構の解明

白金電極におけるジメチルエーテル(DME)の電気化学的酸化反応の反応機構と反応速度論の解明を目指し研究を展開してきた.伝統的な電気化学的測定手法の他に,その場赤外反射分光及び電気化学走査型トンネル顕微鏡(EC-STM)法も用いて詳しく調べてきた.DMEの電気化学的酸化活性は,電極の表面構造に大きく依存し,Pt(100)表面は最も高い活性を示した.高電位側において,特に(100)テラスにDMEがメトキシ中間体を経由し,CO_2まで酸化された.一方,低電位側において,DMEは,(CH_3OCH_2)_<ad>と(CO)_<ad>に順次に分解した反応パースを取った.時間分解赤外分光測定により,この反応の速度論と反応機構について初めて定量的に議論できた.白金電極におけるジメチルエーテル(DME)の電気化学的酸化反応の反応機構と反応速度論の解明を目指し研究を展開してきた.伝統的な電気化学的測定手法の他に,その場赤外反射分光及び電気化学走査型トンネル顕微鏡(EC-STM)法も用いて詳しく調べてきた.DMEの電気化学的酸化活性は,電極の表面構造に大きく依存し,Pt(100)表面は最も高い活性を示した.高電位側において,特に(100)テラスにDMEがメトキシ中間体を経由し,CO_2まで酸化された.一方,低電位側において,DMEは,(CH_3OCH_2)_<ad>と(CO)_<ad>に順次に分解した反応パースを取った.時間分解赤外分光測定により,この反応の速度論と反応機構について初めて定量的に議論できた.平成19年度において、研究提案し従い、白金単結晶電極におけるジメチルエーテル(DME)の電気化学的酸化反応機構の解明に関する研究をはじめた。白金単結晶低指数面であるPt(111)、Pt(100)とPt(110)及びいくつかの高指数面Pt(hkl)の電極表面において、DMEの電気化学的酸化活性について調べた結果、白金単結晶電極の表面構造に大きく依存していることが分かった。特に(100)のテラスをもつ白金単結晶電極において、DMEの電気化学的酸化反応において、大きな触媒活性を示すことを見出した。その最新結果を速報としてJ. Phys. Chem. Cに投稿し、公表した。今年度において、より重点的にPt(111)電極におけるDMEの電気化学的酸化過程に対する電解質溶液、電極電位、電位走査速度およびDME濃度についてより詳細に測定・検討し、フールペーパーとしてまとめてJ. Electroanal. Chem.に投稿し、受理された。いま現在、同じことについて、Pt(100)および他の高指数面についても詳細に検討している最中であり、来年度においてフールペーパーとして完成したいと計画している。これと並行し、白金多結晶電極表面におけるDMEの電気化学的酸化過程について、その場赤外分光法により追跡し、DME酸化過程における反応中間体である(CH_3OCH_2)_adを初めて同定でき、また安定中間体のCOとの変換過程の追跡にも成功した。その結果の一部を国際電気化学会誌のElectrochim. Actaに投稿し、受理された。今、白金単結晶表面でのその場赤外分光測定および電気化学走査型トンネル顕微鏡(EC-STM)測定にも着手し、電極表面構造と反応機構・反応性の関係解明を目指したいと研究を進めている。平成20年度において,当初の研究提案に従い,白金単結晶および多結晶電極におけるジメチルエーテル(DME)の電気化学的酸化反応機構の解明を研究し続けてきた.白金単結晶低指数面及びいくつかの高指数面電極表面において, DMEの電気化学的酸化活性について調べた結果,白金単結晶電極の表面構造に大きく依存していることが分かった.Pt(111)電極についての結果をまとめてフールペーパーとして投稿掲載された.さらに, Pt(100)及び(100)のテラスをもつ白金単結晶電極におけるDMEの電気化学的酸化反応の電極触媒活性について解析を進めている.電気化学測定に加え,その場赤外分光法での計測により, DME酸化反応の触媒活性について調べ,反応中間体として(CH_30CH_2)_adと(CO)_adの他に,生成物としてCO_2が確認できた.現在, Pt(100)に関連する実験結果をまとめ,最終年度の早々に投稿する予定.これと並行し,白金多結晶電極表面におけるDMEの電気化学的酸化過程について,その場赤外分光法により追跡し, DME酸化過程の中間体同定及びその速度論を調べている. Pt(100)電極と同じような反応中間体(CH_30CH_2)_adと(CO)_adを赤外分光法で観測されたと同時に,各中間体の速度論的な挙動について詳細に議論ができた.その結果の一部をElectrochim. Actaに掲載された.さらにに,時間分解赤外測定によるDME分解反応の速度論解析の結果についての結果をまとめ,投稿した.循環セルによるその場赤外分光測定の改良や,金属ナノ粒子の修飾効果, EC-STMによる電極表面構造解析も行い,電極表面構造とDMEの反応機構・反応性の関係解明を目指し研究を進めてきた.平成21年度において,本基盤研究(B)の最終年度として,白金電極におけるジメチルエーテル(DME)の電気化学的酸化反応の反応機構に関する研究成果の総仕上げを重点的に行ってきた.これまでに種々の白金単結晶低指数面及び高指数面電極表面において,DMEの電気化学的酸化活性について調べた結果,電極の表面構造に大きく依存することが分かった.

その中で,Pt(111)電極に関する研究成果を速報とフールペーパーを一報ずつ投稿した.今年度において,Pt(100)とPt(110)及び(100)のテラスをもつ白金単結晶面電極におけるDMEの電気化学的酸化反応の電極触媒活性について解析を進めると同時に,その場赤外反射分光法によりDME酸化反応の触媒活性についても詳しく検討した.特に低電位側におけるDME酸化反応の最初ステップとして,(CH_3OCH_2)_<ad>と(CO)_<ad>といった中間体を確認した.これらの結果を詳しく検討し,J.Electroanal.Chem.にフールペーパーとして投稿し,受理・掲載された.また,時間分解赤外分光法により,DMEの電気化学的酸化過程の中間体の時間変化について,白金多結晶電極をもってその場追跡した.DME酸化反応の速度論の角度から,その反応機構の解析を試みた.電気化学的と赤外分光測定結果に基づき,各中間体の速度論的な挙動について詳しく解析し,DME電気化学酸化の速度論と反応機構について初めて定量的に議論した.その結果をJ.Electrochem.Soc.にフールペーパーとして投稿し,受理・掲載された.電気化学走査型プローブ顕微鏡の測定を継続し,電極表面構造と反応性の関係の解明も進めている.また,電極触媒活性を上げるために,金属ナノ粒子や溶液pHの検討も進めている.三年間の基盤研究を通じて,これまでに国際学術誌に論文を5報発表しており,DME電気化学酸化反応の研究について大きなインパクトを与え,当初の研究目的にほぼ達成されているものと考える.今後,国際学会発表を含め,これらの研究成果を燃料電池の触媒開発に応用できるように努力していきたい.
受容体型チロシンキナーゼROR1による癌化機構解明とその治療応用

