ゼロ空気間隙曲線とは？1分でわかる意味、求め方、締固め曲線との関係は？

この記事の要点

ゼロ空気間隙曲線とは、飽和度が100%のときの乾燥密度と含水比の関係を表す曲線です。

各含水比における理論上最大となる乾燥密度を表します。

締固めで飽和度100%になるのが理想的で、本記事では求め方・締固め曲線との関係を解説します。

この記事では、ゼロ空気間隙曲線とは何か、ゼロ空気間隙曲線はどう求めるのか、締固め曲線とどう関係するのかを整理します。

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ゼロ空気間隙曲線とは、飽和度が100％の時の乾燥密度と含水比の関係を表す曲線です。

また、ゼロ空気間隙曲線は、各含水比における理論上最大となる乾燥密度を表します。

土の締固めによる密度増加は、土に含まれる空気を全て排出することが最も効果的です。

つまり、締固めにより飽和度＝100％になることが理想的な状態です。

今回は、ゼロ空気間隙曲線の意味、求め方、締固め曲線との関係について説明します。

飽和度、乾燥密度の詳細は下記が参考になります。

ゼロ空気間隙曲線とは？

ゼロ空気間隙曲線とは、飽和度が100％の土の乾燥密度と含水比の関係を表す曲線です。また、各含水比における理論上最大となる乾燥密度を示す曲線が「ゼロ空気間隙曲線」です。ゼロ空気間隙曲線の例を下図に示します。

ゼロ空気間隙曲線

なお、ゼロ空気間隙曲線の「ゼロ空気間隙」とは、間隙の空気が0であることを意味しており、すなわち、間隙は水で満たされている状態（飽和状態）をいいます。

飽和度と飽和土

土を締め固めると、土に含まれる空気、水が排出され土の全体積が減少し「密度（乾燥密度）が増加」します。

土の締固めは、土に含まれる空気が全て排出され（空気量が0）で、かつ、適度に締固めされた状態が最も効果的（乾燥密度が最大）です。

よって、土に含まれる空気が0の状態、すなわち、「飽和度＝100％」のとき、乾燥密度は理論上の最大値をとります。

締固めの詳細は下記をご覧ください。

ゼロ空気間隙曲線の求め方を下記に示します。ρdは乾燥密度、Srは飽和度、ρwは水の密度、ρsは土粒子の密度、ωは水の密度です。

ゼロ空気間隙曲線の求め方1

飽和度、乾燥密度の詳細は下記が参考になります。

前述に示すゼロ空気間隙曲線の式は、下記に示す飽和度と間隙比の式から得られます。

土の飽和度の公式2

上式より乾燥密度ρdを求める式は

ゼロ空気間隙曲線の求め方3

となります。Sr＝100％とすれば、前述の式が得られます。

ゼロ空気間隙曲線と締固め曲線を下図に示します。

前述した通り、ゼロ空気間隙曲線は各含水比における理論上最大となる乾燥密度です。

ただ現実には、土に含まれる空気を全て排出することはでき無いので、締固め曲線の最大乾燥密度は、ゼロ空気間隙曲線の乾燥密度より小さくなります。

ゼロ空気間隙曲線と締固め曲線

締固め曲線の詳細は下記が参考になります。

ゼロ空気間隙曲線を整理した表を示します。