hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
近接場光励起による金属表面の局所電子ダイナミクスの理論

近接場光励起による金属表面局所電子ダイナミクスを記述するためのナノ光応答理論とその理論に基づく数値計算手法の開発を行い、ナノ分子構造体における近接場光励起ダイナミクスを明らかにした。また、表面吸着系の電子状態を記述するため、物理的に意味のある外向波境界条件を満たすクラスターモデル理論の開発を行った。クラスターの端における非物理的な反射が起こらず、クラスターサイズに対して殆ど依存せずに吸着系の電子状態を記述することが可能である。1nm数十nm程度のナノ構造体では、量子性を反映した特異な光誘起電子・核ダイナミクスが見られるが、その基礎理学的理解は十分ではない。ナノ構造体ダイナミクスでは、局所的な空間領域で物質と電磁場が再帰的に相互作用し、更にその相互作用を介したエネルギー移動がナノ粒子間で連鎖的に起こることが重要であり、双極子近似を使った通常の光学応答理論では理解することができないからである。物質系を記述するためのシュレディンガー方程式と電磁場を記述するためのマクスウェル方程式を自己無撞着に解くための理論開発とその理論に基づく実用的な数値計算手法の開発が必須となる。本研究課題では実在系ナノ構造体における光誘起電子・核・電磁場ダイナミクスを記述するための光学応答理論の開発を第一の目標とし、その理論に基づく数値計算を駆使して、ナノ構造体表面・界面で起こる新しい反応場形成の機構を解明することを最終的な目標として研究を進めている。本年度の成果としては、近接場光を使った局所電子励起によるナノクラスターの電子ダイナミクスを取り扱うための理論の開発に成功したことである。特に電場の空間的非一様性が電子ダイナミクスに多大な影響を与え、双極子近似を仮定した通常の光学応答では見られない非線形光学応答や分子の対称性を破った光学励起が容易に起こることを明らかにした。このような局所電子励起を使えば、新しい化学反応チャンネルを開く可能性も期待できる。昨年度、近接場光励起を考える上で最も重要な鍵である光と物質の非一様な相互作用を取り込んだ理論を開発したが、本年度はその理論に基づく数値計算プログラムを作成し、近接場光による銀ナノ粒子の光学応答の計算に適用した。近接場光の空間的非一様性を持った電場勾配を利用することにより、銀ナノ粒子に光学的な力(optical force)を与えることができることを明らかにした。これまでの類似の研究では、極めて簡単なモデル計算に基づいており、それらの研究では照射するレーザー光の共鳴振動数で最大の光学力が発生するとしているが、当該研究では実際に即した銀ナノ粒子を対象として、光と物質の非一様相互作用を正確に取り込んでいるために、レーザー光の振動数に対して複雑に光学力が変化することを明らかにした。この研究成果は、原子・分子レベルで物質操作を行う技術を確立するために重要な指針を与えると考えられる。上記の研究と並行して、ナトリウムクラスターにおけるプラズモン励起の理論的解明を行った。近接場光を利用した表面プラズモン励起は、エネルギー伝播や太陽光発電等の極めて重要な量子デバイス素子開発に有望とされているが、ナノ粒子におけるプラズモン励起の詳細は必ずしも明らかになっていない。当該研究では、ナトリウム粒子を対象として、粒子の形状やサイズによってプラズモン励起のメカニズムが異なることを明らかにした。また、量子ドット列における励起子ポラリトンの伝播メカニズムの解明も行った。この結果は、近接場相互作用を介した光合成プロトタイプモデル開発に繋がると期待できる。これまでに固体表面吸着種の非平衡電子状態を記述するための量子開放系クラスター理論を開発し、その理論に基づく金属表面吸着原子モデル系の振動核波束ダイナミクスの数値計算を行ってきた。本年度は上記理論を実在系表面吸着原子系に適用することを目的として、量子開放系クラスター理論を第一原理電子状態計算に実装した。並列化計算を含む効率的数値計算アルゴリズムの導入などにより、実在系表面吸着系に対しても数値計算を実行することが可能となった。具体的な系としては、Cs/Cu(111)系の光励起過程のメカニズム解明を行った。通常のクラスターモデル計算と異なり、我々の量子開放系クラスターモデル理論に基づけば、電子的緩和に伴う寿命を含む励起状態のより正確な非平衡電子状態計算を行うことが可能である。また、実験グループと共同でCs/Cu(111)系の光励起ダイナミクスの詳細な解明を行った。実験結果とも定性的に良い一致を示し、これまで不明であった光励起ダイナミクスの素過程を明らかにした。ピラジン-ナトリウムクラスターを対象として表面増強ラマン散乱(SERS)の機構解明を行った。通常、SERSのメカニズム解明においては電場増強の役割が強調されることが多いがその本質的理解は十分ではない。ピラジン分子の近傍にナトリウムクラスターが存在すると、ナトリウムクラスターの共鳴電子励起の影響でピラジン分子のラマン散乱の増強が起こることを見出した。

このメカニズムに基づけば、通常は弱いラマンスペクトルしか得られない系においても、隣接するクラスターのサイズや化学組成を制御することにより、ラマン散乱の増強を起こすことが可能になる。更に実験グループと共同で金チオラートクラスターの超高速電子緩和過程の詳細を明らかにした。ナノ構造体における実時間・実空間電子・電磁場ダイナミクスを解明するためのナノ光応答理論の開発とその理論に基づく第一原理計算手法の開発を行い、ナノ構造体機能性発現のメカニズムを理解することを目標として研究を進めた。本年度は、実在系ナノ構造体の電子・電磁場ダイナミクスを扱うための超並列計算プログラムの開発を中心に進め、京コンピュータ(神戸理研)において約20万コアの計算にも成功した。引き続き、ナトリウムクラスターやC60分子から構成されるナノ分子構造体の電子・電磁場ダイナミクスの計算を行った。表面吸着系の電子物性や電子・核ダイナミクスを分子レベルで理解するためには、吸着系と表面の間で起こる電子エネルギーの散逸を正しく記述することが必須である。我々は、これまで吸着原子と金属表面との間で起こる電子エネルギーの散逸を考慮に入れた新しいクラスターモデル(OCM)理論を開発してきたが、本年度は、OCM理論と有限温度密度汎関数理論を融合し、電極反応の解明を行った。ナトリウムクラスターにおける電子の集団ダイナミクスを実時間・実空間密度汎関数法によって追跡し、遷移密度に基づく集団性指標を用いて集団性の発現機構を定量的に明らかにした。また、ピラジン分子をナトリウムクラスターに吸着させると、クラスターのプラズモン励起によってピラジン分子のラマン散乱が著しく増強されることを見出した。従来のナノ粒子に対するプラズモン増強機構の議論では、増強度の振動モード依存性を説明できなかったが、分子振動とプラズモンに対応する電子ダイナミクスの相関の観点から明快な説明を与えることにも成功した。金ナノクラスターや金・銅複合ナノクラスターの電子物性の研究を、国内外の実験グループと共同で行った。より具体的には、金クラスターへの銅原子ドーピングやリガンドの変化に対するクラスターの安定性に関する詳細な研究を行った。当初の予定通り表面吸着系を記述するための量子開放系クラスターモデル理論の開発が順調に進み、実在系を対象とした第一原理計算に関する成果報告も行っている。24年度が最終年度であるため、記入しない。上記したように当初の研究計画は順調に進展しており、量子開放系クラスターモデル理論に基づく第一原理計算の適用範囲を更に拡大する。また本研究を通じて電子ダイナミクス法の大規模計算の重要性を認識したため、電子ダイナミクス法の大規模並列化プログラミングも同時に進める予定である。
企業・政府間関係が与える銀行ファイナンスの機能への影響：現代中国の各過程での変遷

