土粒子の密度とは？公式・計算方法・比重・単位体積重量との関係
この記事の要点
土粒子の密度ρs＝土粒子の質量Ms÷土粒子の体積Vs（単位：g/cm3）。
一般的な土の土粒子の密度は2.60～2.80 g/cm3、代表値は2.65 g/cm3。
土粒子の密度は比重試験（ピクノメーターを用いた試験）で求める。
この記事では、土粒子の密度とは何か、土粒子の密度はどう求めるのか、土粒子の密度はどう計算するのか、単位体積重量とどう関係するのかを整理します。
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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。
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？意味・求め方と飽和単位体積重量・湿潤密度との比較（一覧表）
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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。
土の構成とは？空気・水・土粒子の3成分と間隙比・飽和度・含水比の関係
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。
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？意味・求め方と飽和単位体積重量・湿潤密度との比較（一覧表）
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。
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。
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、
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。
土粒子の体積の求め方は？1分でわかる公式、密度試験、密度の公式と求め方は？
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。
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。詳細は下記も参考にしてください。
土粒子の比重Gsとは？求め方・密度との関係と間隙比・飽和度の計算
混同しやすい用語
土粒子の密度ρs：土粒子（固体部分）だけの密度。ρs＝Ms/Vs。
湿潤密度ρt：水を含む土全体の密度。ρt＝M/V（土全体の質量÷全体積）。
乾燥密度ρd：含水状態の土から水を除いたときの密度。ρd＝Ms/V。
土粒子の密度を整理した表を示します。
| 密度の種類 | 分子（質量） | 分母（体積） |
|---|---|---|
| 土粒子の密度ρs | 土粒子の質量ms | 土粒子の体積Vs |
| 湿潤密度ρt | 土全体の質量m | 土全体の体積V |
| 乾燥密度ρd | 土粒子の質量ms | 土全体の体積V |
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。
土粒子の密度試験とは？1分でわかる意味、求め方、目的、土粒子の質量、土粒子の体積の求め方、jisとの関係は？
土粒子の比重Gsとは？求め方・密度との関係と間隙比・飽和度の計算
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意味を読んで終わりにせず、実際に理解できているかチェックしてみましょう。
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- 2017年12月に当HPが書籍化。
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