hpprc/llmjp-kaken huggingface dataset:
裾・境界バイアス問題のないノンパラメトリック直接型密度比推定量とその応用について

本年度は以下の研究成果を得た。1)非対称カーネルを用いた境界バイアスのないノンパラメトリック密度推定量について、既存研究で行われた3つのバイアス修正法をそれぞれ一般化することにより、高次のバイアス修正法を提案して、その漸近的性質(バイアス、分散、一致性、漸近正規性、平均2乗誤差)を導出した。また、数値実験により、有限標本における性能を検証した。2)従来のノンパラメトリックな直接型密度比推定量について、厳密に考察することによって漸近バイアスを導出し、裾・境界バイアス問題があることを示した。3)昨年度に漸近的性質(バイアス、分散、平均2乗誤差、漸近正規性)を導出し、裾・境界バイアス問題がないことを示した直接型ベータカーネル密度比推定量について、実際の利用には平滑化パラメータを決める問題が存在するため、leaveーoneーout交差検証法を用いた平滑化パラメータ選択法を考案した。さらに、そのleaveーoneーout交差検証法による平滑化パラメータ選択法を裾・境界バイアス問題のある従来の直接型カーネル密度比推定量及び、リフレクション法を用いて裾・境界バイアスを補正した直接型カーネル密度比推定量にも応用し、密度比推定の数値実験によって、考案した平滑化パラメータ選択方が正常に働くこと、直接型ベータカーネル密度比推定量が有限標本でも裾や境界で上手く推定できること、リフレクションによる直接型密度比推定量に匹敵する性能を持つことを示した。1)直接型ベータカーネル密度比推定量について、leaveーoneーout交差検証法を用いた平滑化パラメータ選択法を考案し、数値実験によりその性能を検証した。また、その成果を学会・研究集会で発表した。1)収束比の改良(バイアスの修正法)について考察する。2)不連続性検定への応用について検討する。1)ガンマ密度の一般化である、一般化ガンマ(アモロソ)密度をカーネルに用いた、台が非負である密度を対象とする境界バイアスのない一般化ガンマ(アモロソ)カーネル密度推定量の漸近的性質(バイアス、分散、強一致性、漸近正規性、平均積分2乗誤差)を示した。さらに、その平均積分2乗誤差の収束比を改良する、バイアス修正を行った。また、数値実験を実施して、有限標本においてバイアス修正が機能していることを示した。2)従来のノンパラメトリックな直接型カーネル密度比推定量には、裾や境界での推定に問題があり、実際に裾や境界で0に収束しないバイアスがあり、したがって、裾や境界では平均2乗誤差も0に収束しないことを示した。また、数値実験を実施して、有限標本でも裾・境界付近での推定に問題があることを示した。3)ベータカーネルを直接型密度比推定に応用した、直接型ベータカーネル密度比推定量の漸近的性質(バイアス、分散、平均2乗誤差、漸近正規性)を導出し、裾・境界バイアスがないことを示した。また、数値実験を実施して、直接型ベータカーネル密度比推定量と、裾・境界バイアスのある直接型カーネル密度比推定量及び、リフレクション法を用いて裾・境界バイアスを補正した直接型カーネル密度比推定量との有限標本における性能を比較して、裾や境界で上手く推定できること、リフレクションによる直接型密度比推定量に匹敵する性能を持つことを示した。2)ベータカーネルを用いた裾・境界バイアスのない直接型密度比推定量に関する研究が進んでおり、その結果を研究集会で報告した。1)ベータカーネルを用いた裾・境界バイアスのない直接型密度比推定量について、その平滑化パラメータ選択法を考察する。2)収束比の改良について考察する。3)不連続性検定への応用について検討する。
非接触ダイバータ研究のための高感度プラズマ輻射イメージング計測の実現

核融合炉では、装置内壁の局所的な熱負荷を減らすため、プラズマ周辺のダイバータ部を内壁と非接触にする、非接触ダイバータという運転手法が考えられている。その実現には、プラズマからの輻射を含むエネルギーの伝搬を明らかにする必要があり、高感度・多チャンネル(イメージング)の輻射計測が求められる。本研究では、ダイバータプラズマを対象とし、薄膜検出器の金属層の構造を1真空蒸着法により薄くする、2小型の検出器に分割して熱伝導による損失を減らす、という2つのアプローチで計測を高感度化する。
金属アレルギー発症過程における樹状細胞遊走因子の解析