本研究の目的は、現在の中国経済の発展の停滞要因を金融仲介の側面から実証的に考察することである。そのひとつの要因として国有企業の再度の高まりや、国有企業と地方政府との癒着等の近年の中国経済における事象に注目し、そのような事態が金融機関等を通じた企業への資金配分に与える影響等を計画経済時代にまで遡って、現在までの各時期において実証的に分析した。最終年度に行った研究活動と得られた成果は以下のとおりである。中国における国有企業と地方政府の関係の保持を実態解明と、関係の保持による金融仲介機能への影響を実証的に分析する。そして関係保持によるメリット、及びデメリットの発生可能性についても考察を行った。現地調査では金融機関サイドからの企業の信用格付けをはじめとする評価のやり方の概要や現地経済に対する見解についてヒアリングを行い、企業からは銀行からの借り入れ状況や負債全体の状況、取引先企業との企業金融を通じた資金調達の状況をヒアリングした。それらを踏まえて企業の業績変数と負債の関係を企業の既得権益、特に地方政府との関係保持に関する変数を取り入れた実証モデルをセッティングし、その実証分析を行った。また企業の生存維持可能性に対する各種変数がどのように影響するかについても分析を行った。その結果、企業の業績には政府との関係の強さを示す変数も影響していること、またその変数は同時に競争力の弱い企業の市場からの淘汰を抑制してしまうという影響を持っていることが示唆された。平成28年度の研究実績は以下のとおりである。計画経済システム下にあるものの、国営企業やそれを管轄する地方政府の計画外行動を前提とした経済において、各経済主体の経済活動へのインセンティブの有無を検証した。それにより、各経済主体の経済活動へのインセンティブが発揮されていることが見出された。次にそのインセンティブの内容を実証的に明らかにした。そのために利潤、雇用、生産額を含む企業の複合目的関数の推定を行った。これより、企業は利潤以外に雇用や生産額、資金量に対するインセンティブを持つことが分かり、中国の計画経済期や改革開放初期においても国有(営)企業は擬似的な市場経済的行動を採用していたことが知見として得られた。これらの実証モデルを設定する際には、まず操業年数が相対的に長い企業が多く存在する地域において現地調査を行い、経験者らに当時の経験談を聞きつつ、当時を知る有識者らの意見を取り入れながら進めた。そして企業と地方政府の経済的インセンティブを検証するための作業仮説の構築を行った。その上で上述のような実証モデルの設定を行い推定を行った。また実証モデルの推定に際しては、地方政府のレベルの相違と企業行動の相違について、市レベルの企業と地方(市)政府、及び県レベルの企業と地方(県)政府の関係の相違、それらと関連する経済的インセンティブの差についても考慮仕入れながら行った。以上を通じて、中国の計画経済は経済発展レベルが低かったために十分な資源配分ができないことより、地方政府や企業による現場での裁量が計画経済の円滑な運営に重要な役割を果たしたことが示された。上述の実証分析結果については、これらを複数のデータを用いて分析結果の頑健性チェックを行った。以上は論文として取りまとめ、学会等で報告をおこなった。また投稿準備中である。1年目には、主として計画経済期の国営企業と地方政府が持つ経済的インセンティブ、及び改革開放初期におけるそれらの経済的インセンティブの内容とその背景を明らかにすることを目指していた。当時を知る学識経験者らにヒアリングも行うことができ、それをもとに仮説を構築することができた。また、実証モデルの分析においても幾つかの試行を通じて企業や地方政府が市場経済下のそれとは異なるものの経済的インセンティブや合理的行動が取られていたことを明らかにできた。そしてこれらの知見の獲得を経て、現在につながる企業、地方政府のインセンティブの変容を今後分析していく際に、どのような点に注目していくかについても幾つかのアイディアを得ることができた。具体的には当初の想定にない民営企業も分析対象にとり入れつつ、国有企業と地方政府との関係と民営企業とそれとの関係の共通点、相違点を明らかにしていくことで、より広く企業ー政府間関係のバリエーションを捉えていく必要性を見出し、それを実証的にアプローチする方法について幾つかのアイディアをこれまでに得られた知見から得ることができた。以上のように、2年目以降に実施予定の現在までの企業と地方政府との関係の変遷の実証分析にむけた準備が1年目の分析と得られた知見を通じて可能となった。以上より、研究の現在までの進捗状況を「(2)おおむね順調に進展している」と評価できると考えられ、上記のように区分した。計画経済期の分析を今年度前半までで終え、改革開放期の分析に着手した。現地でのヒアリングを行い、国有企業・民営企業における融資獲得状況の実態把握を行った。続いて国有、民営企業ごとに融資の獲得状況と銀行融資が得られなかった場合の資金調達ルートについて整理した。更に、各企業における資金量の多寡、資金効率性と銀行アクセス融資の可能性を国有ー民営別、資産規模別に実証分析を行った。その結果、国有企業では主として大企業が銀行の短期融資を、低パフォーマンス企業であってもアクセス可能であり、しかもその融資アクセスによってパフォーマンス改善は見られないことが明らかにされた。民営企業については現在分析を進め、一部で暫定的な結果が出ている。これまでの研究で得られた成果の一部を国際学会で報告した。現在論文に取りまとめ投稿準備中である。この他、来年度の分析に向けてデータの接合を行い、マイクロデータの充実を図った。

