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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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間隙比と間隙率の違いを理解されているでしょうか。テスト前に丸暗記しても、結局忘れてしまいます。それでは覚え損です。私もそんな経験があるからこそ、今回は間隙比と間隙率の違いを、数式を使わずに説明します(一応、数式も示します)。


似た用語に、間隙水圧、土の含水比があります。詳細は、下記が参考になります。

間隙水圧の基礎知識、有効応力との関係

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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間隙比とは?

教科書的に説明するなら、間隙比は下式です。



eが間隙比、Vvが間隙の体積、Vsが土粒子の体積です。間隙比とは「間隙の体積と、土粒子の体積の比率を意味する用語」です。


式自体は、十数分あれば丸暗記できます。しかし、それでは意味がありません。そこで、間隙比という用語の意味を紐解いていきます。


まず、「間隙」とは何でしょうか。そもそも土は3つの物質から構成されます。それが



です。例えば畑の土をさわると湿っぽいですね。水が含まれている証拠です。このように、単に土と言っても3つの物質により、性質が変わります。


間隙とは、「水+空気」のことです。土粒子の間と間に、水と空気(間隙)があるというイメージです。※間隙の意味は下記が参考になります。

間隙とは?1分でわかる意味、読み方、例文、土との関係


では間隙比が何か。その前に日本語の話をさせてください。日本語は「〇○比」という用語が沢山あります。これは比率を表す日本語ですが、1つルールがあります。それは、



です。つまり、間隙比は



です。そもそも「比」という言葉は、2つの対比を意味します。一般的な用語では、「男女比」がありますね。男女比が0.25といえば、男:女=1:4です。


間隙比が覚えづらい理由の1つは、「間隙土比」ではなく「間隙比」だからです(と思っています)。AB比のルールに外れる用語なので忘れやすいのでしょう。覚えづらい2つめの理由が、後述する「間隙率」の存在です。

間隙率とは?

間隙率は下式で計算します。



nは間隙率、Vvは間隙の体積、Vは間隙と土粒子を含めた全体の体積です。間隙率は、「間隙が全体の何%あるか示す値」です。


間隙率の「率」という言葉に注目してください。「率」とは、ある特定部分の全体に対する割合を意味する言葉です。間隙比と間隙率の覚え間違いを防ぐには、「比」と「率」の意味を理解することです。

間隙比と間隙率の違い

つまり両者の違いは、「互いの比」又は「全体に対する割合」という程度です。ややこしい数式を使わなくても、上記のポイントを理解するだけで良いのです。

サルでもわかる間隙比と間隙率の計算方法

間隙比と間隙率を計算しましょう。馴染みの無い「間隙」の体積を「お肉」、土粒子の体積を「野菜」と考えましょう。下図をみてください。野菜が5つ、お肉が3つあります。間隙比(お肉野菜比)と間隙率を計算しましょう。

間隙比と間隙率の説明

間隙比とは、間隙と土粒子の比でした。AB比のルールに従えば(前述しました)、最初の言葉が分子、後の言葉が分母になります。間隙比には「土」という言葉が抜けていて、分かりづらいですが「間隙」という言葉を目印に覚えます。


お肉野菜比(間隙比)=お肉の数/野菜の数(間隙の体積/体積土粒子)=3/5=0.6


です。簡単ですね。


次に間隙率を計算します。「率」は全体に対する割合を示します。お肉と野菜を足すと全部で8つです。


間隙率の意味は、「お肉は全体の何割ありますか?」に等しいです。つまり、


間隙率=お肉の数/(お肉+野菜の数)×100=3/8×100=37.5%


です。


いかがでしょうか。小難しい計算をするより、よっぽどシンプルで覚えやすいですね。間隙率nを、間隙比eで求める式があります。



この式を丸暗記するより、よほど簡単ですね。※比率、割合の計算は下記も参考になります。

比率とは?1分でわかる意味、求め方と計算方法、単位、パーセント表示、3つの数値の計算

百分率とは?1分でわかる意味、割合との違い、少数、分数との関係

まとめ

今回は、間隙比と間隙率について説明しました。両者の意味は、数式で覚えるのではなく「意味」で覚えること。日本語をよく理解すれば、覚え間違いもありませんね。下記も併せて勉強しましょうね。

間隙とは?1分でわかる意味、読み方、例文、土との関係

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