金属アレルギー発症過程において,樹状細胞と上皮角化細胞上に発現する細胞遊走関連因子を解析することで,金属アレルギー発症過程における細胞間の相互作用を明らかにすることを目的とした.樹状細胞,上皮角化細胞上ともにNiで刺激すると,上皮角化細胞上ではTSLP,樹状細胞上ではTSLPRの発現が上昇した.TSLPRsiRNAをマウス耳介皮下に注入してNiアレルギーを惹起させると,アレルギー反応は減弱し,TSLPーTSLPRが金属アレルギー発症に何らかの役割を果たしていることが示唆された.GM-CSFを用いてマウス骨髄より分化誘導した樹状細胞(dendritic cells; DC)をニッケル(Nickel; Ni)で刺激した後,経時的なTSLPRの発現を観察した.同様に,Ni刺激後の経時的なGプロテインおよびMAPキナーゼの活性化の状態も観察した.さらに,マウスケラチノサイト株,PAM2.12およびヒトケラチノサイト株,HaCaTをNiで刺激した後,抗TSLP抗体で染色してTSLPの発現を観察した.Niで刺激したDCでは刺激2432時間後にTSLPR mRNAおよびタンパクの発現上昇がみられた.また,RhoAとRac1の活性化,および,過去の報告通りp38の活性化も観察された.そこで,TSLPを加えたDC上でのGプロテインの活性化の状態をウェスタンブロットで解析したところ,RhoAとRac1の活性化を認めた.一方,Niで刺激した後のケラチノサイトでは,PAM2.12,HaCaT両方で刺激24時間後をピークにTSLPの発現上昇を認めた.細胞遊走能への影響を検討するために,DCに対してケモタキシスアッセイを行った.DC培養液中にTSLPを加えて24時間培養した後,DCを回収した.続いてトランスウェルの上段にDCを播種し,TSLPの残っていない状態でのDCの遊走を観察した.播種6時間後に下段のチャンバーに移動したDCの数を測定したところ,何も加えていないコントロール群と比較して,TSLPを加えた群では有意なDCの下段への遊走が観察された.本年度はDC上に発現するTSLPRとGプロテイン,ケラチノサイト上に発現するTSLPとGプロテインの発現動態を解析した.また,ケモタキシスアッセイおよび細胞骨格の変化も観察し,ほぼ当初の計画通りに研究が進んでいる.GM-CSFを用いてマウス骨髄より分化誘導した樹状細胞(dendritic cells; DC)をニッケル(Nickel; Ni)で刺激した後,経時的なGプロテインおよびMAPキナーゼの発現動態をWestern blot.法で観察したところ,p38の活性化とRhoAの活性化を認めた.また,TSLPRの発現増強も認めた.そこで,TSLPを加えて同様の実験を行ったところ, DC上に発現する活性化RhoAが増強した.さらにDCの培養上清にTSLPを加え,トランスウェルを用いてケモタキシスアッセイを行ったところ,TSLPを加えた群でアッセイ開始6時間後のDCの遊走が増えており,TSLPがDCの遊走能を増強していることを認めた.つまり,Niで刺激するとDC上でTSLPの発現が上昇し,RhoAの活性化を促進することによりDCの遊走能が上がることを確認した.また,Ni刺激後のアクチン骨格の変化を確認するためにファロイジン抗体でDCを染色したところ,Ni刺激24時間後のストレスファイバーの形成を認めた.本年度はケラチノサイトへのTSLP遺伝子導入実験とその後のシグナル伝達の解析を行った.また,RNAiを使ってTSLPの発現を減弱させた実験も実施した.in vivo導入には至っていないが,準備はできており,ほぼ当初の計画通りに研究が進んでいる.マウスケラチノサイト株Pam2.12およびヒトケラチノサイト株HaCaTをニッケル(Nickel;Ni)で刺激して24時間後のTSLP発現を観察すると,どちらの細胞株もTSLPの発現増強を認めた.そこでPam2.12にTSLP siRNAを導入してTSLPの発現を減弱した後,Niで刺激すると,MAPキナーゼの中でも特にp38の発現の減弱を認めた.樹状細胞(dendritic cells; DC)をNiで刺激するとTSLPRの発現が増強し,p38およびGプロテインRhoA,Rac1の発現増強を認めた.そこでケモタキシスアッセイにより,TSLPを加えて培養したDCのNi刺激に対する遊走能の変化を観察したところ,アッセイ開始から6時間から12時間の間に,Ni刺激群において遊走したDC数の増加を認めた.いくつかの金属を染色する蛍光色素NewportgreenはNiも染色することで知られているが,TSLPを加えてからNiで刺激したDCをNewportgreenで染色した後,マウス皮下に投与して,24時間後の頸部リンパ節に含まれる細胞をフローサイトメーターで解析したところ,CD11c/FITC (Newportgreen)ダブルポジティブの細胞群の軽度上昇を認めた.次にDCにTSLPRsiRNAの導入を試みたが,導入効率が悪かったため,TSLPR siRNAをマウス皮下に注入するin vivo実験で検討することにした.TSLPsiRNAをすでにNiで感作しているマウス耳介皮下に投与し,3日後,アジュバントと共にNiを耳介皮下に投与してアレルギーを誘導したところ,耳介皮膚の腫脹は有意に減弱した.同様に,TSLPRsiRNAを耳介皮下に投与した後にアレルギーを誘導したところ,皮膚の腫脹はわずかに減弱する傾向がみられた.

in vitro,in vivoの結果を合わせると,ケラチノサイト上のTSLPとDC上のTSLPRの相互作用がNiアレルギーの惹起において重要な役割を果たしている可能性が示唆された.金属アレルギー発症過程において,樹状細胞と上皮角化細胞上に発現する細胞遊走関連因子を解析することで,金属アレルギー発症過程における細胞間の相互作用を明らかにすることを目的とした.樹状細胞,上皮角化細胞上ともにNiで刺激すると,上皮角化細胞上ではTSLP,樹状細胞上ではTSLPRの発現が上昇した.TSLPRsiRNAをマウス耳介皮下に注入してNiアレルギーを惹起させると,アレルギー反応は減弱し,TSLPーTSLPRが金属アレルギー発症に何らかの役割を果たしていることが示唆された.次年度はケラチノサイトへのTSLPR遺伝子導入実験と,in vitroでの解析を行った後,マウスを用いたin vivoの実験を行う.具体的には,TSLPの発現を増強あるいは減弱させたPAM2.12,およびTSLPRの発現を増強あるいは減弱させたDCをマウスの皮下に移入し,Niアレルギーの病態の変化を観察する.ケラチノサイトへのTSLP遺伝子導入の影響をin vivoで検討した後,RNAi法を用いてケラチノサイト上のTSLP発現を抑制し,アレルギー反応への影響を観察する.また,siRNAをin vivoで局所に直接投与して,アレルギー反応を抑制するかどうか検討する.また,蛍光抗体を取り込んだTSLPR改変DCの解析も行う.歯科補綴学業務の都合で,計画時に予定していた学会1つに参加できなかったため.業務の都合で,計画時に予定していた国内学会2つに参加しなかったため.今年度の残額は,メディウム等の消耗品購入に使用する予定である.次年度予算は当初の計画通りである.実験の消耗品と,特にELISAキットの購入に充てる.
ガラスを用いた生体活性セメントの硬化、反応機構

1.研究目的:本研究代表者らは最近、CaOとSiO_2を主成分とするガラス粉末をリン酸アンモニウム水溶液に混ぜると数分以内に固まり、生体骨と自然に結合し、しかもポルトランドセメントの34倍の圧縮強度を示す生体活性セメントが得られることを見い出した。この種の材料は手術室で任意の形に成形できる骨修復材料として、また薬物を所望の場所に所望の速度で放出させる薬物担体などとして有用である。本研究は、同生体活性セメントの凝固硬化機構、並びに体液との反応機構を追究することを通して、上記の応用の可能性を明らかにすることを目的とする。2.研究結果:CaO-SiO_2-P_2O_5-CaF_2系のガラス粉末とリン酸アンモニウムの水溶液を1g/0.50.8mlの割合で混ぜると、一般に短時間で凝固し、凝似体液に侵漬すると比較的高い圧縮強度を示すセメントが得られる。ただし、その圧縮強度は、ガラスのCaO/SiO_2/P_2O_5比によって著しく変化し、CaO 47.1,SiO_2 35.8,P_2O_5 17.1,CaF_2 0.75重量比組成の時の最大値を示す。この組成からCaF_2を除去してもMgoを添加しても、圧縮強度は著しく低下する。ガラス粉末の粒度が5μmを越えると圧縮強度は低下する。水溶液のリン酸アンモニウム濃度が高くなると圧縮強度は高くなり、pH7.08.3で3.7Mの時最大値を示す。この混合物の凝固は、ガラス粒子間に非晶質リン酸カルシウム相が生成することによって生じる。この非晶質リン酸カルシウム相は、ガラスから先ずカルシウムイオンが、続いてケイ酸イオンが溶出し、リン酸アンモニウム水溶液中のリン酸イオンと反応することによって形成される。この混合物の硬化は、擬似体液中でガラス粒子間に結晶性のアパタイトが生成することによって生じる。この際、混合物中で多量のカルシウムイオンとリン酸イオンがリン酸アンモニウムカルシウムー水和物の形で固定されれば、それが擬似体液中で多くの水酸アパタイトを生じ、より高い圧縮強度を与える。1.研究目的:本研究代表者らは最近、CaOとSiO_2を主成分とするガラス粉末をリン酸アンモニウム水溶液に混ぜると、数分以内に固まり、生体骨と自然に結合し、しかもポルトランドセメントの34倍の圧縮強度を示す生体活性セメントが得られることを見出した。この種の材料は、手術室で任意の形状に成形できる骨修復材料として、金属や高分子材料を周囲の骨に固定するセメントとして、また薬物を所望の場所に所望の速度で放出させる薬物担体などとして有用である。本研究は、同セメントの凝固硬化機構、並びに体液との反応機構を追究することを通して、上記の応用の可能性を明らかにすることを目的とする。2.研究成果:CaOーSiO_2ーP_2O_5ーCaF_2系のガラス粉末とリン酸アンモニウムの水溶液を1g/0.50.8mlの割合で混ぜると、一般に短時間で凝固し、擬似体液に浸潰させると比較的高い圧縮強度を示すセメントが得られる。