ROR1の発現調節について検討し、腫瘍細胞におけるROR1発現に、MYBが強く関わることが明らかとなった。また、ROR1を癌関連抗原として、免疫療法の確立を目指し、人工抗原提示細胞の作製し、ROR1及び、HLA-A24分子の遺伝子導入し、これを用いてT細胞をin vitroにて培養した所、T細胞の増殖が得られ、このT細胞において、ROR1遺伝子導入細胞に対しての細胞障害活性が認められた。造血器腫瘍の各種臨床検体を用いて、抗ROR1モノクローナル抗体によるフローサイトメトリーにより、ROR1の発現を検討した結果、慢性リンパ性白血病細胞のみならず、マントル細胞リンパ腫、バーキットリンパ腫、T細胞性前リンパ球性白血病患者検体等でもROR1の発現が認められた。一方正常リンパ球にはROR1発現が認められず、ROR1の発現誘導がこれらの腫瘍の癌化と関与する可能性が考えられる。この発現誘導のメカニズムの解明の為、ROR1の転写調整について、レポーターアッセイにより検討した結果、転写直上にプロモーター活性があり、ROR1陽性のみならず、陰性細胞株においてもactiveに機能することが判明した。よって、ROR1の腫瘍に特異的な発現は他の部位から調節を受けていると考え、現在更なる解析を施行中である。ROR1と結合する蛋白を解析する為、抗ROR1モノクローナル抗体を用いて、免疫沈降行ったところ、非特異的な蛋白の共沈降も認められた為、特異性を増す為、flag tag付きのROR1をROR1陽性細胞株にレトロウイルスベクターを用いて、遺伝子導入を行った。この細胞株を用いて、抗flag抗体と抗ROR1抗体の2段階の選択を行うことにより、ROR1結合蛋白の同定を行う予定である。また、ROR1を癌関連抗原として、免疫療法の確立を目指し、K562細胞株を用いた、人工抗原提示細胞の作製を行った。今後ROR1及び、HLA-A分子の遺伝子導入、これを用いてT細胞をin vitroにて活性化し、抗ROR1特異的CTLの誘導を検討する。造血器腫瘍の各種臨床検体等ではROR1の発現が認められる一方、正常リンパ球にはROR1発現が認められず、ROR1の発現誘導がこれらの腫瘍の癌化と関与する可能性が考えられる。そこで240kbにわたるイントロン1に注目し、転写調節領域の存在を検討した。BLASTにて検討すると、ラットとヒトROR1に非常に保存された領域が19箇所見つかり、それらの転写における影響を検討した所、4カ所においてはROR1陽性、陰性細胞ともに、エンハンサーとして働き、2カ所においては陽性細胞のみに、エンハンサーとして機能することが判明した。このエンハンサーへの転写因子への結合など検討予定である。ROR1と結合する蛋白を解析する為、flag tag付きのROR1を細胞株にレトロウイルスベクターを用いて、遺伝子導入を行った。この細胞株を用いて、抗flag抗体とflagペプチド、抗ROR1抗体の2段階の選択を行うことにより、ROR1に加え、いくつかの蛋白の共沈降が認められ、このROR1結合蛋白の同定を施行中である。ここにROR1及び、HLA-A分子の遺伝子導入し、これを用いてT細胞をin vitroにて培養した所、T細胞の増殖が得られ、このT細胞において、ROR1遺伝子導入細胞に対しての細胞障害活性が認められた。現在更なる検討中である。この発現誘導のメカニズムの解明の為、ROR1の転写調整について、詳細に検討した結果、240kbにわたるイントロン1に、複数の転写調節領域が存在することが明らかとなった。その一カ所はROR1陽性細胞特異的に、エンハンサーとして機能し、その塩基配列より、癌原遺伝子であるMYBの結合配列が含まれることが明らかとなった。実際、EMSA方によりそのエンハンサー領域に複数の転写結合しうることが明らかとなった。MYBのtag付き発現ベクターを使ったsupershift assayにより、同部位へのMYBの結合が示唆された。ROR1陰性細胞へのMYB発現ベクターの導入や、ROR1陽性細胞へのMYB shRNAの導入により、ROR1の発現は変化し、腫瘍細胞におけるROR1発現に、MYBが強く関わることが明らかとなった。

ここにROR1及び、HLA-A24分子の遺伝子導入し、これを用いてT細胞をin vitroにて培養した所、T細胞の増殖が得られ、このT細胞において、ROR1遺伝子導入細胞に対しての細胞障害活性が認められた。また、HLA-A24のみ発現させた人工抗原提示細胞に、ROR1由来のペプチドをパルス後、T細胞と共培養することによって、T細胞の増殖が見られ、この得られたT細胞を限界希釈し、更なる検討を加えている。ROR1陽性CLL細胞を用いて、免疫調節因子の発現機能解析を行い、CD40シグナルにより、共刺激因子であるCD137の発現が誘導されることを明らかとした(PLOS ONE印刷中)ROR1の転写調節、免疫学的治療応用への研究は進んでいる。24年度が最終年度であるため、記入しない。今までの結果を元に、更なる研究発展を目指し、研究を行う。
非共有性相互作用基で配位空間を自在制御した酸素-金属錯体の創製