次年度は、これまでに得られた結果を踏まえつつ、国有企業の分析の継続と民営企業を中心に、その現在における主たる資金調達ルートと資金調達の結果として企業パフォーマンス(ROA、生産性など)にどのような影響があったか、についても現地でのフィールド・サーベイ、実証モデルのセッティング・推定による分析を通じて明らかにしていく。以上を通じて計画経済期から現在までの各段階における金融仲介機能の役割がどのようなものであったか、全体としてその変化の様相の全体像の最後の部分を明らかにしていく。予定していたフィールドサーベイを行う事はできなかったものの、今年度後半から現代の企業についても資金へのアクセスとその際の政府の介入についての分析に取り掛かることが出来、国有企業については暫定的ではあるが結果が得られたため、「(2)おおむね順調に進展している」と判断した。本研究の目的は、現在の中国経済の発展の停滞要因を金融仲介の側面から実証的に考察することである。そのひとつの要因として国有企業の再度の高まりや、国有企業と地方政府との癒着等の近年の中国経済における事象に注目し、そのような事態が金融機関等を通じた企業への資金配分に与える影響等を計画経済時代にまで遡って、現在までの各時期において実証的に分析した。最終年度に行った研究活動と得られた成果は以下のとおりである。中国における国有企業と地方政府の関係の保持を実態解明と、関係の保持による金融仲介機能への影響を実証的に分析する。そして関係保持によるメリット、及びデメリットの発生可能性についても考察を行った。現地調査では金融機関サイドからの企業の信用格付けをはじめとする評価のやり方の概要や現地経済に対する見解についてヒアリングを行い、企業からは銀行からの借り入れ状況や負債全体の状況、取引先企業との企業金融を通じた資金調達の状況をヒアリングした。それらを踏まえて企業の業績変数と負債の関係を企業の既得権益、特に地方政府との関係保持に関する変数を取り入れた実証モデルをセッティングし、その実証分析を行った。また企業の生存維持可能性に対する各種変数がどのように影響するかについても分析を行った。その結果、企業の業績には政府との関係の強さを示す変数も影響していること、またその変数は同時に競争力の弱い企業の市場からの淘汰を抑制してしまうという影響を持っていることが示唆された。計画経済期や改革開放初期だけでなく、改革開放中期やそれ以降の現在までを視野にいれ、地方政府と国有企業の関係を維持するインセンティブの有無や強さを考察していく。具体的には、国有企業と政府との関係の強さの分析を試みる。そしてその際、企業の資金量とその調達ルートについて国有企業における流動資金量の高さや企業の効率性と銀行融資アクセス有無との関係を分析する。具体的に現段階で予定している推定は、銀行融資等へのアクセス状況と企業の業績の関係、及び資金アクセス状況と地方政府との関係をそれぞれ分析していく。
粒子径および凝集状態を精密に制御した磁性酸化鉄ナノ粒子の低環境負荷合成法の開発

近年工業材料としてニーズが増している磁性酸化鉄のマグネタイトのナノ粒子を、環境にやさしい方法で合成するプロセスについて研究した。合成反応の装置として粉体材料の微粉砕機であるボールミルを使用し、さらに、このプロセスでのマグネタイトの生成過程を実験とシミュレーションの両面から解析した。その結果、反応メカニズムを明らかにするとともに、マグネタイトの一個のナノ粒子とその集合体の大きさをコントロールすることができた。本年度では粒子径と凝集状態を精密に制御したマグネタイトナノ粒子の低環境負荷合成プロセスの構築のための基礎的検討として、出発原料にpHが異なるゲーサイト懸濁液を用い、種々の条件下(雰囲気ガス、ミリング処理時間、容器回転速度、等)でこれをミリング処理する実験を行った。得られた試料の粒子径と結晶性を電子顕微鏡とX線回折装置でそれぞれ評価するとともに、液相の組成とpHの変化をICP発光分光分析装置とpH計で測定した。また、ミリング容器にガスを直接シリンジで採取できる構造を設け、合成反応中に生成するガスの組成をガスクロマトグラフにより分析した。得られた結果に基づいて、以下の反応メカニズムが明らかとなった。すなわち、容器内の気相に酸素が含まれる場合、出発原料である非晶質ゲーサイト懸濁液のミリング処理において、気液相の界面積が増加するために気相の酸素が液相へ溶解し、その溶存酸素濃度が上昇する。そのため、懸濁液は強い酸化雰囲気となるためにゲーサイトからフェロキシハイトへの結晶構造の転位が起きる。それとともに、媒体ボールおよび容器に用いたステンレス鋼表面において、局所的に高い機械的エネルギーが加えられることでこれらの表面は高い活性化状態となり、ステンレス鋼に含まれる鉄の一部がイオン化するとともに、電子が放出され、水酸化物イオンが生成する。生成した鉄イオンと水酸化物イオンの反応によって水酸化鉄が生成するが、容器内は強い酸化雰囲気であるためにフェロキシハイトが生成する。気相の酸素が消費されて低酸素状態となった後は、フェロキシハイトからマグネタイトへの変換(還元)反応が支配的となる。以上より、本系におけるメカノケミカル反応のメカニズムを解明することができ、これによりマグネタイトナノ粒子の粒子径と凝集状態の精密な制御への指針が得られた。本年度では主として試料懸濁液に作用する機械的エネルギーの数値解析とマグネタイト生成反応のメカニズムの解明を行った。試料懸濁液に作用する機械的エネルギーのもととなる媒体ボールの衝突エネルギーを、その挙動の離散要素シミュレーションにより求めた。その結果、湿式条件では、媒体ボールの全衝突エネルギーのうち、容器壁面との衝突エネルギーが大部分を占め、これが反応の推進力、すなわち反応速度を支配することが示唆された。また、本合成プロセスにおけるマグネタイトナノ粒子生成過程の解析を行うために、出発原料のモデルとして結晶性ゲーサイト懸濁液を調製し、そのミリング処理を行った。得られた生成物はX線回折パターンよりマグネタイトであり、粒子サイズはおよそ15nm程度であった。その反応過程は、ミリング処理の初期段階では機械的エネルギーによってゲーサイトの結晶性が向上するが、それ以降はメカノケミカル還元によるマグネタイトの生成反応が主反応となる。機械的エネルギーが加えられることによってステンレス鋼に含まれる鉄がイオン化し、電子が生成する。生成した電子によって酸化還元電位が最も高いゲーサイトから水酸化第一鉄への還元反応が選択的に起こり、ゲーサイト粒子表面でマグネタイトの結晶核が生成する。その後も繰り返し機械的エネルギーが加えられることによってマグネタイトの生成反応と結晶核の成長が進行し、凝集することによって表面エネルギーがより小さい安定な球形粒子をゲーサイト粒子表面において形成することがわかった。
血球幹細胞の増殖・分化における転写因子PEBP2の機能-doniraut negetive mutartを用いた解析-