ただし、その圧縮強度はガラス組成と粒度、液の濃度とpHなどにより著しく変化する。すなわち、擬似体液1日浸潰後のセメントの圧縮強度は、CaOーSiO_2ーP_2O_5ーCaF_2系のCaO/SiO_2/P_2O_5比によって席しく変化し、CaO 47.1,SiO_2 35.8,P_2O_5 17.1,CaF_2 0.75重量比組成の時に最大値を示す。この組成からCaF_2を除去すると圧縮強度が著しく低下する。この組成にMgOを添加しても圧縮強度が著しく低下する。ガラス粉末の粒度が5μmを越えると圧縮強度が低下する。水溶液のリン酸アンモニウム濃度が高くなると圧縮強度が高くなり、3.7Mの時最大値を示す。リン酸アンモニウム水溶液のpHが7.08.3の時に圧縮強度が最大となる。擬似体液の浸潰時間が長くなるにつれ圧縮強度が増加する。これらの大きい圧縮強度を与えるセメントは全て、混合時にリン酸アンモニウムカルシウム1水和物を形成し、擬似体液に浸潰した時多量の水酸アパタイトを形成する。1.研究目的:本研究代表者らは最近、CaOとSiO_2を主成分とするガラス粉末をリン酸アンモニウム水溶液に混ぜると数分以内に固まり、生体骨と自然に結合し、しかもポルトランドセメントの34倍の圧縮強度を示す生体活性セメントが得られることを見い出した。この種の材料は手術室で任意の形に成形できる骨修復材料として、また薬物を所望の場所に所望の速度で放出させる薬物担体などとして有用である。本研究は、同生体活性セメントの凝固硬化機構、並びに体液との反応機構を追究することを通して、上記の応用の可能性を明らかにすることを目的とする。2.研究成果:平成3年度の研究により、数分以内に固まり、擬似体液中で比較的高い圧縮強度を与えることが明らかになったガラス粉末とリン酸アンモニウム水溶液の組み合わせについて、その混合物を擬似体液に浸漬し、その凝固時間、圧縮強度及び構成相、並びに擬似体液の元素濃度を調べた。その結果、同セメントは混合後直ちに擬似体液に浸漬された場合(A法)も、いったん相対湿度100%,36.5°Cの環境下に1時間置き、その後擬似体液に浸漬された場合(B法)も共に、ガラス粒子間に非晶質リン酸カルシウム相(ACP相)を生成して凝固するが、その後は、A法ではACP相を直接アパタイトに転化させて硬化するのに対し、B法ではACP相をいったんリン酸アンモニウムカルシウム一水和物に転化させ、これを擬似体液中でより多くのアパタイトに転化させて硬化することが分かった。この硬化過程の違いにより、B法の硬化体は、A法のそれよりも高い圧縮強度を示した。さらに、2枚の板状ガラスの間にリン酸アンモニウム水溶液を挟んで、反応の初期過程を調べた結果、ガラスから先ずカルシウムイオンが溶出し、次いでケイ酸イオンも溶出し、これらのイオンがリン酸アンモニウム水溶液中のリン酸イオンと反応して、ガラス間にケイ酸イオンを含むACP相を形成することが分かった。
市場環境・生活環境の秩序形成における公私の協働-《公共圏》の実定法学的構造

公正な競争秩序や良好な自然環境、都市環境を確保するためには、行政機関や市町村だけでなく、市民が能動的な役割を果たすことが重要である。要するに、公私協働が求められるのである。しかし、公私峻別論に立脚する現行の実定法パラダイムは、この要請に充分に応えていない。本研究においては、行政法や民法を始めとする実定法において、どのようにして従来の考え方を克服して新しいパラダイムを構築すべきかの道筋を示した。研究の初年度である今年度は、次のような活動を行った。(1)全体研究会開催による問題意識の共有。(2)分担者以外の研究者を招聘しての研究会開催(3回)による問題意識の深化。(3)前期基盤Aプロジェクトが開催した2回のシンポジウム(競争秩序と環境秩序を対象にする)の成果公表のための作業(いずれも北大法学論集に公表済)。(4)全体シンポジウムの開催(1回。テーマ「消費者法における公私の協働」)、(5)現地調査による外国の問題状況の把握(3名を派遣。対象国:スイス・ドイツ、アメリカ、フランス)。(6)HP開設による研究成果の発信。以上の作業を通じて、次のような知見を獲得しつつある。1)競争秩序および環境秩序といういわゆる「外郭秩序」(本研究が《公共圏》と想定した法領域)においては、民事法および公法だけでなく刑事法も含めたさまざまな法制が法秩序確保のために機能している(法の競合)。しかし、そこで《公私協働》が確保されているかというと、現状はそこまで到底いっていない。そのためには、従来の法のパラダイムを超えるための法理論的検討が要請される。2)「外郭秩序」以外の領域(従来の法パラダイムが支配する「中核的秩序」の領域)においても、法の競合は見出される(消費者法に関するシンポジウムで強調された知見)。これと「外郭秩序」における問題状況の異同は、今後検討すべき重要な理論的課題である。3)西欧先進諸国においても、競争法と環境法を中心としつつ、日本と類似の問題状況が見出されるよううになってきている。そして、そのような新たな問題状況を分析する理論的業績も、いまだ多くはないが、見出されるようになってきている。この動向の全体的把握も、本研究プロジェクトの重要な課題である。次年度以降、外国との人的交流を図りつつ、以上の理論的課題を深化させるつもりである。2年目の今年度は、(1)全体研究会を開催して(1回)問題意識の共有を図るとともに、(2)問題領域研究班における問題領域別の各論的研究を推進した。とりわけ、2007年度日本私法学会全体シンポジウム「競争秩序と民法」の報告者グループが本基盤研究を母体として組織されることが決定したこともあって、市場環境班の作業を重点的に推進した。報告者グループの内部的研究会を開催するとともに(1回)、外部の研究者を招聘した研究会で問題意識の拡大を図った(計5回)。この作業は、日本私法学会シンポジウムが実施される来年度に本格化する。また、生活環境班についても、外部研究者を招聘した2回の研究会を開催した。(3)本基盤研究の活動は、各種学会でも注目され、メンバーが、日本法社会学会シンポジウム(公私協働論)に招かれたり(秋山)、日本学術会議主催のシンポジウム(公私区分論)に招かれたりしている(吉田)。(4)国際交流については、フランスから、競争法の第一人者Muriel Chagny教授を招聘して、国際シンポジウムを北大において開催したほか、フランス語での集中的研究会を東大において開催した。また、モロッコで開催されたアンリ・キャピタン協会の年次総会のテーマが「競争」だったことから、1名を派遣して日本の問題状況について報告した。年度末には、フランスの状況調査と来年度の招聘準備のために2名を外国調査に派遣した。(5)前年度開催した全体シンポジウム「消費者法における公私の協働」の公表準備を進め、まもなく公表される予定である。また、HPを立ち上げ、研究会開催情報等の発信を開始している。前年度報告した理論的知見は、今年度の活動によって深められている。次年度は、各論的検討を継続しつつ(私法学会シンポが1つの節目となる)、実定法学パラダイムの再構築への自覚的作業を開始する予定である。本年度は3年目であり、最終年度のまとめにむけて、次の3つの領域での研究活動を実施した。1)競争秩序と公私協働:この研究領域では、2007年10月に日本私法学会の全体シンポジウム《競争秩序と民法》を本科研研究グループが担当したので、その準備が主要な活動になった。