生体内に存在するメタンモノオキシゲナーゼやヘムエリスリンは活性中心に二核の鉄を有しており、その機能発現にはパーオキソ種が重要な役割を担っている。これまでにヘムエリスリンモデルとして幾つかの二核鉄-酸素錯体が合成され、酸素の可逆的脱着のできるものとできないものがあるが、大きく3つの結晶構造および分光学的キャラクタリゼーションが報告されている。しかし、いずれもの酸素の鉄への配位様式はFe-O-O-Fe二面角が0から90°の間にあり、cis-μ-1,2-パーオキソ型であった。本研究では、メタンモノオキシゲナーゼに見られる、二核鉄に酸素が配位した中間体Compound PやCompound Qとして予想されている配位様式について焦点をあてた。特に、二核鉄型メタンモノオキシゲナーゼにおける中間体として提唱されているP中間体といわれるものがtrans-μ-1,2-パーオキソだと考えられている。そこで本研究では、これら二核鉄含有酵素・蛋白質における酸素付加体の生成反応メカニズムの解明を目的として、このP中間体構造と考えられる二核鉄-酸素錯体の合成を目指した。本研究で用いた配位子は、鉄に対してさまざまな配位形式を形成可能な三座配位子cis,cis-1,3,5-triaminocyclohexane(TACH)誘導体で、非常に構造制御し易い固い配位子構造を有している、この配位子を用いて、シスおよびトランス型の二核鉄酸素錯体の合成に成功し、そのキャラクタリゼーションを行った。また更に、トランス体からシスへの変換にも成功した。
炎症性サイトカイン・IL-8によるサイトメガロウイルスの複製増強に関する分子機構

当該研究期間内の研究成果としては、研究実施計画のうちの特に"サイトメガロウイルス(CMV)感染によるIL-8産生能の解析"に関する研究において以下の成績が得られた。線維芽細胞、末梢血リンパ球およびマクロファージ様細胞株.THP-1において、CMV感染により有意にIL-8が産生されたが、不活化CMVでは産生されなかった。以後、THP-1細胞を用いIL-8産生能の解析を行った。Northern blot解析により、IL-8mRNAの発現は少なくとも感染後30分には認められ、転写は感染の極初期に起きる事が明かとなった。IL-8遺伝子上流域(-546-+44)を有するルシフェラーゼ発現ベクターを用いる一時発現系によりルシフェラーゼ活性の誘導を測定し、CMV感染に応答するIL-8遺伝子上のenhancer regionを検索した所、AP-1およびNF-kB認識配列の両方が関与している事が示された。さらにCMV感染THP-1細胞より得た核内抽出タンパク質と^<32>P標識合成オリゴマープローブを用いたゲルシフトアッセイから、CMV感染によりAP-1およびNF-kB部位に特異的に結合する核内タンパク因子の産生・増強が認められた。以上の事より、CMV感染によるIL-8産生の機序は、少なくとも転写因子の活性化がそのトリガーとして重要である事が示された。さらに、CMVは炎症反応のmodulatorとしても大事な役割を演じる可能性が示唆された。これらの成果は、第10,11回ヘルペスウイルス研究会、第43,44回日本ウイルス学会総会および6th international cytomegalovirus workshop(Alabama、1997)において発表された。尚、論文は現在投稿中である。今後の研究の展開としては、IL-8産生および遺伝子発現にCMV遺伝子のどの部位が関与しているかを明かにしていく。CMVの前初期遺伝子(IE-1,IE-2)領域を含むプラスミドによるトランスフェクタントからRNAを得、Northern blot等によりIL-8mRNA発現検索によりCMVの関与遺伝子を調べる予定である。今年度の研究実績は、特に研究実施計画のうちの一つ"CMV感染によるIL-8産生能の検索"に関する研究において以下の成績が得られた。CMV許容細胞である線維芽細胞、非許容細胞の末梢血リンパ球およびマクロファージ様細胞株・THP-1等の各種細胞を用い、LPSを対照としてCMVの感染によりIL-8が産生されるか否かを検索した。まずELISA法によるタンパクレベルでの検討では、いずれの細胞においても感染後の時間および感染ウイルス量に依存して有意な量のIL-8が産生されたが、不活化CMVでは産生されなかった。タンパク合成阻害剤であるサイクロヘキシミド存在下では、LPS刺激・CMV感染いずれにおいても産生されなかった。またNorthern blot解析により、IL-8mRNAの転写は少なくとも感染後2時間以内に起きる事が確認された。さらにCMV感染は、THP-1細胞表面にLPSリセプターとして知られるCD14抗原を誘導することが新たな知見として明らかとなった。これらの知見は、第10回ヘルペスウイルス研究会、第43回日本ウイルス学会総会およびThe fifth international cytomegalovirus conference(Stokholm)において発表された。尚、論文は現在投稿準備中である。

今後の研究の展開としては、CMVの感染シグナルがIL-8遺伝子のどの部位を活性化するのかについて明らかにしていく。具体的には、IL-8遺伝子の種々の断片をレポータープラスミドにクローニングし一時発現系にトランスフェクション後CMVを感染させ、一定時間培養後の活性化遺伝子部位をルシフェラーゼ測定系により検索する。今年度の研究実績は、研究実施計画のうちの特に"サイトメガロウイルス(CMV)感染によるIL-8産生能の解析"に関する研究において、CMVの感染シグナルがIL-8遺伝子のどの部位を活性化するかについて検討し以下の成績が得られた。CMV感染THP-1細胞へのIL-8mRNAの発現についてNorthern blot法により検索した所、少なくとも感染後30分には発現が認められ、転写は感染の極初期に起きる事が明かとなった。IL-8遺伝子上流域(-546-+44)を有するルシフェラーゼ発現ベクターを用いる一時発現系により、ルシフェラーゼ活性の誘導を測定し、CMV感染に応答するIL-8遺伝子上のenhancer regionを検索した所、AP-1およびNF-kB認識配列の両方が関与している事が示された。さらにCMV感染THP-1細胞より得た核内抽出タンパク質と^<32>P標識合成オリゴマープローブを用いたゲルシフトアッセイから、CMV感染によりAP-1およびNF-kB部位に特異的に結合する核内タンパク因子の産生・増強が認められた。この事は、IL-1やTNF刺激での報告と類似しており興味深い。これらの知見は、第11回ヘルペスウイルス研究会、第44回日本ウイルス学会総会および6th international cytomegalovirus workshop(Alabama)において発表された。尚、論文は現在投稿中である。今後の研究の展開としては、IL-8産生および遺伝子発現にCMV遺伝子のどの部位が関与しているかを明かにしていく。CMVの前初期遺伝子(IE-1,IE-2)領域を含むプラスミドによるトランスフェクタントからRNAを得、Northern blot等によりIL-8mRNA発現検索を行いCMVの関与遺伝子を調べる。
弾道電子放出顕微鏡による半導体/磁性体ヘテロ構造における磁気輸送機構の解明