〈1〉PEBP2αB遺伝子のドミナント・ネガティブ変異体を導入したマウスの作出転写因子のドミナント・ネガティブ変異体は、当該転写因子の機能を、そのDNA結合また転写活性化のレベルで阻害する。個体レベルでドミナント・ネガティブ変異体を造血組織特異的に発現させることにより、血球細胞の増殖・分化における転写因子の役割を解析できる。本研究では以上の利点をふまえ、β-アクチン・プロモーター制御下においたPEBP2αB/AML遺伝子のドミナント・ネガティブ変異体を、マウス個体の造血組織で発現させるというアプローチにより当該転写因子の機能を探ろうとして行われた。トランスジェニック・マウスは3系統を作出することができた。またノーザン解析によりトランスジーンの発現を確認した。現在各系統における血球細胞の増殖・分化の動態をFACS等の手段により解析している段階である。〈2〉Tリンパ球の増殖とPEBP2αB遺伝子の発現マウス脾細胞をConA存在下で培養すると、約24hr後に^3H-TdRの酸不溶性分画への取り込みでみた、DNA合成が開始する。休止期にある脾Tリンパ球でもPEBP2αB転写産物は認められるが、ConA刺激によりその量が著明に増大する。またこの増大は、DNA合成開始・c-myb転写産物量の増大に先行して認められる。さらに蛋白合成阻害剤であるシクロヘキシミドをConAと共存させても、PEBP2αB転写産物の増大が認められた。従ってT細胞受容体(TCR)からのシグナルが、PEBP2αB遺伝子の発現誘導を惹起するものと推測された。
リハビリテーションにおける重症心身障害児（者）の評価指標の確立に向けた研究

本研究で開発するLIFEは、パート1生命維持機能、パート2姿勢と運動、パート3日常生活活動における機能活動、パート4生産的活動場面への参加の4パートからなっている。昨年度はLIFE試行第一版について信頼性の検討を行ったが、本年度はその結果を受けて、再現性の低い項目について再度検討を行った。再現性が低い原因としては、以下の四点が類型化された。1カルテなどの記録を読みこむ際の差が生ずる。2選択肢の表現があいまいなために差が生ずる。3選択肢の表記の捕らえ方に幅が出てしまうものがあり差が出る。4あまりに強く主観が混入しやすい設問であるため差が出る。これらを検討した結果、パート4の参加の諸項目は検査者間信頼性が極端に低く、量的な評価指標としては今回の研究から除外することとした。しかし、質的に障害の状況をとらえるための参考項目として残す方向も確認した。パート13は上記原因の1から3が散見される程度であったので、設問や選択肢に軽微な工夫改善を行うこととした。具体的には、パート1の生命維持機能は記録の読み方による差を少なくする工夫を、パート2姿勢と運動およびパート3日常生活活動における機能活動は、選択肢の修正と解説を付け加えるなどの工夫を行なうことした。上記の総合的な検討修正により、LIFE試行第二版を完成させた。完成した第二版の再現性の検討を行うために、検査者を対象にした講習会を開催し改善点を中心に解説を行い、次年度4月からの検証に備えた。重症心身障害児・者のリハビリテーションにおけるシステマティックな定量的評価指標は現存しないため、その作業は1から行わなければならない段階である。本年度は以下の研究を行い、以下の点まで研究が到達することができた。#1重症心身障害児・者のための評価システムLIFEの試行案を数回の論議を行い、決定することができた。#2 LIFEの試行案はPartI生命維持機能16項目、Part II姿勢と運動16項目、Part III :日常生活活動場面における機能的活動16項目、Part IV :生産的活動場面における参加16項目からなるものとして決定した。#3その試行案の信頼性について、検査者間信頼性を大阪発達総合医療センターの利用者様を対称に、同センターの理学療法士・作業療法士によって検証した。#4その結果、信頼性の高い検査項目と信頼性の低い検査項目を明らかにすることができた。#5信頼性が高かった順は、PartII⇒PartI⇒PartIII⇒PartIVであった。#6結果の検討の結果以下の結論に至った。1PartIVについては根本的な検討が必要である。2PartIとIIIについては若干の改善の必要がある。3PartIIは軽微な修正程度で十分である。緒についたばかりの研究であるが、重症心身障害への評価指標の試案レベルの提案とその信頼性の検討はこれまでに実施されたことがなく、画期的である。重症心身障害へのリハビリテーションの共通評価が形成される重要な課程にたっていることを自覚して研究にあたりたい。重症心身障害を伴う方々のリハビリテーションでは、目に見える変化が少ないため機能や活動の変化を捉えることが困難とされてきました。そこで重症心身障害の方々の諸変化を捉えることができる評価指標を確立することを目的とした研究を行ってまいりました。24年度では評価指標の基本構造をICFの概念に基づいて検討し、4パート64項目のリカルトスケールによる評価指標を定めました。PartIは生命維持機能、PartIIは姿勢と運動、PartIIIは機能的活動、PartIVが参加で各16項目からなるもので、簡単な回答マニュアルも作成しました。25年度ではその評価指標の信頼性を確認する研究を行いました。PartI、PartII、PartIIIは全体的に良好な検査者間の一致度が見られました。しかし、PartIIIの3項目とPartIVの全項目は一致度が低いために削除し、一致度が安定しない項目には、選択肢の記載方法変更や回答マニュアルを改善し、新しい評価指標をPartIとPartIIが16項目、PartIIIは13項目の合計45項目で作成しました。最終年度の26年度は、新しい評価指標の信頼性検討を行い、全ての項目に問題がなく良好な一致度が見られました。この検討結果をもとに今後の研究遂行のため及び、より多く方に使っていただくために新しい評価指標LIFEをwebにアップロードしました。ここまでがこの3年間に科研費で行った研究の到達点です。研究責任者が25年度に体調を崩したために研究の進行が遅れまして妥当性の研究まで至る事ができず残念ですが、最終年に行ったアップロードにより、今後の研究展開が見通すことができます。実際には研究に同意を得られた評価者にパスワードを配布し臨床データを集積し、新しい評価指標の妥当性を検証いたします。そして多くのデータを蓄積し、LIFEのスコアを間隔尺度で示すことができる評価指標に成長させる予定です。LIFE試行版を公開するための準備を行っている(試用確認段階であり、2015年6月には公開予定)協力いただける方にパスワードを配布し、webから評価結果を入力集積し今後のLIFE妥当性の研究に資する小児理学療法研究責任者が昨年春に体調を崩し、一定期間要加療であったために、計画の実現が遅れている。併せて、再現性の低い項目の修正検討において情報集に時間を要したため遅れが生じている。生憎、研究責任者や研究協力者の年度末異動が同時に発生し、研究進度に影響を与えてしまったと考えている。