報告者グループの内部的集中的研究会を3回、全報告予定者を報告者とした公開の準備研究会を1回開催したほか、外部から大村敦志、藤田友敬(東京大学)、山本豊(京都大学)、山本顯治(神戸大学)、川浜昇(京都大学)の各教授を招聘して研究会を開催し、問題意識の拡大を図った。学会シンポジウムは大盛況で高いレベルの議論が行われ、民法学界に貢献することができた。《公私協働》を前面に打ち出したシンポジウムは、私法学会でも初めてのことである。2)環境秩序と公私協働:1)の作業が本年度の中心になったため多少手薄になったが、2008年3月に《都市環境法における公私協働》と題するシンポジウムを開催し(亘理担当。報告者は、科研メンバーの秋山のほか、北村喜宣〔上智大学〕、越智敏裕〔上智大学〕)、それを結節点として研究活動の推進を図った。この成果は、北大法学論集に公表する予定で、現在その編集作業中である。3)公私協働をめぐる総論的検討:外部から山本隆司(東京大学、憲法・民法・行政法の関連)、内田貴(法務省、制度的契約論)、窪田充見(神戸大学、民事責任の機能)を招聘して研究会を開催し、理論的深化を図った。また、一般利益(公共性)をテーマとするパリでの国際シンポジウムにメンバー(吉田)を派遣した。成果一覧に見られるように、メンバーの研究成果公表も本格化しつつある。これを来年度のまとめにつなげていくつもりである。本年度は最終年度であり、次の2つの領域でシンポジウム等の研究活動を展開するとともに、研究のまとめのためのメンバーの個人研究活動を推進した。1)公私協働をめぐる総論的検討: 2007年にパリで開催された「一般利益」(公共性)をテーマとする国際シンポ(吉田が参加)で形成したネットワークを活用して、パリ第13大学ムスタファ・メキ教授を招聘し、2008年7月に札幌と大阪において「現代社会における一般利益の諸相」をテーマとする国際シンポと研究会を開催した。メキ教授は、『一般利益と契約』と題する浩潮な著書の著者であり、このテーマのフランスでの第一人者である。シンポと研究会の成果は、北大法学研究科GCOEの機関誌『新世代法政策学研究』創刊号に掲載された。2)公私協働をめぐる各論的検討(1)競争秩序と公私協働:昨年度の私法学会シンポジウム《競争秩序と民法》における議論を学会誌『私法』に公表するとともに、2009年2月には、松本恒雄(一橋大学)、後藤巻則(早稲田大学)両教授を招いて、シンポジウム『消費者法の課題と展望』を開催した。メンバーの池田清治(北海道大学)のコメントを含めた本シンポの成果は、前出の『新世代法政策学研究』第2号に公表予定である。(2)環境秩序と公私協働: 2007年3月に開催したシンポジウム『都市環境法における公私協働』の成果の編集作業はやや遅れたが、報告と議論を近刊の北大法学論集59巻6号に掲載予定である。成果一覧に見られるように、メンバーの成果公表は活発である。成果をまとめる著書の出版計画も進行中である。なお、1)2)(1)のシンポは、GCOEとの共催で開催された。ここに示されるように、本研究のテーマは、同GCOEのテーマに発展的に継承されており、今後も研究活動が継続される。
白亜紀中期における陸域湿潤化:温室地球システム解明に向けたモンゴル白亜系調査

