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土の含水比とは？求め方・公式・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｜読み方・単位・計算方法・含水比との違い（がんすいりょう）

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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。

間隙比と間隙率の違いとは？サルでもわかる計算方法

「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・求め方・変換方法・自然含水比の意味

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・求め方・変換方法・自然含水比の意味

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。

含水比を整理した表を示します。

項目	内容	備考
含水比の定義	w＝Ww／Ws×100（水の重量÷乾燥土の重量）	100%を超えることがある
含水率の定義	w'＝Ww／W×100（水の重量÷土全体の重量）	値は必ず100%以下
主な違い	分母が「土粒子のみ」か「土全体」かの差	試験では両者を混同しないよう注意

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。

間隙比と間隙率の違いとは？サルでもわかる計算方法

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｜読み方・単位・計算方法・含水比との違い（がんすいりょう）

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プロフィール

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• 略歴▼
• 名前　ハナダユキヒロ/ミツメラボ代表.
• 2010年　弊サイトを開設
• 2010～2017年　国立大学大学院修了
• 2017年12月に当HPが書籍化。
• 「わかる構造力学」
• 2022年4月に「わかる構造力学」の改訂版出版。
• 「わかる構造力学(改訂版)」


• 10数年以上、建築の学問、研究、構造設計の実務に携わった経験を元に、未経験の方、建築関係の学生、社会人の方に役立つ知識を、分かりやすくお伝えします。


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