24年度以内に、信頼性検討を済ませ、内容的妥当性をNominal Gloup DiscussionとDelphy Surveyで行う予定であったが、信頼性検討で被験者数を多めに設定したため、期間を要してしまった。その結果、内容的妥当性がまだ検討できていない。また、信頼性検討で修正すべき点が明らかになったので、その点を再検討しその上でもういちど信頼性検討が必要となるので、内容的な妥当性が順延されることとなる。信頼性が低い部分を抱えたまま内容的妥当性は検討できないため、修正と信頼制裁検討は必要な手続きである。従って、研究進度はやや遅れていると判定した。研究の遅れをとりもどすべく、LIFE評価評の試行第二版の信頼性検討を早急に行い、デルファイサーベイにて内容的妥当性検証を行なう。その上でLIFE試行版第三版を確立することとし、第三版をweb上で利用できるようにし、併せてデータ集積も可能とし、基準関連性の妥当性を検証する作業を行う予定である。25年度は内容的な妥当性の研究からスタートとなるところだが、信頼性検討の結果から修正作業が必要なため、その作業が先行することとなる。それによりできた修正案をもとに再度信頼性検討を行うこととする。その上で、評価指標の内容的妥当性をNominal group discussion, Delphi surveyで明らかにする。一回リサーチミーティングにてNominal group discussionを行い、評価表の検討をおこない、その結果の案をDelphi survey(郵送質問紙法による)にて、発達障害のリハビリテーションに造詣の深い20名から意見をいただく。その結果をもとに二回リサーチミーティングにて評価表の内容を決定していく。Delphi surveyに参加いただくのは医師4名、理学療法士12名、作業療法士4名程度を予定している。三回リサーチミーティングを行ない、評価指標の基準関連性妥当性のフィールドワークによる検討計画を明らかにし、実施する。複数の研究協力者に依頼し、既存の権威ある評価表であるGMFM*などとの本評価表の相関を確認する作業を行う。対象者は複数の施設とし、GMFCSIIIVの幅にて全体で50名程度とする。*GMFMは脳性まひの運動能力間隔尺度でエビデンスレベルはIaレベルにある信頼性検討の二回目を行わなければならないため。それ以降は内容的妥当性のためのデルファイサーベイおよび妥当性検証のための費用(web上に評価表を含む)が必要である。信頼性検討、デルファイサーベイのための人件費、旅費、会議費、郵送費について執行する。また評価表のwebアップのための経費も執行する。併せて、研究報告書の作成経費も執行する。#リサーチミーティング3回分旅費390,000、リサーチミーティング3回分会議費30,000Delphy Survey郵送費10,000人件費(Delphy・フィールド) 670,000以上合計1,100,000#分担研究者経費近藤先生30,000、大畑先生
遷移状態分光による化学反応のポテンシャルエネルギー曲面の直接決定

1.分子A,Bの溶媒和状態A(Solv)m,B(Solv)n(Solv=水、アンモニア、アルコール等;m,n=1,2...)について、それらが起こす化学反応の遷移状態(AB)^≠(Solv)m+nを直接的に観測するための実験装置を製作した。(1)運動エネルギーを規定した負イオンクラスター(AB)^-(Solv)m+nの強いビームを気相中に生成し、飛行時間質量分析法で溶媒分子数を選別した。負イオンクラスターにYAGレーザー高調波(355,266nm)を照射して光脱離を起こし、放出電子のエネルギー分析を行った。得られた光電子スペクトルに基づき(AB)^≠(Solv)m+nの振動状態を解析した。本年度は特に(N_2O)_nO^-クラスターについて研究を行った。2.軌道放射光に含まれる真空紫外光で分子を励起して、それらが負イオンと正イオンに解離する過程について研究した。ハロゲン化メチルからのH^-および二酸化硫黄からのO^-の光解離効率曲線を測定し、これまで知られていなかった多くの中性超励起状態(おもにリュードベリ状態)を検出し、さらにそれら超励起状態の光解離のダイナミックス(中性断片への解離や自動イオン化との競争など)について有用な情報を得た[J.Chem.Phys.96,7500(1992);Org.Mass Spectrom.28巻、印刷中]。3.光励起イオン対生成過程に関してより多くの知見(例えば解離の際の運動エネルギー放出、3体解離の分岐北等)を得るために、新しいタイプの粒子同時計測技術を開発した。光イオン化現象に対して光電子・正イオンや正イオン・正イオン同時計測法を適用した例はこれまで数多く報告されているが、正イオン・負イオンの同時計測については報告例がない。今回、酸素分子と水素分子からのイオン対生成過程についてこの方法を適用し、前期解離を引き起こすリュードベリ状態の対称性などについて議論した[Zeit.Phys.D26巻、印刷中]。
音声言語情報処理を利用した韻律の自動学習

本研究は、学習者が文を発話した際に現れる韻律的特徴を、母語話者との比較により、物理量・知寛の両方から広く分析し、望ましい韻律を定量化し、韻律学習のためのシステムを構築することを目指した。特に、1)国内学習者の最多数を占める中国語話者の音声の基本周波数パターンに焦点を当て、データを収録してコーパスを作成すること、2)音響分析を行い、母語話者と比較して特徴的な差異を定量的・定性的に分析し、母語話者の知覚実験から自然な発話、不自然な発話を記述すること、3)得られた結果から学習者に効果的な指導法を見出し学習システムを構築すること、を目標にした。1)では、2種類のコーパスを作成し、中国語話者、日本語話者、英語話者、3言語話者間の比較が行えるようにした。2)に関しては、1文発話中の文節毎、あるいは文節を跨ぐFOパターンやFOレンジの変化について調べ、その結果、中国語話者は、文節毎にFOパターンがなだらかな弧を描かず、直線的に変化し、短時間でFOを上昇・下降させることが分かった。また、レンジ変化が画一的であり、母語話者では文末のFOが低くレンジが狭いのに対し、中国語話者では文末までFOが一定の高さを保ち、レンジも広いままであることが分かった。また、これらの特徴が多く現れる発話ほど、母語話者による聴取実験により、不自然であると評価された。さらに、基本周波数パターン生成過程モデルを用いた分析では、フレーズ指令とアクセント指令といったパラメータレベルでの解析により、中国語話者は母語話者よりも、両指令がともに過剰生成されること、中国語話者は、文中の機能語の位置に母語話者よりもはるかに多くのアクセント指令を生成することが分かった。これらは、英語話者と比較して、中国語話者により顕著であり、文節内(内容語+機能語)でいくつも韻律語が形成される現象も、英語話者に比べて顕著であった。3)に関して、学習者の、語レベルのアクセント型の習得と、語以上のまとまりに対するFOパターンの適切な制御を促進させるため、語と、語が活用した際のアクセント変化を体系的に学習できるオンライン学習システムを開発した。現在も構築作業が進行中であり、今後も現場のニーズに合わせて拡大していく。本研究は、母語話者と比較した日本語学習者の発話の韻律的特徴を、物理量・知覚の両方から広く分析することにより、望ましい韻律を定量化し、最終的に韻律学習システムを構築することを目指している。平成19年度以前は、国内学習者の3分の2を占める中国語話者の日本語朗読音声に現れる韻律的特徴を、基本周波数と継続時間長の観点から定性的・定量的に分析した。平成19年度(当該年度)は、これまでの母語話者・標準中国語話者の比較的少量のデータを扱った研究成果を検証するため、被験者数、背景母語、朗読文に用いる文数を増加させ、分析に必要な音声コーパスを作成した。コーパスには、標準中国語話者に加え、中国語内の方言差異を考慮するための上海方言話者の音声、中国語話者と比較するための英語話者の音声を含む。まず、音声収録のためのソフトを開発し、次に、母語話者、中国語話者は、研究者所属大学内の防音室あるいは学習者所属の小教室で、英語話者は米国の大学機関で、音声収録を行った。その後、収集したデータから、従来手法による韻律の分析と、音声合成の分野で広く用いられる基本周波数(FO)パターン生成過程モデルを第二言語話者の韻律分析に応用し、表層のFOパターンをアクセント指令とフレーズ指令といったパラメータレベルで分析することにより、より定量的な分析結果を示した。モデル上の分析により、中国語話者は男女とも、母語話者より基底周波数が高く、フレーズ指令、アクセント指令がどちらも過剰生成され、指令の大きさが文節毎に単一的であることが分かった。さらに英語話者を追加した分析により、中国語話者は母語話者、英語話者に比べ、文節内の機能語におけるアクセント指令の生成が多いことが分かった。本研究は、異なる3つの言語間の韻律比較を、日本語と各母語との両方の側面から、同一モデル上で行うことにより、統一的に記述することを目指しているという点で重要である。平成20年度は、分析をさらに発展させ、成果を利用した発音学習システムの構築に着手する。