モンゴル南東部の白亜紀中期(シネフダグ層)とジュラ紀中期(エーデムト層)の湖成層を対象に,(1)炭素同位体比,カイエビ化石,凝灰岩のF-T年代などに基づく年代層序の構築と,(2)岩相変化(頁岩・ドロマイト互層)から復元した湖水位変動の周期解析,鉱物・主要元素組成による化学風化度変動,有機化学指標(TEX_<86>)による湖水温復元などに基づく古環境変動復元を行い,モンゴル湖成層には,白亜紀中期温室期に頻発した海洋無酸素事変期(OAE1a1b)の,地球軌道要素を反映した降水量および古気温変動が記録されている.モンゴル南東部の白亜紀中期(シネフダグ層)とジュラ紀中期(エーデムト層)の湖成層を対象に,(1)炭素同位体比,カイエビ化石,凝灰岩のF-T年代などに基づく年代層序の構築と,(2)岩相変化(頁岩・ドロマイト互層)から復元した湖水位変動の周期解析,鉱物・主要元素組成による化学風化度変動,有機化学指標(TEX_<86>)による湖水温復元などに基づく古環境変動復元を行い,モンゴル湖成層には,白亜紀中期温室期に頻発した海洋無酸素事変期(OAE1a1b)の,地球軌道要素を反映した降水量および古気温変動が記録されている.研究初年度として,ゴビ砂漠南東部において,日本人6名とモンゴル科学アカデミー古生物センターのIchinnorov博士,モンゴル鉱物資源省のDelgertsogt博士とともに,8月中旬に2週間の現地調査を行った.フレンドホ地域のKhukhteg層(アプチアンアルビアン階),シネフダグ地域とエイデムト地域のShinekhudag層(バレミアンアプチアン階),ツシレグ地域のTzagantsav層(ベリアシアンバランジニアン階)からShinekhudag層を調査し,モンゴル南東部における下部白亜系の岩相層序を確認した.各地域の好露出セクションで,岩相を記載しながら岩相層序(1/100柱状図を作成)を確立し,有機化学・同位体比・無機化学分析用試料を適切な層準毎に多数採取した.シネフダグ地域とエイデムト地域のShinekhudag層では厚い湖成の有機質薄葉理泥岩層が連続的に露出しており,数cmから数mにおよぶ異なるサイズの周期的な岩相変化が確認でき,異なる周期の環境変動に対応する堆積周期を表している可能性が指摘される.両地域では貝形虫やカイエビ類化石も多数産しており,湖成環境変動の指標や堆積年代決定に有用となる可能性があるため,その分類の専門家であるGang Li博士(中国)に同定を依頼したところ,エイデムト地域のカイエビ類は中国北東部の湖成堆積盆からの群集との比較から,ジュラ紀中後期である可能性が指摘され,従来白亜系湖成層とされた地層に酷似するジュラ系湖成層の存在が確認された.採取試料の一部は分析を開始し,例えば有機物の炭素同位体比測定では,4‰程度の変動があることが抽出されており,その変動の要因の解析が期待される.これらの成果の一部はIGCP507国際シンポジウムで講演し,北部中国やモンゴルの地質に精通する研究者と,特に堆積年代について議論を行った.研究2年目は,ゴビ砂漠南東部において,日本人3名と中国南京地質古生物研究所Li准教授,モンゴル科学アカデミー古生物センターのIchinnorov博士とともに,8月中旬に2週間の現地調査を行った.シネフダグ地域のShinekhudag層(バレミアンアプチアン階),エーデムト地域のKhootin Khotogor層(ジュラ系中部),およびKhootin khotogor層に対比される,ハラフヅル地域のKhamarkhoovor層を地質調査し,モンゴル南東部における下部白亜系および中部ジュラ系の厚い湖成層の岩相層序を確認した.各地域の好露出セクションで,ルートマップを作成しながら岩相層序(地質柱状図を作成)を確立し,化石(カイエビ類,二枚貝,貝形虫など)の精密採集に加えて,有機化学・同位体比・無機化学分析用試料を適切な層準毎に多数採取した.Shinekhudag層では,主に灰色薄葉理頁岩,シルト質泥岩,石灰質泥岩からなる,層厚約300mを調査した.一方,Khootin khotogor層は,薄葉理頁岩,油母頁岩,シルト質泥岩からなり,有機炭素量が多い.今回得られたカイエビ類化石をLi准教授が同定し,中国北東部の湖成堆積盆の群集との比較から,本層はこれまで考えられていた白亜系ではなく,中上部ジュラ系であることが判明した.これらの泥質岩相には数10cm,数m,10-20m規模の規則的な堆積サイクルが容易に認められ,それらの周期解析から地球軌道要素変動に由来するかどうかの検証を進めている.また,両層の年代層序確定と陸域古環境変動の解明に向けて,1)炭素同位体層序,2)カイエビ類化石層序,3)挟在凝灰岩層のF-T年代測定,4)主要元素組成と風化指標(Ohta and Arai,2007)に基づく古風化度変遷の復元,5)有機物指標(TEX_<86>)による古温度復元,6)頁岩・泥岩互層のサイクル層序についての解析を進めている.これらの成果の一部はIGCP507国際シンポジウムや日本地球惑星科学連合大会,日本地質学会,日本古生物学会で概要を報告した.

ゴビ砂漠南東部シネフダグ地域で,8月中旬に10日間の現地調査を行った,下部白亜系の湖成層であるシネフダグ層については,これまでの調査で作成した岩相柱状から明らかになった規則的な堆積サイクルの実態を再確認し,湖成環境変動を精密に把握するために,長さ約200mのトレンチ調査を行った.この厚さ約30mの層準において,カイエビ類化石などの精密採集に加えて,有機化学・同位体比・無機化学分析用試料の精密サンプリングを行った.一方,下位のツァガンツァフ層上部(河川および湖成層),上位のフフテグ層下部(河川成夾炭層)を加えた層序や堆積相変化を把握するため,徹底して露出を探して連続層序の確立を目指した.3層の含有有機物の炭素同位体比(δ13C)から求めた変動曲線と,大西洋域の標準曲線との比較から,調査層準はアプチアン前後期に対比され,海洋無酸素事変(OAE)1a,1bの層準が予測できるようになった.また,シネフダグ層の岩相(頁岩-ドロマイト互層や薄葉理頁岩)解析から,厚さ数10μで発達する薄葉理が年縞であることが推定された.これらの周期解析をした結果,層厚約1-2, 5, 20mの周期を見出すことができた.年縞から概算した堆積速度(約6cm/ky)では,それぞれ2-4, 10, 40万年というミランコビッチ周期の階層性とおおよそ一致する為,これらは地球軌道要素変動に起因した湖水位変動を記録しているらしい.主要元素組成と風化指標に基づく古風化度変遷の復元からは,温帯半乾燥帯の古気候や10万年周期の気候変動を示唆する結果が得られた.挟在する凝灰質砂岩層のジルコン粒子F-T年代分布から,少なくともシネフダグ層上部の年代が約116Ma以降という見積もりも得られた.これらの成果は,IGCP507国際シンポジウム(北京)や日本地球惑星科学連合大会,日本地質学会,日本古生物学会などで概要を報告した.
受精過程における細胞接着因子及び細胞骨格調節機構に関する研究

哺乳動物の受精現象は精子の卵透明帯への結合貫通、囲卵腔内侵入、卵細胞実質への結合融合といった一連の反応を経て完遂される。精子と卵細胞実質の結合融合過程においては、細胞接着因子、特に細胞接着活性部位のRGD配列とその受容体であるインテグリンファミリーが関連していることを様々な角度より解析した。卵細胞との融合部位である精子赤道域から先体後部に細胞接着活性が存在し、卵細胞の透明帯外側から内部へ侵入してくる過程で、この部位に何らかの構造的、機能的修飾が起こり、その活性が発現される事を免疫生化学的手法を用いて観察した。精子細胞接着因子と卵子細胞膜表面のインテグリンとの結合状況は経時的に変動し、卵細胞表面のインテグリンは卵細胞情報伝達機構にも関与し、精子卵子結合情報はこの受容体を介して細胞内骨格系にも連結し、受精後の細胞内情報伝達経路としても重要な役割を担うことを明らかにした。精巣上体における精子成熟過程での接着因子獲得の機序、精子受精過程における精子赤道域から先体後部の接着活性の経時的変化、更にその受容体である卵細胞インテグリンとの関連性を検討して、受精現象の最終段階である精子の卵細胞実質への結合融合機構の一側面を解明した。生殖医学領域における臨床応用では、精子形成過程、精子成熟過程、更には射精後の精子受精能獲得に始まる一連の形態的機能的変化の過程で精子の細胞接着活性が発現しないことと、男性因子の受精障害の関連性を明らかにした。受精障害を有する精子への細胞接着活性発現法として、精巣上体細胞と精子との共培養系による細胞接着因子活性の精子への導入、現在我々が新たに開発を進めている低温度精子前培養法による細胞接着因子の精子赤道域原形質膜への導入などを検討し、受精能低下精子の受精障害の改善効果を確認し、生殖医療への新たなる臨床応用性を明らかにした。
中性子反射率法による物質/潤滑剤固液界面のナノ構造解析