本研究では,弾道電子放出顕微鏡及び分光法(BEEM/BEES法)を用いて半導体/磁性体表面ナノ構造におけるスピン依存のトンネル現象を微視的に解明することを目的とした.具体的な成果は次の通り.1.半導体層の形成からBEEM電極の形成,低温でのBEEM/BEES観測までを真空一貫で実現できる装置を開発した.2.半導体/磁性体表面ナノ構造の形成に関して(1)各種のGaAs(001)再構成表面上へのFe蒸着について調べた結果,4x6再構成表面上に於いて信頼性の高いショットキー障壁が得られることを見いだした。(2)閃亜鉛鉱型構造を有するMnAsとCrAsの形成と輸送特性の解明を目指して,GaAs(001)c(4x4)表面上での初期成長過程を検討し,特にMnAsに関しては,LEEDIV解析から表面構造モデルを提案した.(3)Fe_xSi_<1-x>磁性体表面ナノ構造の形成を目指して,Agにより終端して不活性化したSi(111)√<3>×√<3>-Ag表面を用いることにより,SiとFeとの反応性を制御することにより,サイズが10-20nmのFe_3Si磁性体ナノドットを形成できることを見いだし,さらに微傾斜基盤を用いることによりステップエッジに磁性体ドット列を形成することに成功した.3. GaAs(001)表面上に作成したFe磁性体層の厚さの異なるGaAs/Feショットキー障壁のBEES測定を行い,Fe層中でのエネルギーに依存する非弾性減衰長を観測し,その値が,1.52-2.74nmと従来の報告より長いことを見いだした.4. GaAs(001)c(4x4)表面が,単一の構造ではなく少なくとも2種類以上の異なる構造から構成されており,300°C近傍でも相転移することを見いだした.さらに,GaAsの低温成長やMnAs等の初期成長の挙動が,その影響を考慮することにより良く理解できることを明らかにした.本研究では,弾道電子放出顕微鏡及び分光法(BEEM/BEES法)を用いて半導体/磁性体表面ナノ構造におけるスピン依存のトンネル現象を微視的に解明することを目的とした.具体的な成果は次の通り.1.半導体層の形成からBEEM電極の形成,低温でのBEEM/BEES観測までを真空一貫で実現できる装置を開発した.2.半導体/磁性体表面ナノ構造の形成に関して(1)各種のGaAs(001)再構成表面上へのFe蒸着について調べた結果,4x6再構成表面上に於いて信頼性の高いショットキー障壁が得られることを見いだした。(2)閃亜鉛鉱型構造を有するMnAsとCrAsの形成と輸送特性の解明を目指して,GaAs(001)c(4x4)表面上での初期成長過程を検討し,特にMnAsに関しては,LEEDIV解析から表面構造モデルを提案した.(3)Fe_xSi_<1-x>磁性体表面ナノ構造の形成を目指して,Agにより終端して不活性化したSi(111)√<3>×√<3>-Ag表面を用いることにより,SiとFeとの反応性を制御することにより,サイズが10-20nmのFe_3Si磁性体ナノドットを形成できることを見いだし,さらに微傾斜基盤を用いることによりステップエッジに磁性体ドット列を形成することに成功した.3. GaAs(001)表面上に作成したFe磁性体層の厚さの異なるGaAs/Feショットキー障壁のBEES測定を行い,Fe層中でのエネルギーに依存する非弾性減衰長を観測し,その値が,1.52-2.74nmと従来の報告より長いことを見いだした.4. GaAs(001)c(4x4)表面が,単一の構造ではなく少なくとも2種類以上の異なる構造から構成されており,300°C近傍でも相転移することを見いだした.さらに,GaAsの低温成長やMnAs等の初期成長の挙動が,その影響を考慮することにより良く理解できることを明らかにした.本研究の初年度にあたる本年度は,BEEM測定装置の整備を進めると共に,BEEM測定用の強磁性金属/半導体接合の候補材料としてGaAs(001)表面上のNiAs型MnAs, zb型MnAs, zb型CrAsおよびFeを取り上げ,良好な膜質および界面特性を有する構造作製のための条件を検討し,以下の知見を得た。GaAs(001)表面上へのMnAsの成長では,RHEED観測からzb型構造のパターンが維持される膜厚は,1ML程度であり,成長時のAs圧が低いほど僅かに増加し,またGaAs表面上よりもInP表面上で僅かに増大する傾向があることを見いだした.さらに,MnとAsの交互供給時に観測されるRHEEDパターンの変化および走査トンネル顕微鏡による観測から,NiAs型のc軸が,GaAs(001)面の[1^^-10]方向と平行となる配置の成長とzb型を比較すると,GaAs表面上に形成された単1のMn層の原子配置のみを考慮する限り,両者は,同一であり,第2層目のAsが吸着するサイトの相違により,NiAs型とzb型の結晶構造が決定されると考えることにより,成長の振る舞いが定性的に理解できることを示した.また,GaAs(001)表面上のFe蒸着膜の形成に関しては,ショットキー特性の逆方向の漏れ電流の観点から検討を行った.

