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土粒子の密度とは?1分でわかる意味、公式と計算、目的、比重、単位体積重量

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土粒子の密度(どりゅうしのみつど)とは、土粒子の質量を土粒子の体積で除した値です。当たり前のことだと思うかもしれませんが「湿潤密度」「乾燥密度」「飽和密度」など、似たような用語が沢山あるので注意しましょう。今回は土粒子の密度の意味、公式と計算、求める目的、比重、単位体積重量との関係について説明します。湿潤密度、乾燥密度、飽和密度との違いは下記が参考になります。

土の湿潤密度の基礎知識と、乾燥密度との違い

乾燥密度とは?1分でわかる意味、求め方と公式、読み方、土粒子の密度

飽和密度とは?1分でわかる意味、求め方、飽和単位体積重量、飽和土との関係

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土粒子の密度とは?

土粒子の密度とは、土粒子の質量を土粒子の体積で除した値です。土は「土粒子、水、空気」の3つから成ります。


3つの要素は質量と体積を持ちます(空気の質量≒0)。土粒子だけの質量と体積に注目して算定した密度が土粒子の密度ですが、その他にも


湿潤密度 ⇒ 土の質量を体積で除した値

乾燥密度 ⇒ 土粒子の質量を土の体積で除した値

飽和密度 ⇒ 飽和度100%時の土の質量を体積で除した値


があります。間違えやすいのですが「土と土粒子は別物」です。是非理解してください。湿潤密度、乾燥密度、飽和密度との違いは下記が参考になります。

土の湿潤密度の基礎知識と、乾燥密度との違い

乾燥密度とは?1分でわかる意味、求め方と公式、読み方、土粒子の密度

飽和密度とは?1分でわかる意味、求め方、飽和単位体積重量、飽和土との関係

土粒子の密度の公式と計算

土粒子の密度の公式と計算方法を下記に示します。

土粒子の密度の公式と計算1

ρsは土粒子の密度、msは土粒子の質量、Vsは土粒子の体積です。密度なので単位はg/cm3などを使います。

密度の単位は?1分でわかる単位、読み方、変換、水の密度、g/mlと


実際に土粒子の密度を計算しましょう。土粒子の質量が50g、体積が25.0cm3とします。土粒子の密度は、

土粒子の密度の公式と計算2

です。なお土粒子の密度は2.6g/cm3程度です。


土粒子の質量msは土を炉乾燥して測定できます。土粒子の体積はピクノメーターと呼ばれる機器を用いて、アルキメデスの原理から測定します。

アルキメデスの原理とは?1分でわかる意味、証明、浮力との関係

土粒子の密度を求める目的

土粒子の密度ρsを求めることで、土質(土の性質)が明らかになります。例えば間隙比、飽和度を算定するには土粒子の密度が必要です。

間隙比と間隙率の違いとは?サルでもわかる計算方法

土の飽和度とは?1分でわかる意味、公式、間隙と間隙比、含水比との関係

土粒子の密度と比重、単位体積重量

土粒子の密度ρsを水の密度ρwで除した値が、土粒子の比重です。


土粒子の比重=ρs÷ρw


また土粒子の密度ρsに重力加速度gを掛けた値が土粒子の単位体積重量です。単位体積重量の単位はN/m3、kN/m3を用います。

まとめ

今回は土粒子の密度の意味、公式について説明しました。意味が理解頂けたと思います。土粒子の密度を理解する前に「土粒子と土は別物」だと理解してください。また土は「土粒子、水、空気」の3つから構成されます。下記も併せて勉強しましょう。

土の湿潤密度の基礎知識と、乾燥密度との違い

乾燥密度とは?1分でわかる意味、求め方と公式、読み方、土粒子の密度

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