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湿潤密度ρtの求め方・公式・乾燥密度との関係と読み方

この記事の要点

湿潤密度ρtの求め方は「土の質量m÷土の体積V」です。

土は空気・水・土粒子から構成され、湿潤密度は間隙(空気・水)の影響を質量・体積ともに含みます。

土粒子だけの質量を土の体積で割った値は乾燥密度ρdで、本記事では湿潤密度と乾燥密度の関係・公式・読み方を解説します。

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湿潤密度ρtの求め方は「土の質量m÷土の体積V」です。土は空気、水、土粒子の3つから構成されます。


湿潤密度では、土に含まれる間隙(空気、水)の影響が、質量および体積共に考慮されます。


その他、土の土粒子だけの質量msを土の体積で割り算した値を「乾燥密度ρd」といいます。


今回は、湿潤密度の求め方、意味と公式、乾燥密度との関係、湿潤密度と乾燥密度の読み方について説明します。


湿潤密度、乾燥密度の詳細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

湿潤密度の求め方は?意味は?

湿潤密度ρtの求め方


・土の質量÷土の体積


です。土は空気、水、土粒子の3要素から構成されます。


上式より、湿潤密度では、土に含まれる間隙(空気、水)の影響が、質量、体積ともに考慮されます。


湿潤密度を公式で表すと


・ρt=m/V


です。mは土の質量、Vは土の体積です。湿潤密度の詳細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

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湿潤密度と乾燥密度の関係、公式は?

湿潤密度ρtと乾燥密度ρdの関係式を下記に示します。ωは含水比です。


ρt=ρd(1+ω/100)

ρd=ρt/(1+ω/100)


上式の関係を導きます。前述したように、土は空気(air)、水(water)、土粒子(soil particles)の3要素から構成されるので、土の質量、土の体積は


・m=ma+mw+ms=mw+ms

・V=Va+Vw+Vs


のように分解できます。さらに、空気の質量≒0なので、土の質量は「水と土粒子の質量」です。よって


・ρt=m/V=(mw+ms)/V=ms(mw/ms +1)/V


です。なお、土の土粒子部分の質量msを土の体積Vで除した値を「乾燥密度」と定義されます。乾燥密度ρd=ms/Vなので


・ρt=ms(mw/ms +1)/V=ρd(mw/ms +1)


です。最後に、含水比ωは「ω=mw/ms×100」より、ω/100=mw/msなので


・ρt=ρd(mw/ms +1)=ρd(ω/100+1)


が得られます。乾燥密度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

湿潤密度と乾燥密度の読み方は?

湿潤密度と乾燥密度の読み方を下記に示します。


・湿潤密度 ⇒ しつじゅんみつど

・乾燥密度 ⇒ かんそうみつど


関係用語の読み方は下記をご覧ください。


・飽和密度 ⇒ ほうわみつど

・飽和度 ⇒ ほうわど


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

湿潤密度の求め方を整理した表を示します。

項目公式単位
湿潤密度(ρt)ρt=m÷Vg/cm3
乾燥密度(ρd)ρd=ms÷Vg/cm3
飽和密度(ρsat)飽和時の密度g/cm3

まとめ

今回は、湿潤密度ρtの求め方について説明しました。湿潤密度の求め方は「土の質量m÷土の体積V」です。


また、乾燥密度ρd、含水比ωを考慮して「ρt=ρd(1+ω/100)」から算定できます。


湿潤密度、乾燥密度、飽和密度の詳細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?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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理解度チェック

Q.

湿潤密度ρtの求め方は?

土の質量m÷土の体積V で求めます。間隙(空気・水)の影響を質量・体積ともに含みます。

Q.

湿潤密度と乾燥密度の違いは?

湿潤密度は間隙の水・空気を含みますが、乾燥密度ρdは土粒子だけの質量msを土の体積で割った値です。

ハナダユキヒロ

この記事を書いた人

ハナダユキヒロミツメラボ

設計事務所に7年勤務。

2010年より「建築学生が学ぶ構造力学」を運営(16年以上)。

著書「わかる構造力学」「わかる構造力学(改訂版)」(工学社)。

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