その結果Asリッチな2x4表面上への形成と比較し,Gaリッチな4x6表面上へ形成の場合の方が漏れ電流が少なく,10nmを越える領域からC-V測定とBEEM測定の両面で0.8-0.9eV程度のショットキー障壁を確認した.しかし,いずれにしても再現性に問題があり,スピン依存の伝導特性を調べる目的には,さらなる形成条件の最適化,あるいは,次年度に整備予定の試料冷却装置が不可欠なことが明らかとなった.低温におけるBEEM/BEES測定を実現するため,昨年に引き続き試料冷却装置の設計・作製を進めた.また,これと並行して非磁性探針上に磁性体の超薄膜を蒸着したスピン偏極探針の作製のため,W探針の電解研磨による先端の先鋭化,電子ビーム加熱による探針先端の清浄化条件の最適化,W探針上へのFe薄膜の形成条件の最適化を検討した.なた,BEEM/BEESによる弾道的電子伝導の局所観測に関しては,昨年度に引き続きGaAs基板上へのFe薄膜の形成条件の最適化を図り,さらにW探針を用いて形成されたFeショットキー接合のBEEM/BEES測定を行った.その結果,まず,BEEM電流のFe膜厚依存性からFe薄膜中での弾道電子の減衰長が,1.09-1.61eVのエネルギー領域で1.52-2.74nmという従来の報告の0.5nmという値と比較してかなり長い値を得た.また,BEESスペクトルのトンネル依存性をLudeke-Prietschモデルに基づいた解析を行った結果,トンネル電流の増大と共にGaAs中のL点へトンネルする電流成分が増大することが明らかとなった.この結果は,トンネル電流の増大共に,探針が試料に接近するため,弾道電子の運動量の表面水平方向成分が増大することにより,定性的に理解できることを示した.また,ハーフメタルのバンド構造有する高いスピン偏極率を有する探針の開発に向けて,GaAs(001)表面上へのZB構造を有するCrAsの形成条件の最適化を検討したその結果.成長温度に関して400°C以上では,反強磁性的なMnP型構造を有するCrAsの成長が優先的に形成されるが,さらに成長温度を下げるとMnP型構造の出現が抑制されるが,明瞭なZB相の形成を経ずに,超常磁性的な磁性を示すアモルファス相が優先的に形成されることが明らかになった.本研究では,弾道電子放出顕微鏡及び分光法(BEEM/BEES法)を用いて半導体/磁性体表面ナノ構造におけるスピン依存のトンネル現象を微視的に捉えることを目的としている.本年度は,第一原理バンド計算からハーフメタルのバンド構造を有することが予言されているMnAsのGaAs(100) c(4x4)表面上への初期成長過程を低速電子線回折の強度-加速電圧依存性の動力学的(LEED-IV)解析と走査トンネル顕微鏡(STM)観測を通して解析した.その結果,MnAsの被覆率が75%以下の表面では,STMでは,1x2再構成を示す[110]方向に広がった島状構造が観測し,さらにLEED-IV解析により,閃亜鉛鉱型構造をベースとした最表層にMn-AsおよびMn-Gaダイマーを有する構造が最も確からしい構造であることを明らかにした.しかし,この検討過程で成長の下地となるGaAs c(4x4)構造が,300°C程度の低温で相変化している兆候を捉え,GaAs c(4x4)構造に関する詳細なSTM観測とLEED-IV解析から200°C程度の温度でGa-Asの3連ダイマーを基本とする構造からAs-As連ダイマーを基本とする構造に相変化していることを明らかにした.この結果は,これまで成長の下地表面として用いてきたGaAs c(4x4)構造のさらなる厳密な制御が必要なことを示し,従来の結果を再検討するする必要があることを示している.
リンK殻電離によるDNA損傷の研究

高エネルギー物理学研究所放射光実験施設(PF)で得られる単色軟X線を用いて,リンK殻吸収端(エネルギー2,143keV,波長5,787〓)近傍における, DNAフィルムの吸収スペクトルと, 1本鎖, 2本鎖切断の誘発を調べた.しかし,精製したプラスミドDNAに乾燥状態でX線を照射すると,未知の新しい高次構造が誘発される場合があることが判明したので,その解明に取り組んだ.マシンタイムの配分が十分でなかったこともあり,主鎖切断の末端構造についての実験は,リガーゼを用いた場合についてのみしか行えなかった.DNAフィルムの吸収スペクトル.子ウシ胸腺DNAを薄いフィルムにしてX線の吸収スペクトルを測定した.得られたスペクトルは, 2,153keVに大きなピーク, 2,167keVに小さなピーク,その中間の2,159keVには谷を示した.照射実験はピークの2,153keVと,その前後の2,147, 2,160keVで行った.DNA主鎖切断の誘発.pBR322DNAを真空中(10^<-6>Torr)で単色X線を照射し,復水後,アガロース電気泳動法でFormI, II, IIIを分離し, FormI残存率から1本鎖切断, FormIII生存率から2本鎖切断の生成を求めた.電離箱で測定した照射線量(R)を,試料の元素組成とμen/ρから求めた換算因子で吸収線量(Gy)に換算した.1本鎖切断を1個作るのに要する吸収線量は, 3つのエネルギーで等しくなり,リンK殻電離が特に有害でない事を示した. 2本鎖切断の場合は,ピークエネルギーで,有意に効率よく生成される事がわかった.乾燥DNAに生成される未知のX線損傷. DNAを精製後,微量の緩衝液成分と乾燥させX線を照射すると誘発される.その誘発される条件を決めるとともに,電顕写真上り形状を決めた.高エネルギー物理学研究所放射光実験施設(PF)で得られる単色軟X線を用いて,リンK殻吸収端(エネルギー2,143keV,波長5,787〓)近傍における, DNAフィルムの吸収スペクトルと, 1本鎖, 2本鎖切断の誘発を調べた.しかし,精製したプラスミドDNAに乾燥状態でX線を照射すると,未知の新しい高次構造が誘発される場合があることが判明したので,その解明に取り組んだ.マシンタイムの配分が十分でなかったこともあり,主鎖切断の末端構造についての実験は,リガーゼを用いた場合についてのみしか行えなかった.DNAフィルムの吸収スペクトル.子ウシ胸腺DNAを薄いフィルムにしてX線の吸収スペクトルを測定した.得られたスペクトルは, 2,153keVに大きなピーク, 2,167keVに小さなピーク,その中間の2,159keVには谷を示した.照射実験はピークの2,153keVと,その前後の2,147, 2,160keVで行った.DNA主鎖切断の誘発.pBR322DNAを真空中(10^<-6>Torr)で単色X線を照射し,復水後,アガロース電気泳動法でFormI, II, IIIを分離し, FormI残存率から1本鎖切断, FormIII生存率から2本鎖切断の生成を求めた.電離箱で測定した照射線量(R)を,試料の元素組成とμen/ρから求めた換算因子で吸収線量(Gy)に換算した.1本鎖切断を1個作るのに要する吸収線量は, 3つのエネルギーで等しくなり,リンK殻電離が特に有害でない事を示した. 2本鎖切断の場合は,ピークエネルギーで,有意に効率よく生成される事がわかった.乾燥DNAに生成される未知のX線損傷. DNAを精製後,微量の緩衝液成分と乾燥させX線を照射すると誘発される.その誘発される条件を決めるとともに,電顕写真上り形状を決めた.(1)DNA試料の精製。pBR322の閉環状DNAをCsCl密度勾配遠心法で精製した。混在する低分子物質を十分に除くためには、通常のクローニング実験に比較して十分な透折あるいはモルカットによる溶媒の置換を行う必要があることがわかった。(2)照射装置の改良と線量測定。高エネルギー物理学研究所放射光実験施設BL11Bに設置された軟X線分光器から得られる単色X線を、2枚のマイラー窓を通して空気中に出し、電離箱で照射線量を測定した。リンK殻吸収端(2.15keV)付近の強度は、真空中の試料位置では5KR/秒程度であり、十分実験の行える強度であることがわかった。ちなみに、空気の半過層は1.4cmであった。(3)DNAの吸収スペクトル。電離箱の前面にDNAフィルム(2mg/【cm^2】)を置き、DNAの吸収スペクトルを測定した。2.153keVを中心とする共鳴吸収によるピーク(まわりの約2倍)が認められた。(4)照射実験。pBR322DNA溶液2μlをポリプロピレンフィルムの上にスポットして乾燥させた。1μgのDNAが直径0.751μmの小さなかたまりとなった。DNA試料を試料槽(【10^(-7)】Torr)にセットして、共鳴吸収のピーク(2.153keV)およびその前後(2.147keVと2.160keV)の単色X線を照射した。復水後、電気泳動法によって主鎖切断、大腸菌の形質転換によって失活を調べた。