本研究では,境界潤滑下における摩擦現象の解明を目指し,中性子反射率法による物質/潤滑剤界面の構造解析を行った.得られた反射率プロファイルに対してパラット理論に基づいたフィッティング解析を行ったところ,12nmの添加剤吸着層が金属表面上に形成されていることが分かった.また,より簡便に固液界面分析が行えるトライボロジーユース用中性子反射率計を京都大学原子炉実験所内に立ち上げ,その性能を確認した.本研究では,境界潤滑下における摩擦現象の解明を目指し,中性子反射率法による物質/潤滑剤界面の構造解析を行った.得られた反射率プロファイルに対してパラット理論に基づいたフィッティング解析を行ったところ,12nmの添加剤吸着層が金属表面上に形成されていることが分かった.また,より簡便に固液界面分析が行えるトライボロジーユース用中性子反射率計を京都大学原子炉実験所内に立ち上げ,その性能を確認した.潤滑しゅう動条件下において,しゅう動表面と潤滑剤の「相性」はその摩擦特性に極めて大きな影響を及ぼす。ここで言う「相性」とは,表面の濡れ性,潤滑剤の表面吸着性等を指す。しゅう動面の表面エネルギーを変化させることにより潤滑特性の向上が見込めるため,表面と潤滑剤の相性に関する研究は数多くなされている。しかしながら,物質/潤滑剤界面の状態を微視的に観察した研究はその重要性に反して極めて少なく,中でも,固体表面を潤滑剤に浸漬した状態で直接観察を行った例は見当たらない。そこで本研究では,中性子反射率法を用い,物質/潤滑剤界面の構造解析を行うこととした。表面エネルギーの異なるDLC膜を用意し,中性子反射率法を用いて水およびイソプロパノールとの界面の構造解析を行ったところ,以下の結論が得られた。(1)DLC膜表面に形成されたO_2プラズマ処理層の厚みは15nmである。(2)DLC膜/水界面の構造解析により,親水DLC膜表面では水は15nmの深さまで浸透しており,撥水DLC表面では3nmの厚みの「低密度水層」を形成している。(3)DLC膜/イソプロパノール界面の構造解析により,親水および標準DLC膜に対してイソプロパノールは約10nmの深さまで浸透している。(4)液体が浸透している界面の摩擦係数は低く,液体が低密度層を形成している界面の摩擦係数は高い。これより,潤滑下での摩擦特性は,物質/潤滑剤の界面構造に敏感に影響を受けることが示唆された。また,添加剤を混入した潤滑剤に金属表面を浸漬させると,3nmの厚みの「境界潤滑膜層」が形成されることも同様の分析により明らかとなった。潤滑しゅう動条件下において,しゅう動表面と潤滑剤の「相性」はその摩擦特性に極めて大きな影響を及ぼす.ここで言う「相性」とは,表面の濡れ性,潤滑剤の表面吸着性等を指す.しゅう動面の表面エネルギーを変化させることにより潤滑特性の向上が見込めるため,表面と潤滑剤の相性に関する研究は数多くなされている.しかしながら,物質/潤滑剤界面の状態を微視的に観察した研究はその重要性に反して極めて少なく,中でも,固体表面を潤滑剤に浸漬した状態で直接観察を行った例は見当たらない.そこで本研究では,中性子反射率法を用い,物質/潤滑剤界面の構造解析を行うこととした.はじめに,超平滑なシリコンブロック上に真空蒸着によって数十nmの金属被膜を蒸着した.得られた試料に対して,(1)大気中,(2)ベースオイル(ポリアルファオレフィン)中,(3)ベースオイルに添加剤を混入したもの,の3条件で中性子反射率分析を行った.その結果,(1)と(2)ではプロファイルに変化がなかったが,(3)の場合においては干渉縞の間隔が狭まった.そのデータに対してパラット理論に基づいたフィッティング解析を行ったところ,添加剤を入れた(3)の場合のみ,表面に23nmの厚みの層が形成されていることが分かった.これは,添加剤吸着層によって形成された層と考えられる.なお,同様の条件下で摩擦試験を行ったところ,添加剤の混入により,摩擦係数が大幅に下がることが確認できた.これら一連の結果より,添加剤によって形成される吸着層の厚みは数ナノであるが,それらが潤滑下での摩擦特性に大きく影響を及ぼしていることが分かった.潤滑しゅう動条件下において,しゅう動表面と潤滑剤の「相性」はその摩擦特性に極めて大きな影響を及ぼす.ここで言う「相性」とは,表面の濡れ性,潤滑剤の表面吸着性等を指す.しゅう動面の表面エネルギーを変化させることにより潤滑特性の向上が見込めるため,表面と潤滑剤の相性に関する研究は数多くなされている.しかしながら,物質/潤滑剤界面の状態を微視的に観察した研究はその重要性に反して極めて少なく,中でも,固体表面を潤滑剤に浸漬した状態で直接観察を行った例は見当たらない.そこで本研究では,中性子反射率法を用い,物質/潤滑剤界面の構造解析を行うこととした.はじめに,超平滑なシリコンブロック上に真空蒸着によって約70nmの金属被膜を蒸着した.得られた試料に対して,(1)大気中,(2)ベースオイル(ポリアルファオレフィン)中,(3)ベースオイルに添加剤を混入したもの,の3条件で中性子反射率分析を行った.その結果,(1)と(2)ではプロファイルに変化がなかったが,(3)の場合においては干渉縞の間隔が狭まった.そのデータに対してパラット理論に基づいたフィッティング解析を行ったところ,鉄表面,銅表面ともに,12nmの添加剤吸着層が形成されていることが分かった.また,添加剤吸着層の密度は,銅表面のほうが高いことが分かった.

