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間隙比の求め方は?1分でわかる意味と公式、間隙率との関係、乾燥密度、含水比との関係は?

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間隙比eの求め方は「e=ρs/ρd-1」または「e=ρs(1+ω/100)/ρt-1」です。


間隙比とは、土の土粒子部分の体積に対する土の間隙の体積の比率です。


よって「間隙比e=土の間隙の体積÷土の土粒子部分の体積=Vv/Vs」で算定できます。


e= Vv/Vsを変形すると前述した式が得られます。今回は、間隙比の求め方と意味、公式、間隙率との関係、乾燥密度、含水比との関係について説明します。


間隙比の意味、間隙率の求め方は下記が参考になります。

間隙比と間隙率の違いとは?サルでもわかる計算方法

間隙率の求め方は?1分でわかる意味、間隙比eとの関係、間隙比eの求め方は?

間隙比の求め方は?意味と公式は?

間隙比eの求め方と公式を下記に示します。ρsは土粒子の密度、ρdは土の乾燥密度、ωは含水比、ρtは土の湿潤密度です。


・e=ρs/ρd-1

・e=ρs(1+ω/100)/ρt-1


さて、間隙比eとは「土の土粒子部分の体積に対する、土の間隙の体積の比率」です。土の間隙とは空気と水を意味します。よって、間隙比eは


・e=Vv/Vs


です。Vvは土の間隙の体積、Vsは土の土粒子の体積です。上式を変形して、前述の公式を導きましょう。土は空気、水、土粒子から構成されますので、土全体の体積V=Vv+Vsです。つまり「V=Vv+Vs ⇒ Vv=V-Vs」より


・e=Vv/Vs=(V-Vs)/Vs=V/Vs-1


です。さらに、体積=質量÷密度なので「Vs=ms/ρs」であり、msは土粒子の質量、ρsは土粒子の密度です。よって


・e=Vv/Vs=(V-Vs)/Vs=V/Vs-1=V/(ms/ρs)-1=Vρs/ms-1


です。また、土の土粒子の質量ms÷土の体積Vは「乾燥密度ρd」と定義されるので


・e=Vv/Vs=(V-Vs)/Vs=V/Vs-1=V/(ms/ρs)-1=Vρs/ms-1=ρs/ρd-1


が得られます。なお、土質試験では、土の体積V、質量m、含水比ω、土粒子の密度ρsを測定します。


その他の諸量(間隙比、間隙率)などは、計算により算定できます。土粒子の密度、間隙比の詳細は下記も参考になります。

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

間隙比と間隙率の違いとは?サルでもわかる計算方法

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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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間隙比と間隙率の関係は?

間隙比eと間隙率nの関係式を下記に示します。


・n={e/(e +1)}×100

・e=n/(100-n)×100


上式の導き方、間隙率の求め方は下記が参考になります。

間隙率の求め方は?1分でわかる意味、間隙比eとの関係、間隙比eの求め方は?

間隙比と乾燥密度、含水比の関係は?

間隙比と乾燥密度、含水比の関係式を下記に示します。


・e=ρs(1+ω/100)/ρt-1


上式は「e=ρs/ρd-1」のρdに「ρd=ρs/(1+ω/100)」を代入して求めます。


ωは土の含水比、ρtは土の湿潤密度です。乾燥密度、湿潤密度、含水比の詳細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

土の湿潤密度の基礎知識と、乾燥密度との違い

土の含水比とは?含水比の基礎知識と、含水率との違い

まとめ

今回は、間隙比の求め方について説明しました。間隙比eの求め方(公式)「e=ρs/ρd-1」または「e=ρs(1+ω/100)/ρt-1」です。


ρsは土粒子の密度、ρdは土の乾燥密度です。間隙比、間隙率の求め方、土粒子の密度の詳細など下記も勉強しましょう。

間隙比と間隙率の違いとは?サルでもわかる計算方法

間隙率の求め方は?1分でわかる意味、間隙比eとの関係、間隙比eの求め方は?

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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