2.147keVに比較して、ピークの2.153keVでは、1重鎖切断は1.8【〓!(v/6)】2重鎖切断は1.6【〓!(v/6)】生成した。不活性化はピークエネルギーで2.0【〓!(v/6)】となった。主鎖切断と不活性化は、DNA吸収スプクトルとほぼ平行したが、共鳴吸収にともなう著しい効率の増加は認められなかった。
高有孔性人工血管を安全に使用する方法の開発とその新生内膜形成に関する基礎的研究

布性人工血管に安定した内膜を形成させる方法として、高有孔性人工血管を使用しながらも出血の危険性を無くした方法を開発した。今日一般に臨床で布製人工血管を使用する際、布の網目を血栓で目詰まりさせる方法を採用している。しかしながら、この方法では術後に強力な抗疑固療法を行ったり、予期に反して線維素溶解現象が亢進した場合など、目詰まりしていた血栓が溶解し、急激な大量出血を来すという危険性があり、そのため網目の小さな低有孔性人工血管しか使用できなかった。そのため、人工血管内面には新生内膜が形成され難く、人工血管は長時間経過しても内面に血栓が付着した不安定状態であった。我々は自己の皮下脂肪組織を細切し、これらを用いて人工血管の網目を目詰まりさせることに成功した。この方法によると線維素溶解現象の影響を受けないため、それが亢進しても、強力な凝固療法を行っても出血しないと思われる。この仮説は動物実験により実証することができた。すなわち対照の血栓による目詰まり法では動物の体重当たり400単位のヘパリンを投与すると、止血困難な持続する出血を認めたが、我々の方法では1400単位投与しても出血はみられなかった。また、胸部大動脈への植え込みでは、対照群では20%に出血死をみたが、我々の方法ではそれは皆無であった。一方、人工血管内面での内膜形成期間は対照では7カ月以上必要であったが我々の方法では1カ月で完成し、人工血管は天然の抗血栓性を持つ内皮細胞で完全に内面は覆われ、それ以後の血栓付着はみられなかった。従って我々の方法では、結果的に、布の枠組みとして、これに自己の組織が付着し、最終的に体内での組織培養のような形で新しい血管壁を形成させることができた。しかしながら、この方法では術後に強力な抗凝固療法を行ったり、予期に反して線維素溶解現象が亢進した場合など、目詰まりしていた血栓が溶解し、急激な大量出血を来すという危険性があり、そのため網目の小さな低有孔性人工血管しか使用できなかった。そのため、人工血管内面には新生内膜が形成され難く、人工血管は長期間経過しても内面に血栓が付着した不安定状態であった。我々は自己の皮下脂肪組織を細切し、これを用いて人工血管の網目を目詰まりさせることに成功した。

従って我々の方法では、結果的に、布を枠組みとして、これに自己の組織が付着し、最終的に体内での組織培養のような形で新しい血管壁を形成させることができた。人工血管内面に一層の内皮細胞層と平滑筋細胞の多重層が速やかに形成されることが人工管開存性維持に重要である。この状態を得るため我々は組織細切片を高有孔性布製人工血管に自家移植する方法を開発した。具体的方法として、ダクロン布製人工血管をはじめに裏返しておき、ここに皮下脂肪組織を細切して生理的食塩水中に入れて作った組織細切片浮遊液を圧注入し、人工血管布の編目を完全に目詰まりさせたのち、それを再び裏返した。この操作により自家組織管が形成され、これを人工血管とした。動物実験としては、40頭の成犬胸部下行大動脈にこれを植え込み術後608日に到るまで観察した。対照として通常のプレクロッテイングによる目詰まりの人工血管を用いたが20%に出血死をみた。実験群では出血は全く無く、その安全性が確認された。一方新生内膜形成は対照群が1年間を要したのに対し実験群では1ヶ月で完全治癒を認めた。もう一つの安全性試験としてA-Aシヤント法により、ヘパリン投与の負荷試験も行った。すなわち、4頭の成犬の両側頚動脈および両側大腿動脈に組織片を圧注入した人工血管およびプレクロッテイングをほどこした人工血管をA-Aシヤント状に置き、ヘパリンを体重1kg当り1400単位静脈注射した。その結果、対照のプレクロッテイング法人工血管ではACTが400台で、ヘパリン400単位投与時より出血しはじめたが、組織片人工血管では全く出血は認められなかった。以上の結果、この度開発した方法では、自家組織片による人工血管編目の目詰まりにより、線維素溶解現象に影響を受けることなく、しかも自家組織移植特有の治癒促進効果も発揮された安全な状態を短期間に得ることが確認され、臨床応用が期待される段階となった。
軟骨内骨化およびPTH投与における骨特異性血管の骨・血管連関