なお,同様の条件下で摩擦試験を行ったところ,添加剤の混入により,摩擦係数が大幅に下がることが確認できた.これら一連の結果より,添加剤によって形成される吸着層の厚みは数ナノであるが,それらが潤滑下での摩擦特性に大きく影響を及ぼしていることが分かった.また,これらの結果を受け,京都大学原子炉実験所内に,より簡便に固液界面分析が行えるトライボロジーユース用中性子反射率計を立ち上げた.その測定分解能は1nm以下であり,固液界面分析用として十分な性能を有することを確認した.
開放型ESRスペクトロメーターの試作と化学反応への応用

1。本研究の目的:ESRの2つの欠点、試料用空間が小さな閉空間であること、及び化学反応中生成ラジカル検出の為には感度不足であること、を全く新しい手段で解決するのが本研究の目的である。2。研究成果:1)上記目的達成の為、ESR装置で従来用いられてきた空洞共振器の使用を止め、代わりに発信、受信の一対のホーンを用い、試料用空間として、この2つのホーン間の開放空間を持つ開放型ESRスペクトロメーターを設計試作し成功を収めた。これによって上記の第一の欠点が除去され、化学反応研究用装置を収容出来る空間が確保された。2)上記第二の欠点を除く為、通常のESRで使用されているXバンドよりも高周波のKバンドのマイクロ波を使用し、感度向上を計った。3)この開放型ESRスペクトロメターの感度を検定し、DPPHベンゼン溶液で10mol/lが得られ十分実用となることが確認された。4)第二の欠点を改良する為にはもっと高感度であることが望ましいので、電磁レンズ付ホーンを用い、マイクロ波ビームの指向性を高めるよう試みたが感度向上は得られなかった。5)同じく感度向上の為ファブリーペロー共振器を試作し使用した。感度は向上したが、試料による共振点シフトが大きく、実用に適さないと判断し、最終的には用いなかった。6)発射マイクロ波の偏光面に対し90度傾けたホーンで受信するクロスホーン方式を試み、ESRが分散として観測されることを発見した。7)このクロスホーンによるESR分散は一種のファラデー回転によると考察した。8)この開放型を用いれば、誘電損失の大きい試料、例えば含水試料、からのESRが非常に容易に観測された。これは本方式の大きな長所である。9)このホーン方式はミリ波にもそのまま応用出来、一層の感度向上が期待される。1。2。1.本研究の目的:本研究はESRの2つの欠点,試料用空間が閉空間でしかも1CC以下と極めて限られていること及び化学反応中生成ラジカル検出の為には感度不足であること,を全く新しい手段で解決することを目的としている。2.研究の実施計画:上記目的達成のため,ESR装置で従来用いられてきた空胴共振器の使用を止める。代りに電磁レンズを付けた電磁ホ-ンを用いる。このホ-ン使用により,試料空間は開空間となり,容積も増加し,第一の欠点が除去される。この特長からこの方式を開放型ESRスペクトロメ-タ-と名付けた。感度向上のために,従来のXバンドを止め,より短波長のマイクロ波,Kバンド,を用いる。3.本年度の計画実施:(1)Kバンド開放型ESRスペクトロメ-タ-の組立調整を最重点に行った。(2)この装置の中核をなす電磁ホ-ンの設計,試作を行った。(3)この電磁ホ-ンの最適条件を決定した。(4)試料を挿入できる空間は長さ50mm巾33mm深さ64mmに設定され,しかも,この空間の上下は全く開放されている。Kバンドの空胴共振器の試料用空間は600mm^3でしかも閉空間である。これに比べ,本方式での試料用空間の容積は約150倍となり,しかも開放空間なので反応用装置の挿入も可能となり,本研究の目的の1つである本装置の化学反応への応用の道が開けた。4.本装置の感度:解放型ESRスペクトロメ-タ-の感度検定を行った。その結果庫本装置の感度は10^<16>スピンでS/N=5であった。

この感度では十分と云えないので,目下感度向上を試み,約1桁の向上が予想される。5.明年度以降の計画:当初第2年度はより高周波のQバンドを用いる開放型ESRスペクトロメ-タ-の試作を計画していたが,決定予算枠の減額のため,この計画を締め,Kバンドでの感度向上と化学反応への応用を試みる。1.本研究の目的:本研究はESRの2つの欠点,試料用空間が閉空間て,しかも1cc以下と極めて限られていること及び化学反応中生成ラジカル検出の為には感度不足であること,を全く新しい手段で解決することを目的としている。2.研究実施計画:上記目的達成の為,ESR装置で從来用いられてきた空胴共振器の使用を止め,代りに電磁レンズを付けた一対の電磁ホ-ンを用いる。このホ-ン使用により,試料用空間は解放空間となり,試料用容積も増加し,第一の欠点は除去される。この特徴から本方式を解放型ESRスペクトロメ-タ-と名付けた。感度向上の為には,從来のXバンドを止め,より短波長のマイクロ波,Kバンド,を用いる。3.本年度の実施計画:(1)昨年度にバンド開放型ESRスペクトロメ-タ-を試作し,成功を収めたのをふまえ,本年度は檢出感度の向上を最重点とした。(2)この爲ファブリ-ペロ-型持殊電磁ホ-ンの設計試作を行う。(3)更にこの開放空間に最適の試料セルを設計試作する。4.本年度の計画実施:(1)ファブリ-ペロ-型特殊電磁ホ-ン一対を試作し,これをスペクトロメ-タ-に設置し,最適感度を得る様調整し,成功した。(2)これに試作した電磁レンズを付加したが,これによる感度向上は予想を上回った。(3)各種試料セルを試作したが,立方体型セル(容積28cc)が最適であることがわかった。(4)この試料セルを開いて,10^<-3>モル/lのテンポ-ル水溶液2Occから,ESRを觀測することに成功した。通常のスペクトロメ-タ-では0.1cc以上の水溶液試料からはESR觀測不可能であるので,この成功は本方式の長所を示す。5.明年度の計画:この2年間の研究実績より試料容積は從来より数十倍増加させることが出来,檢出感度も満足すべき程度となったので,明年度は最終目的,本方法を化学反応へ応用することを試みる。1.本研究の目的:ESRの2つの欠点、試料用空間が小さな閉空間であること、及び化学反応中生成ラジカル検出の為には感度不足であること、を全く新しい手段で解決するのが本研究の目的である。2.研究成果:1)上記目的達成の為、ESR装置で従来用いられてきた空洞共振器の使用を止め、代わりに発信、受信の一対のホーンを用い、試料用空間として、この2つのホーン間の開放空間を持つ開放型ESRスペクトロメーターを設計試作し成功を収めた。これによって上記の第一の欠点が除去され、化学反応研究用装置を収容出来る空間が確保された。2)上記第二の欠点を除く為、通常のESRで使用されているXバンドよりも高周波のKバンドのマイクロ波を使用し、感度向上を計った。3)この開放型ESRスペクトロメターの感度を検定し、DPPHベンゼン溶液で10mol/lが得られ十分実用となることが確認された。4)第二の欠点を改良する為にはもっと高感度であることが望ましいので、電磁レンズ付ホーンを用い、マイクロ波ビームの指向性を高めるよう試みたが感度向上は得られなかった。5)同じく感度向上の為ファブリーペロー共振器を試作し使用した。
新規足場蛋白Aki1による悪性胸膜中皮腫制御を目指した研究

