土の含水比とは？含水比の基礎知識と、含水率との違い
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土は水、空気、土粒子の３つから構成されます。土は自然の材料なので、その性質を把握することが大切です。今回は、土の性質の１つである含水比と、含水率について説明します。関連用語に「自然含水比」、「含水量」があります。下記が参考になります。
自然含水比とは？1分でわかる意味、値、含水比との違い、求め方
含水量とは？1分でわかる意味、読み方、単位、計算と測定、含水比との関係
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含水比とは？
土の含水比とは、土に含まれる水の重量を、乾燥土の重量で除した値です。次式で表します。
w＝Ww／Ws×100（100をかけるのは百分率で表すため）
wは含水比、Wwは土に含まれる水の重量、Wsは炉で乾燥させた土（土粒子）の重量です。何てことのない式ですが、案外覚えづらくて苦戦する人も多いでしょう。その理由は「含水率」という似た用語があるからです。
含水比と含水率、暗記してもすぐに忘れそうな用語ですが、１発で覚えるポイントがあります。
それは、「比」と「率」の違いを理解することです。これは下記の記事でも同様に説明しました。
「比」は、２つ部分の比率を表す言葉です。例えばAB比という言葉があるとして、これは
AB比＝A／B
を意味します。例えばある学校の「男女比」というと、それは
男女比＝男／女
です。同様に含水比も「水」という言葉が先にあることを手がかりに
含水比＝水の重量／乾燥土の重量
となります。下記も参考にしてください。
含水比と含水率の違いは？1分でわかる意味、求め方、変換方法、自然含水比とは？
含水率とは？
では、含水率は含水比と何が違うのでしょうか。
「率」とは、全体に対する特定部分の比率を意味します。つまり含水率は、全体の重量に対する「水の重量」の割合を示し、下式で計算します。
w'＝Ww／W×100
w'は含水率、Wwは水の重量、Wは土と水を足した重量です。簡単ですね。含水比よりイメージしやすいと思います。
含水比と含水率の違いは？1分でわかる意味、求め方、変換方法、自然含水比とは？
含水比を調べる試験の流れ
私は学生の頃、土質系の研究室にいたのですが（後に研究室を移りました）、そこでは土の採取から含水比の計測が日常茶飯事でした。
含水比を調べる試験の、ざっくりとした流れを紹介します。まず土を採取して、乾燥炉に対応した容器に移します（このとき、容器の重量はあらかじめ計測しておくか、容器を置いた時点でゼロセット）。
重量をメモしたあと、容器ごと乾燥炉へ入れます。水が完全に蒸発したら炉から取り出して、再び重量を計測します。
元の重量から、炉で乾燥後の重量を差し引くと、水の重量がわかります。さらに乾燥後の重量から土粒子の重量もわかります。
あとは前述したように、２つの値の比を算出するだけです。
含水比と含水率の計算方法
含水比と含水率は相互に関係する値です。そのため、w'からwを計算することや、逆もあります。下式をみてください。
w'＝w/(w+100)×100
w＝w'/(100－w')×100
少し理解し難い計算式になったかもしれません。しかし考えてみれば、含水比や含水率も「用語」や小難しい記号を使っているだけで、計算の本質は中学生でも計算できます。
含水比が分かれば、それは水の重量と土粒子の重量が判明しているので、含水率を求めるのは容易いことだとわかります。数式に当てはめて考えずに、本質を見極めましょう。
まとめ
今回は、含水比について説明しました。含水率との違いも理解しましょう。似た用語なので、テストにも出題されやすいです。比と率の意味を覚えれば簡単です。下記も併せて参考にしてください。
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