当たり前に疑問を抱くことによる工学の発展：鋼構造物における摩擦挙動

鋼道路橋は数千・数万という部材が連結されることで、構造物全体としての安定性・安全性を発揮します．私はその連結部分（図1、ボルト連結部）がいつ・どのように壊れるのかについて研究しています。

ボルト連結部の安全性を評価する観点の1つに、静止摩擦状態から動摩擦状態に移行する時点（すべり耐力）の定量把握が挙げられます。工学における摩擦問題は、一般に最大静止摩擦係数を一定値として考えて評価されます（クーロン摩擦則）。クーロン摩擦則については中学・高校の基礎物理で学習しますが、この当たり前は今回の対象物でも成り立つのか？という疑問を調べました。摩擦面に作用させる圧力を変化させた摩擦係数試験を行った結果、圧力の増加に伴い摩擦係数が低下することが明らかになりました（図2）。この結果を用いることで、摩擦面に作用する圧力の違いによるすべり耐力の変化を推定でき、ボルト連結部が壊れるタイミングを評価できるようになりました。

私は社会基盤構造物を対象として、我々が当たり前と思っている事象に疑問を抱き、実現象の解明を進めることで、皆さんの生活の安全を支えていきたいと思っています。