また、これらの特徴が多く現れる発話ほど、母語話者による聴取実験により、不自然であると評価された。さらに、基本周波数パターン生成過程モデルを用いた分析では、フレーズ指令とアクセント指令といったパラメータレベルでの解析により、中国語話者は母語話者よりも、両指令がともに過剰生成されること、中国語話者は、文中の機能語の位置に母語話者よりもはるかに多くのアクセント指令を生成することが分かった。これらは、英語話者と比較して、中国語話者により顕著であり、文節内(内容語+機能語)でいくつも韻律語が形成される現象も、英語話者に比べて顕著であった。3)に関して、学習者の、語レベルのアクセント型の習得と、語以上のまとまりに対するFOパターンの適切な制御を促進させるため、語と、語が活用した際のアクセント変化を体系的に学習できるオンライン学習システムを開発した。現在も構築作業が進行中であり、今後も現場のニーズに合わせて拡大していく。
統合保育に参加する健康障害児の社会的行動の性質と意味に関する発達的研究

本研究は、統合保育に参加する発達障害の子どもが他者とどのようにかかわるのか、社会的行動の性質や生成する生活体験とケアニーズについて1年間の変化過程を検討した。結果、発達障害の子どもの社会的行動は友好的で、遊びへ挑戦的に参加する行動が全体の約80%を占めた。また子どもの社会的行動は、時間変化以上に生活場面で変化した。子どもは「自由遊び場面」で、「玩具とのかかわり方」の学習を「人とのかかわり方」に還元して適応力を広げ、社会的行動の出現頻度と有効な行動の頻度を高めた。本研究の目的は、統合保育に参加する病気や障がいのある子どもと仲間・保育士の社会的相互作用場面で観察される社会的行動の性質と意味について発達的変化を検討することにある。平成19年度は、平成20年度に保育場面の縦断的行動観察を実施させていただく協力園にて、10月以降予備的保育観察を行った。その結果、協力園全入園児の約10%が発達障害(経過観察中を含め)の子どもであった。子どもたちは、3歳から6歳で、集団生活で「主体的な参加」「健康生活の生成」「健康問題への健全な対処」に課題のあることが観察された。例えば、発達障害の子ども・仲間間の「主体的な参加」については、園庭での自由遊び以上に保育室内のコーナー遊びやお集まりで課題の多いことが明らかとなった。特に、コーナー遊びは子どもの自発性に基づく主体的な遊びの要求を取り入れた活動であり、保育環境に挑戦する「選択の自由」、遊びの「方法の自由」、そして遊びの結果について、個性的で創造的であることを認める「評価の自由」が保証された活動である。しかし、発達障害の子どもにとっては多数の教材・教具の置かれた保育環境は脅威的な環境に映り、安心できない環境下では自己を委縮させてしまった。その結果、自分の活動が焦点化できず、衝動的・破壊的・攻撃的な社会的行動をとることがあった。また、その衝動性などが、仲間の否定的な感情や攻撃性を引き出し、「こわい」「近くに来ないで」「一緒に遊ばない」「見てるだけならいいよ」といった、活動への参加の拒否、限界や制限を作りだしていた。発達障害の子どもは、集団生活で仲間と過ごす「楽しさ」を感じても断片的で連続性に乏しい。今年度は、発達障害の子どもが仲間との快情動を持続できない根拠は何なのか、そこへの支援を考え、関係支援に繋がるよう社会的行動の変化をとらえ、かつ保育士との連携の可能性と課題をも検討していきたい。平成20年度は、保育所・クラス担任および被観察者の保護者と各クラス保護者の同意を得て、統合保育に参加する健康障害のある子ども4名とクラスメイト(3クラス:3歳児5歳児の混合クラス)79名と保育士9名を対象に、保育場面の縦断的行動観察を実施した。また被観察者は療育機関に継続的に通園していたため、療育機関での治療過程や家庭環境を理解するために保護者と年34回の面接を実施した。その結果、例えば自閉症と知的障害のある5歳児では、視覚・聴覚・触覚といった自分の身体感覚を手がかりに、信頼する保育士に支えられて、集団生活に受け入れられるパターン化された行動やこだわりといった行動様式と彼なりの生活秩序を作り出した。特に、集団生活における「主体的な参加」は、保育士の「お話をします。いい?」という声かけにはじまり、写真(絵)・言葉による説明を受けることで集団生活に見通しを持って参加することができた。言葉による説明とは、例えば「粘土遊びをします。」という通称表現ではなく、子どもの世界を言語化して「JAPANします(粘土遊びで子どもが表現していた世界)」と表現することで、子どもは深い納得と豊かな活動ができた。また最後の「いい?」という問いかけは、「決めるのは子ども自身である」という主体性を導き育む重要な意味を持っていた。この保育により、主体的で自律的な生活となりパニックを起こすことも少なくなった。また、パニックを起こした時も彼らの視覚・触覚刺激と自己刺激への反応を導き出す保育により、快情動を引き出しつつ、子どもの思考と感情、現実の同化、精神内部の葛藤の解決、支配の達成、健康的で効果的な対処を可能にする場面も観察されるようになった。本研究の目的は、統合保育に参加する健康障害児の社会的相互作用場面で観察される社会的行動の性質と意味の発達的変化を検討することにある。平成21年度は、前年度に引き続き在園する健康障害児2名について縦断的社会的行動観察を9月まで継続することに並行して、昨年度の記述式観察記録の分析を行った。

