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？

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土粒子の密度試験とは、JIS A 1202に定義される試験です。土粒子の密度試験では、土粒子の質量、体積をを「炉乾燥」や「ピクノメーター」等を用いて測定し「質量÷体積」の関係から密度の値を算定します。今回は、土粒子の密度試験の意味、目的、土粒子の質量、土粒子の体積の求め方、jisとの関係について説明します。土粒子の密度の詳細は下記が参考になります。

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

土粒子の密度の求め方は？1分でわかる計算、土粒子の体積の求め方、湿潤密度、乾燥密度との違いは？

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記事を書いた人

ハナダユキヒロ／建築学生が学ぶ「構造力学」

難解な構造力学、建築構造の用語を分かりやすく解説する専門家。高等専門学校在学中から建築学生が学ぶ「構造力学」を運営。その後、国立大学大学院⇒組織設計事務所⇒弊サイト運営に従事している。

著書：「わかる構造力学/工学社」、「わかる構造力学改訂版/工学社」

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土粒子の密度試験とは？目的、土粒子の質量、土粒子の体積の求め方は？

土粒子の密度試験とは、JIS A 1202に定義される試験です。

土粒子の密度試験では

・土粒子の乾燥質量ms

・土粒子の体積Vs

を測定し、「質量÷体積」を計算して土粒子の密度を算定します。土粒子の密度試験の詳細な内容なJISに明記ありますので、ここでは土粒子の密度試験の大まかな流れを解説します。なお、土粒子の密度試験では「土粒子の密度の算定を目的」としており、土粒子の密度を用いて、間隙比をはじめ、土の物理的性質の値が得られます。

さて、土は

・土粒子

・水

・空気

の３要素から構成されます。空気の質量≒0なので、土に含まれる水分を蒸発させれば、土粒子の乾燥質量が得られます。

具体的には、土粒子の乾燥質量は、採取した試料（土）を容器に入れて炉乾燥（110℃、24時間）して得られた質量（容器+乾燥した試料の質量）から、容器の質量を引いて得ます。

次に土粒子の体積を測定します。土粒子の体積は、ピクノメーターを用います。これは「アルキメデスの原理」を利用して体積を求めるものです。お湯でいっぱいにした浴槽に人が浸かると、人の体積分の水が押しのけられ溢れます。溢れた水の質量を測定すれば、水の密度≒1g/cm³ですから、そのまま体積の値が分かるのです。

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？

まずピクノメーター（小瓶を想像してください）を水で満たして質量Aを測定します。次に、前述の乾燥した土粒子をピクノメーターに入れます。このとき、ピクノメーターは既に水で満たされているので、土粒子の体積分、水が溢れます。この質量をBとして測定します。また、土粒子に僅かな空気や水分が含まれる場合があるため、ピクノメーターごと煮沸して空気を逃がします。

以上より、ピクノメーターから溢れた水の質量を測定して、水の密度で割り算すれば、土粒子の体積が得られます。よって、土粒子の体積を求める計算式は

土粒子の体積の求め方