平成30年度では、「骨特異性血管と骨芽細胞の相互作用における組織化学的解析」をテーマとして研究を行った。申請者は、骨幹端においてCD31/endomucin強陽性を示す骨特異性血管がEphB4陽性静脈内皮細胞であること、一方、骨特異的血管周囲に局在する骨芽細胞は膜結合型ephrinB2陽性反応を示すことを見出した。よって、骨幹端領域における骨特異性血管と骨芽細胞はEphB4/ephrinB2を介して作用しあう可能性が得られた。一方、c-fos遺伝子欠損(c-fos-/-)マウスでは破骨細胞が存在しないため、破骨細胞から骨芽細胞へのカップリングは生じず、また、骨リモデリングも誘導されない。そのような状況のc-fos-/-マウスにおいて、破骨細胞からのカップリングを受けない領域(モデリング部位)である骨・軟骨移行部における骨特異性血管と骨芽細胞との組織化学的・微細構造学的関連性を検索した。その結果、骨・軟骨移行部では、破骨細胞が存在しなくとも骨芽細胞は活性型を示し、石灰化骨基質合成を行うことが示された。そのような活性型骨芽細胞はephrinB2陽性を示し、それに接触あるいは近接するようにCD31/endomucin/EphB4強陽性骨特異的血管が局在していた。一方で、骨梁端などの骨リモデリング部位では活性型骨芽細胞は観察されなかった。以上から、骨リモデリング部位では骨芽細胞の活性化には破骨細胞からのカップリングが必要であるが、モデリング部位では骨特異的血管との連関、つまり、骨・血管連関が骨芽細胞の活性化に重要な役割を果たす可能性が示唆された。
看護師による介入が持続陽圧呼吸療法患者のアドヒアランスに与える影響

睡眠医療の対象疾患は多岐にわたり、多職種のチーム医療による包括的ケアシステムの構築が急務とされている。中でも、看護師の睡眠医療への貢献と睡眠医療を専門とする看護師の育成が重要と考え、これまでに諸外国の看護師が、医師の指導の下、睡眠時無呼吸症候群(Sleep Apnea Syndrome : SAS)患者の持続陽圧呼吸療法(Continuous Positive Airway Pressure : CPAP)のフォローアップをしていることや、「動機づけ面接を用いた看護介入」が、CPAPの受け入れとアドヒアランスを改善する効果的な介入であることを文献レビューにより調査した。また、研究代表者の所属施設における質問紙調査では、CPAP患者は、長期にわたるCPAP治療への不安や装着時の口腔内乾燥、寝苦しさなど、心身的苦悩を有していた。睡眠医療分野を専門とする看護師による介入の影響を評価するため本研究を実施した。対象は終夜睡眠ポリグラフィー後にCPAP導入となる成人SAS患者とし、非無作為化比較試験とした。データは、看護介入なし(対照群)と、看護介入を実施する(介入群)を交互に割り付け、観察期間は両群とも3ヶ月間とし初診時と3ヶ月後に質問紙調査を行った。看護介入としては医師の結果説明後、CPAP導入時に看護師が診断時の終夜睡眠ポリグラフィ所見(睡眠脳波波形やビデオ録画、いびき音)を患者とともに見ながら、無呼吸や低呼吸、酸素飽和度低下の程度と頻度について説明を行い、SAS(病態、身体への影響など)について説明を行った。CPAP導入後1週間から10日目に電話面談をし、月一回の診察時にCPAP導入に伴う物理的・心理的問題についての面接を実施した。個々の患者の問題点に対しその際は対処方法を具体的に伝えた。主要評価項目として、CPAPアドヒアランス(1ヶ月間の1日4時間以上のCPAP使用頻度)を用いた。副次的評価項目として、心理尺度SF-8による健康関連QOL、首尾一貫感覚(Sense of Coherence : SOC)スコアによるストレス対処能力と、OSA睡眠調査票(MA版)を用いて睡眠状態を評価した。2017年11月より対照群8名、介入群7名のデータを得ており、3ヶ月後の両群のデータを前後で比較し看護介入の効果について検証中である。解析は、CPAP導入時から3ヶ月後のアドヒアランスと副次的評価項目の変化を対照群と介入群で比較する。
エネルギー資源への利権と二酸化炭素排出削減水準に関する政治経済学的モデル分析

本研究では、エネルギー資源に対する利権を考慮する場合、政権選択がCO2など温室効果ガス排出の削減水準にどのような影響を与えるか、について検討した。支持層の所得が低い左派政権の方が、より高い右派政権よりも、低い汚染水準を選択する可能性がある、ということが明らかになった。また、世代間の外部不経済問題を導入することで、現在の政権により問題を先送りするインセンティブがあることが明らかになった。平成20年度は、エネルギー資源に対する利権を考慮するとき、政権選択がCO_2などの温室効果ガス排出削減水準にどのような影響を与えるか、ということについて検討するため、政治経済学の動学的ゲームモデルを構築したが、今年度は主に時間を考えない静学モデルを構築した。重要なポイントとしては、(1)高所得者と低所得者は同じ初期配分を保持するが、高所得者のみエネルギー資源供給から得られる利潤を所得として享受すると仮定したこと。(2)政府が消費から生じる汚染一単位あたりに環境税を課税するが、環境改善の便益は低・高所得者ともに等しく享受できると仮定したことにある。このようにモデルを設定すれば、排出削減から得られる環境改善の便益は消費者に等しく分配されるにも関わらず、高所得者層の削減費用負担のみ、化石燃料の利用を削減すれば資源エネルギー供給からの利潤が減少する分、増加する可能性があるからである。なお、来年度はシミュレーションを行う予定であるが、その準備段階としてデーター解析の方法論について、専門家の方に情報提供を行っていただいた。平成21年度は、前年度構築した静学モデルを動学化し二段階の動学ゲームを構築した。モデル設定上重要な点は、第一に、異時点間の外部不経済を導入することである。現時点の過剰排出による利得は、損害が将来起こるため対策を先送りすることで、現在より多くのエネルギーを消費することができることにある。第二に、現在と将来政権をとる政党が異なる場合、現在大量にエネルギーを消費することで発生する将来での対策費用が、異なる政権の負担になることから発生するフリーライディング効果が発生する。第三に、第一期においては、将来の政権選択に不確実性を導入しておくこと、つまり第二期に低所得者、或いは高所得者どちらが政権をとるか分からない、という状況であったので、そのようにモデルを設定した。後向き帰納法で考えると、将来どちらが政権をとるか現時点では予見できないとすると、第一期の政権は、二期目に再選できずに支持層の利得が減少することをおそれ、過剰排出(または過少排出)といった、より一層自らの利得を増加させるような行動をとる可能性があることが分かった。理論モデルの構築完了後、数理モデルの現実妥当性を検証するため、シミュレーション分析を行った。具体的には、気候変動問題において2050年までのCO2削減経路に対してどのような変化を与えるか、データと時間の制約上特に日本と米国に対象を絞って分析を試みることにした。シミュレーションには、計量ソフトとその拡張ソフトウェアを利用した。なお、現在上記の結果を国際ジャーナルへの掲載に向け改訂中である。
ア-スダムや道路の構築材料としての火山灰質土の力学的特性に関する実験的研究