平成20年度4月から翌年3月までの記述式観察記録は、被観察者4名とクラスメイト79名、保育士9名、および観察者との社会的相互作用場面をホワイティングらの子どもの社会的行動12カテゴリーに準じカテゴリー化し、社会的行動出現頻度の傾向と特徴を検討した。被観察者男児4名の背景は自閉症と広汎性発達障害があり、家庭環境・保育環境は生活環境として子どもの発達にふさわしい経験と学びの機会があると評価された。発達評価では、歴年齢平均5歳2ヶ月時点で発達年齢平均2歳7ヶ月であった。4名の社会的相互作用場面は、約1年間で244保育場面(朝のお片づけや園庭や保育室での自由遊び・設定保育など)あり、社会的行動9895行為がカテゴリー化された。12カテゴリーのうち、4名で観察頻度の高い3カテゴリーは共通して社交的行為・象徴的攻撃・注意喚起であり、各個別総数の約80%を占めた。また年間月別社会的行動の観察頻度の差異を検討した結果、3名は有意差なく、場面別差異は4名共に24行動で、特に園庭や保育室内での『自由遊び場面』で責任ある提案や象徴的攻撃の観察頻度が有意に高かった。統合保育に参加する発達障害児の社会的行動は、環境に対して友好的・親和的で、遊びへ積極的・挑戦的に参加する健康的な生活行動であった。また子どもの社会的行動は、設定保育場面以上に『自由遊び場面』で引き出され、遊具や玩具を介して興味関心を育み、選択した遊具・玩具の特徴や遊戯性に導かれ活かした技能を高めることが、対人的相互作用に連動すると考えられた。
日本と南太平洋を結ぶ南アジア系ディアスポラの社会学的研究

研究計画の1年目は,研究代表者と海外の研究協力者の間で,日本もしくはニュージーランドで研究打ち合わせ,および現地調査を行う.2年目は,研究代表者が南太平洋で中古車・中古部品貿易業/ハラール食品産業に関する調査を行う.3年目は,研究代表者が南アジアから適当な調査地を選んで,中古車・中古部品貿易業/ハラール食品産業に関する現地調査を実施する.調査地の選定は,2年目までの調査結果を元に,関連が高いと思われる地点に決める.4年目は,研究代表者と研究協力者の間で,研究成果の公表準備のため,日本もしくはニュージーランドで最終的な研究打ち合わせを行う.必要であれば追加の調査も行う.研究計画の1年目は,研究代表者と海外の研究協力者の間で,日本もしくはニュージーランドで研究打ち合わせ,および現地調査を行う.2年目は,研究代表者が南太平洋で中古車・中古部品貿易業/ハラール食品産業に関する調査を行う.3年目は,研究代表者が南アジアから適当な調査地を選んで,中古車・中古部品貿易業/ハラール食品産業に関する現地調査を実施する.調査地の選定は,2年目までの調査結果を元に,関連が高いと思われる地点に決める.4年目は,研究代表者と研究協力者の間で,研究成果の公表準備のため,日本もしくはニュージーランドで最終的な研究打ち合わせを行う.必要であれば追加の調査も行う.
ライフサイクルアセスメントと包絡分析法の統合によるわが国の水稲栽培の環境効率分析

本研究では,ライフサイクルアセスメント(LCA:Life Cycle Assessment)と包絡分析法(DEA:Data Envelopment Analysis)の統合手法により,わが国における水稲栽培の環境効率分析を行うことを主たる目的としている.LCAは製品の環境影響を総合的に定量化する手法である.また,DEAは意思決定主体の効率スコアを計算する手法である.2017年度においては,農林水産省の統計情報から作成した分析用データセットを用いて,環境効率分析の予備的分析として,水稲栽培のエネルギー効率分析を実施した.水稲栽培のエネルギー効率分析については,2017年度中に論文として公表済みである.以上を踏まえて,2018年度においては,2017年度に行った水稲栽培のエネルギー効率分析を環境効率分析に拡張することを試みた.まず,LCAを用いて水稲栽培の総合的な環境影響評価を実施した.既に計算済みのエネルギー消費量に加えて,わが国の水稲栽培を対象としたLCA評価研究においてよく取り上げられている地球温暖化,酸性化,富栄養化の環境影響カテゴリーを新たに追加し,それらの環境影響ポテンシャルを計算した.さらに,これらの環境影響ポテンシャルと米の収穫量のデータを用いて,水稲栽培のDEA環境効率を算定した.その際,わが国農政における農業経営体の規模拡大施策が水稲栽培の環境効率にどのような影響を与えるのか,という分析課題を設定した.この環境効率分析の結果については,国内学会で口頭発表を行った.2018年度は,水稲栽培のLCA評価および環境効率分析を実施し,国内学会での口頭発表を行ったため,おおむね順調に進展していると考える.研究最終年度となる2019年度においては,分析結果を論文として投稿する作業を進める.本研究では,わが国の水稲栽培における環境効率を,ライフサイクルアセスメント(LCA:Life Cycle Assessment)と包絡分析法(DEA:Data Envelopment Analysis)の統合手法によって計測する.LCAは,個別の環境影響を定量化する上で非常に優れた手法として知られている.しかしながら,複数の環境問題を単一の環境指標に統合する場合,価値判断に基づいた重み付けを行わなければならず,手法上の限界が指摘されている.そこで,本研究では,環境効率推計のために,数学的にウェイトを決定して効率スコアを求めるDEAを適用する.環境効率分析におけるLCAとDEAの統合化は,複数の環境問題を統合することによって,恣意性を排除した環境問題の包括的な評価を可能にする.本研究は,わが国において,どのような水田経営体が水稲の生産性向上と環境影響緩和を両立させることができるのかを定量的に解明し,分析結果から,エネルギー的,環境的,経済的に持続可能な水田経営体を育成するための経営支援対象を特定し,かつ,農業環境対策として具体的に取り組むべき内容を示唆する.2017年度は,環境効率分析の前段階として,わが国の水稲栽培におけるエネルギー消費量を推計し,DEAを用いてエネルギー効率スコアを計測した.これらの分析結果からエネルギー効率向上のための削減ターゲットを特定化した上で,わが国におけるエネルギー効率的な水稲経営体を推進していくための方向性について,政策的示唆を与えた.2017年度は,わが国の水稲栽培におけるエネルギー効率分析を実施し,研究成果を論文として公表するに至ったため,おおむね順調に進展していると考える.本研究では,ライフサイクルアセスメント(LCA:Life Cycle Assessment)と包絡分析法(DEA:Data Envelopment Analysis)の統合手法により,わが国における水稲栽培の環境効率分析を行うことを主たる目的としている.LCAは製品の環境影響を総合的に定量化する手法である.また,DEAは意思決定主体の効率スコアを計算する手法である.2017年度においては,農林水産省の統計情報から作成した分析用データセットを用いて,環境効率分析の予備的分析として,水稲栽培のエネルギー効率分析を実施した.水稲栽培のエネルギー効率分析については,2017年度中に論文として公表済みである.以上を踏まえて,2018年度においては,2017年度に行った水稲栽培のエネルギー効率分析を環境効率分析に拡張することを試みた.まず,LCAを用いて水稲栽培の総合的な環境影響評価を実施した.既に計算済みのエネルギー消費量に加えて,わが国の水稲栽培を対象としたLCA評価研究においてよく取り上げられている地球温暖化,酸性化,富栄養化の環境影響カテゴリーを新たに追加し,それらの環境影響ポテンシャルを計算した.さらに,これらの環境影響ポテンシャルと米の収穫量のデータを用いて,水稲栽培のDEA環境効率を算定した.その際,わが国農政における農業経営体の規模拡大施策が水稲栽培の環境効率にどのような影響を与えるのか,という分析課題を設定した.この環境効率分析の結果については,国内学会で口頭発表を行った.2018年度は,水稲栽培のLCA評価および環境効率分析を実施し,国内学会での口頭発表を行ったため,おおむね順調に進展していると考える.2018年度以降は,当初の予定通り,わが国の水稲栽培における環境効率計測に関する分析を進める.研究最終年度となる2019年度においては,分析結果を論文として投稿する作業を進める.2018年度末に行った論文の英文校閲の支払い請求分が次年度になってから執行されることになったため.
単純模型実験による溶接止端部の破壊靱性の評価方法