悪性胸膜中皮腫は局所浸潤能が極めて高い。また、早期発見が困難であり、内科的治療に対する治療反応性に乏しいことから、新たな診断バイオマーカーや治療標的の発見、さらに薬剤移行におけるデリバリーシステムの開発が切望されている。本研究では、主要な生存・増殖シグナルであるPI3K/PDK1/Akt系の活性化を橋渡しする新規足場タンパク質であるAki1に着目し、Aki1が悪性胸膜中皮腫における新しい治療標的分子となりうるかどうかを明らかにすることを目的に、以下の成果をあげた。1)複数の悪性胸膜中皮腫細胞株でAki1が高発現していることを確認した。2)複数の悪性胸膜中皮腫細胞株をsiRNA法にてAki1阻害を行ったところ、著しい細胞増殖抑制を示した。3)胸腔内同所移植モデルを用いて胸腔内へのAki1 siRNA局所投与による抗腫瘍効果を検討したところ、有意な抗腫瘍効果を示した。以上の結果より、Aki1が悪性胸膜中皮腫において、有望な治療標的分子である可能性や、局所でのAki1阻害が抗腫瘍効果を示す可能性を明らかにした。
固結度の異なる破砕性地盤の工学的分類とそれに基づく支持力の改善に関する研究

破砕性地盤では,土粒子の破砕に伴って地盤の体積圧縮が生じ,この力学的な背景から地盤反力が得られず,十分な支持力が得られないことが地盤工学的問題の一つとなっている.そのような地盤の支持力の改善法の一つにグラウト杭の適用があり,支持力改善効果は地盤の固結作用によってグラウト杭の適用が効果的に働くケースと不利に働くケースがあることが予想される.そこで,合理的な支持力確保のため,支持力評価手法の新たな枠組みが必要となる.本研究は,破砕性地盤の支持力改善を目的として,(1)非固結・固結部分が混在する破砕性地盤の工学的分類法の確立,(2)その分類に基づく合理的な支持力の改善方法と評価法の確立を研究目的としている.本年は,固結度の異なる地盤材料を用いて,固結度の特徴を破砕特性により分類することを検討し,その後昨年度作製した杭の支持力試験機を用いて,粒子破砕に伴う杭の周面摩擦力特性について検討し,研究成果としてそれぞれ新たな知見を得た.前者では,セメントで土粒子間を固結させることで固結度のことなる粒子を再現し,単粒子破砕試験による粒子径破砕強度の関係に,粒子間の固結作用による破砕強度と土粒子そのもの破砕強度が強度特性として現れることを明らかにした.これは材料強度を分類する上で貴重な情報になるものと考えられる.また,本材料を杭の周辺地盤に配置した地盤の周面摩擦力特性では,土の強度定数から推定される摩擦抵抗の傾向と必ずしも一致しない,すなわち周面摩擦力を評価する際には粒子破砕特性を十分に考慮しなければ,支持力を過大に推定する場合が存在することも明確になった.このようなケースを防止するためには,杭材と地盤材料間の接触面積ができるだけ大きくすることが重要で,その結果1)個々の粒子レベルで受け持つ力の分散効果による粒子破砕の低減,2)周辺地盤のダイレイタンシーの増大,という二つの効果が期待できるものと考えられる.破砕性地盤では,土粒子の破砕に伴って地盤の体積圧縮が生じ,この力学的な背景から地盤反力が得られず,十分な支持力が得られないことが地盤工学的問題の一つとなっている.そういった地盤の支持力の改善法の一つにグラウト杭の適用があり,支持力改善効果は地盤の固結作用によってグラウト杭の適用が効果的に働くケースと不利に働くケースがあることが予想される.そこで,合理的な支持力確保のため,支持力評価手法の新たな枠組みが必要となる.本研究は,破砕性地盤の支持力改善を目的として,(1)非固結・固結部分が混在する破砕性地盤の工学的分類法の確立,(2)その分類に基づく合理的な支持力の改善方法と評価法の確立を研究目的としている.本年は,研究論文の成果として,杭の周面摩擦力の評価と力学的に類似しているアンカー構造体の支持力改善効果に関する考察と,破砕性地盤の支持力評価手法に関する提案を行った.前者は,従来不適とされていた比較的軟弱な緩い砂質土にアンカーによる支持力を期待する場合,繰返し注入工法が有用であることを示しており,支持力を受け持つ構造体(アンカー)がグラウト注入で周辺地盤と一体化することにより支持力改善が期待できることが示唆された.また,後者は,地盤工学的な視点から圧縮性に着目して砂地盤中の杭の極限先端支持力とその荷重沈下関係の算定法を提案し,提案法は実用に有意であることが確認された.また,来年度詳細な検討を予定している地盤の固結力を考慮した地盤の系統分類のために,CEM(接触応力を考慮した拡張個別要素法)を用いた土粒子の破砕過程の追跡に関する数値解析手法を確立した.さらに,固結度を有する模型地盤における杭の支持力特性の把握のため,載荷試験機を新たに作製し,基本的性能を確かめる準備試験を行った.破砕性地盤では,土粒子の破砕に伴って地盤の体積圧縮が生じ,この力学的な背景から地盤反力が得られず,十分な支持力が得られないことが地盤工学的問題の一つとなっている.そのような地盤の支持力の改善法の一つにグラウト杭の適用があり,支持力改善効果は地盤の固結作用によってグラウト杭の適用が効果的に働くケースと不利に働くケースがあることが予想される.そこで,合理的な支持力確保のため,支持力評価手法の新たな枠組みが必要となる.本研究は,破砕性地盤の支持力改善を目的として,(1)非固結・固結部分が混在する破砕性地盤の工学的分類法の確立,(2)その分類に基づく合理的な支持力の改善方法と評価法の確立を研究目的としている.本年は,固結度の異なる地盤材料を用いて,固結度の特徴を破砕特性により分類することを検討し,その後昨年度作製した杭の支持力試験機を用いて,粒子破砕に伴う杭の周面摩擦力特性について検討し,研究成果としてそれぞれ新たな知見を得た.前者では,セメントで土粒子間を固結させることで固結度のことなる粒子を再現し,単粒子破砕試験による粒子径破砕強度の関係に,粒子間の固結作用による破砕強度と土粒子そのもの破砕強度が強度特性として現れることを明らかにした.これは材料強度を分類する上で貴重な情報になるものと考えられる.また,本材料を杭の周辺地盤に配置した地盤の周面摩擦力特性では,土の強度定数から推定される摩擦抵抗の傾向と必ずしも一致しない,すなわち周面摩擦力を評価する際には粒子破砕特性を十分に考慮しなければ,支持力を過大に推定する場合が存在することも明確になった.

このようなケースを防止するためには,杭材と地盤材料間の接触面積ができるだけ大きくすることが重要で,その結果1)個々の粒子レベルで受け持つ力の分散効果による粒子破砕の低減,2)周辺地盤のダイレイタンシーの増大,という二つの効果が期待できるものと考えられる.