シキソロピーの性質を有する火山灰質粘性土を築堤材料として用いる場合の、転圧時の繰り返し載荷による強度低下(軟化)や転圧後の強度回復の特性、並びに転圧荷重の盛土内部への応力伝幡の特性を明らかにするために、まき出し厚と転圧回数の組み合せを種々変化させた盛土を作製し、盛土内の土圧・間隙水圧分布を計測しながら、コーン貫入試験や一軸圧縮試験によって強度の場所的・経時的変化を調べた。応力伝幡については、転圧荷重の平面的な伝幡領域は車軸・走行方向ともに車輪幅程度で、側方への土圧低減がかなり大きいこと、深さ方向への応力伝幡特性は試料によって異なり、高含水比のローム土ではマサ土に比べて深部まで荷重が伝幡されること、従って、接地圧評価に際しては材料特性に対応した応力解の適用が望ましいこと、などが知れた。転圧時の強度低下については、盛土の強度はある転圧回数までは増加するが、これを越えると火山灰質土の構造骨格が破壊(B値が増加)され、最大強度と比較してqc値で約25%、qc値で約45%程度低下すること、繰返し三軸試験の結果では、qu値や静的・動的弾性係数が強度低下を表す指標になり得ること、伝幡応力(応力比)とその履歴の組み合せで室内要素試験から盛土の強度低下が推定可能であること、などが知れた。強度回復については、盛土実験においてはqc値及びqu値とも測定値のバラツキが大きく、明確な結論を導くことはできなかったが、室内実験では転圧によって軟化し易い材料ほど強度回復率が高いこと、qc値とqu値の増加傾向が一定でないため、強度回復の判定が両者で異なる場合もあること、などの結果を得た。なお、盛土実験では転圧後の間隙水圧の消散過程が明瞭に観測できたので、十分な養生時間を確保して実験を行えばこの種の実験法で強度回復現象の把握は可能であると考えられる。本研究では、まず火山灰質粘性土盛土の転圧時の応力伝幡特性を明らかにするために、試作の自走式ローラを用いてまき出し厚さ20cm一定で、層数と転厚回数の組み合せを種々に変化させた転圧試験(最終盛土高1m)を実施した。盛土基礎部に埋設した土圧計の観測値を整理した結果、伝幡応力は転圧回数が2回と64回で4050%程度異なること、弾性解より得られる値と比較して約20%低めとなることなどが判明した。次に、火山灰質土に繰返し応力が作用した場合の強度低下(軟化)特性を把握するために、転圧回数を264回の間で6ケース変化させた盛土(高さ40cm)を作成し、コーン貫入試験および盛土から採取した不撹乱試料の一軸圧縮試験を実施した。盛土の強度(qcおよびqu値)は転圧回数が16回で最大値を示すが、これ以上の転圧では火山灰質土の構造骨格が破壊されるため強度は低下し、転圧回数64回の盛土の強度は、16回盛土と比較してqc値で約25%、qu値で約45%低下することが判明した。また繰返し三軸圧縮試験を行って繰返し応力と強度低下の関係を整理した結果、qu値、変形係数及び動弾性係数は強度低下(軟化)を表す指標になり得ること、盛土の強度低下は伝幡応力(応力比)とその履歴の組み合せである程度め推定可能であることなどが知られた。

さらに、シキソトロピーによる強度回復特性を把握するために保存盛土に対するコーン貫入試験および不撹乱試料の一軸圧縮試験を行って強度発現の経時変化(60日)を調べたが、qcおよびqu値はいずれも測定値のばらつきが大きく明確な結論を導くには至らなかった。今後は測定値の精度向上と同時に強度回復の指標となり得るパラメータの選定、強度回復に関する実験・実測データの集積が必要であると考えられる。前年度に引続き、火山灰質粘性土を用いた盛土実験を行い、応力伝幡の特性や転圧時の繰り返し載荷による強度低下と転圧後の強度回復の特性を調べた。本年度は、応力分散特性の解明に重点に置き、タンピングローラーによる転圧を主体として、試料の種類や計器の配置、及びまき出し厚さやローラー機種を変えた比較実験を行い、これらの要因が応力分散に与える影響を安定的・定量的に調べた。応力分散特性については、土圧計をローラー走行と直交する方向に配置して側方への伝幡を調べたところ、ローラーの外縁及び外縁からローラー半幅外側に配置された土圧計の値は、ローラー中心の土圧値のそれぞれ約30%,10%となり、側方への土圧低減がかなり大きいことが知れた。また、ローラー中心の土圧値の深さ方向への伝幡を調べてみると、試料(ローム土,マサ土)によって伝達応力の分布に違いが見られ、接地圧評価に際しては材料特性に対応した応力解の適用が望まれる。転圧による強度低下とその後の強度回復の特性については、まき出し厚さを前年度の半分(10cm)にして追加実験を行ったが、転圧回数ごとに軟化の程度やその変化傾向、及び経時的な強度回復の特性は前年度の結果と大差なく、まき出し厚の影響を認識する程の明瞭な違いは見られなかった。この一因として、今回使用したローム土の骨格構造の強度が、実験に用いたローラーの接地圧と比べて相対的にかなり大きかったことが考えられる。以上の実験結果を踏え、また実ダムへの適用を目指して、盛土内の応力分布特性(アーチ作用・側方拘束力)の評価に関する有限要素解析と、盛土内の土圧計測に関する各種実験を行って補足とした。後者については、在来型とは異なるメカニズムの土圧計の開発を試み、幾つかの室内・現場実験を通じて測定精度や現場への適用性を調べたところ、極めて良好な結果を得た。