溶接T継手試験片の引張・曲げ複合加力試験を繰り返し行った。実験変数は、板厚および引張・曲げ予ひずみの大きさである。少数の供試体については、低温下の実験を行った。また、溶接止端部に予め疲労亀裂を設けた後に加力する実験も行った。破壊形態は溶接止端部より延性すべり亀裂が始まり、この亀裂が脆性破壊に転化して全断面破壊に至る。板厚が大きいほど、予ひずみが大きいほど、温度が低いほど脆性的な破壊を示す予想通りの実験結果が得られた。連続体損傷理論と実験より延性亀裂の発生を予測する簡単な式(等価塑性歪、3軸応力、材料の一様伸びの関数)を見出すことが出来た。ただし、この式で発生を予測できる亀裂は、深さ0.1mm程度の極めて小さいものである。継手の荷重変形関係はこの様な亀裂の発生には影響されない。非線形有限要素解析により、溶接止端部に深さ0.52.5mm程度の亀裂が発生するまでの荷重・変形関係を正確に再現することが出来ることが分かった。亀裂深さが深さ0.52.5mm程度に達した後は、急激に亀裂が進展して継手は耐荷力を失う。亀裂が拡大して終局状態に到る現象を解析的に再現することには、未だ成功していない。亀裂先端が鈍化し、底から新たな亀裂が発生する成長の挙動を、有限要素解析で再現できることが分かった。亀裂の成長を制御する破壊パラメーターにJ積分値またはCTOAを用いて亀裂の成長を予測する解析手法について研究が進行中である。亀裂発生後の耐力評価の1手法として破壊評価線図(failure assessment diagram)を応用したところ、簡単かつ的確に評価できそうなことが分かった。兵庫県南部地震で多くの鉄骨構造物が脆性破壊した。これは実物実験による貴重なデーターを提供するものであり、本研究の一環として調査を進めている。調査項目の一つは芦屋浜高層アパート柱材の脆性破壊である。動的解析の結果から、柱材に作用したひずみ速度は10%/sec程度に達しており、脆性破壊の有力な原因となることが分かった。別の調査項目は、溶接欠陥を有する柱梁接合部の引張破断に関するもので、実大実験を行った。その結果、欠陥の形状、位置が接合部の性能に影響を与えることが分かった。破壊形態は、溶接止端部より延性すべり亀裂が始まり、この亀裂が脆性破壊に転化して全断面破壊に至る。非線形有限要素解析により、溶接止端部に亀裂が発生するまでの荷重・変形関係を正確に再現することが出来た。

止端部に延性亀裂が発生する時点は、止端部の要素の平均ひずみが材料の一様伸びに達することで予測できる。ただし、発見時の亀裂の大きさと解析に用いる要素の大きさが関係するので、解析によって要素の伸びをほかの破壊パラメーター(CTOAなどの)に換算する必要がある。亀裂先端が鈍化し、底から新たな亀裂が発生する成長の挙動を、有限要素解析で再現できることが分かった。亀裂の成長を制御する破壊パラメーターにJ積分値またはCTOAを用いて亀裂の成長を予測する解析手法について研究が進行中である。亀裂発生後の耐力評価の1手法として破壊評価線図(failure assessment diagram)を応用したところ、簡単かつ的確に評価できそうなことが分かった。兵庫県南部地震で芦屋浜高層アパートの柱が脆性破壊した。これは実物実験による貴重なデーターを提供するものであり、本研究の一環として調査を進めている。実構造物の動的解析の結果から、柱材に作用したひずみ速度は10%/sec程度に達しており、脆性破壊の有力な原因となることが分かった。溶接T継手試験片の引張・曲げ複合加力試験を繰り返し行った。実験変数は、板厚および引張・曲げ予ひずみの大きさである。少数の供試体については、低温下の実験を行った。また、溶接止端部に予め疲労亀裂を設けた後に加力する実験も行った。破壊形態は、溶接止端部より延性すべり亀裂が始まり、この亀裂が脆性破壊に転化して全断面破壊に至る。板厚が大きいほど、予ひずみが大きいほど、温度が低いほど脆性的な破壊を示す予想通りの実験結果が得られた。連続体損傷理論と実験より延性亀裂の発生を予測する簡単な式(等価塑性歪、3軸応力、材料の一様伸びの関数)を見出すことが出来た。ただし、この式で発生を予測できる亀裂は、深さ0.1mm程度の極めて小さいものである。継手の荷重変形関係はこの様な亀裂の発生には影響されない。非線形有限要素解析により、溶接止端部に深さ0.52.5mm程度の亀裂が発生するまでの荷重・変形関係を正確に再現することが出来ることが分かった。亀裂深さが深さ0.52.5mm程度に達した後は、急激に亀裂が進展して継手は耐荷力を失う。上端部に延性亀裂が発生する時点は、止端部の要素の平均ひずみが材料の一様伸びに達することこの現象を解析的に再現することには、未だ成功していない。兵庫県南部地震で多くの鉄骨構造物が脆性破壊した。調査項目の一つは芦屋は真高層アパート柱材の脆性破壊である。動的解析の結果から、柱材に作用したひずみ速度は10/sec程度に達しており、脆性破壊の有力な原因となることが分かった。別の調査項目は、溶接欠陥を有する柱梁接合部の引張破断に関するもので、実大実験を行った。