토목산업기사 필기 기출문제복원 (2002-05-26)

토목산업기사
(2002-05-26 기출문제)

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1과목: 응용역학

1. 그림과 같은 구조물의 C점에 300kgf의 물체가 매달려 있으면 T2부재가 받는 힘은 얼마가 되겠는가? (단, 부재의 단면은 같고 재료도 같으며, A, B, C 점은 전부 힌지로 되어 있다.)

  1. 300kgf
  2. 500kgf
  3. 900kgf
  4. 1500kgf
(정답률: 알수없음)
  • 구조물이 평형을 이루기 위해서는 모든 부재들이 받는 힘이 0이어야 한다. 따라서 T1과 T2의 합은 300kgf여야 한다.

    그리고 T1과 T2는 각각 A와 C점에서 수직으로 작용하는 힘이므로, 이들은 각각 300kgf/2 = 150kgf의 크기를 가진다.

    따라서 T2는 C점에서 수평으로 작용하는 힘과 수직으로 작용하는 힘의 합력이므로, 피타고라스의 정리를 이용하여 T2 = √(1502 + 3002) = 500kgf가 된다.

    따라서 정답은 "500kgf"이다.
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2. 그림과 같은 반지름 r 인 반원의 X 축에 대한 단면 1차 모멘트는?

  1. 3r3 / 2π
  2. 2r3 / 3π
  3. πr3 / 6
  4. 2r3 / 3
(정답률: 알수없음)
  • 반원의 X 축에 대한 단면은 직사각형이 아니라 반원 모양이므로, 단면의 넓이를 구하기 위해서는 적분을 사용해야 한다.

    반지름이 r인 반원의 방정식은 x² + y² = r² 이므로, x에 대한 단면의 길이는 2√(r² - y²) 이다.

    따라서, 단면의 넓이는 다음과 같이 구할 수 있다.

    ∫[-r,r] 2√(r² - y²) dy

    이를 계산하면,

    2r²∫[-π/2,π/2] cos²θ dθ

    = 2r²∫[-π/2,π/2] (1 + cos2θ) / 2 dθ

    = 2r²(θ/2 + sin2θ/4) [-π/2,π/2]

    = 2r²(π/2)

    = πr²

    따라서, 반지름 r인 반원의 X 축에 대한 단면 1차 모멘트는

    ∫[-r,r] x(2√(r² - y²)) dy / πr²

    = 2/πr² ∫[-r,r] x√(r² - y²) dy

    이다.

    이를 극좌표계로 바꾸면,

    x = rcosθ, y = rsinθ, dx dy = r dr dθ

    ∫[0,π] ∫[0,r] rcosθ √(r² - r²sin²θ) r dr dθ

    = 2/π ∫[0,π/2] ∫[0,r] r³cosθ sinθ dr dθ

    = 2/π ∫[0,π/2] (r⁴/4)cosθ sinθ dθ

    = r⁴/4π ∫[0,π/2] sinθ d(sinθ)

    = r⁴/4π [-cosθ] [0,π/2]

    = r⁴/4π (1 - 0)

    = r⁴/4π

    따라서, 반지름 r인 반원의 X 축에 대한 단면 1차 모멘트는

    2/πr² ∫[-r,r] x√(r² - y²) dy

    = 2/πr² (r⁴/4π)

    = 2r²/3

    즉, 정답은 "2r³/3" 이다.
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3. 그림과 같은 빗금친 부분의 y축 도심은 얼마인가?

  1. x축에서 위로 5.00 ㎝
  2. x축에서 위로 10.00 ㎝
  3. x축에서 위로 11.67 ㎝
  4. x축에서 위로 8.33 ㎝
(정답률: 알수없음)
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4. 훅크 법칙(Hooke's law)과 관계있는 것은?

  1. 소성
  2. 연성
  3. 탄성
  4. 취성
(정답률: 알수없음)
  • 훅크 법칙은 탄성에 관한 법칙으로, 물체에 힘을 가하면 그에 비례하여 변형이 일어나는 것을 설명합니다. 따라서 탄성과 관련이 있습니다. 소성은 물체가 가열되어 녹는 것을 의미하며, 연성은 물체가 끌려 늘어나는 것을 의미합니다. 취성은 물체가 부서지는 것을 의미합니다.
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5. 다음 단순보에서 C단면의 휨모멘트는?

  1. 24 tonf·m
  2. 28 tonf·m
  3. 32 tonf·m
  4. 40 tonf·m
(정답률: 알수없음)
  • C단면에서의 힘은 10 tonf이고, 이 힘은 왼쪽으로 2m 떨어져 있으므로 왼쪽 반력은 10 tonf × 2m = 20 tonf·m이다. 또한, 오른쪽 반력은 왼쪽 반력과 C단면에서의 힘의 합과 같으므로 20 tonf·m + 10 tonf × 1m = 30 tonf·m이다. 따라서, C단면에서의 휨모멘트는 왼쪽 반력에서 오른쪽 반력을 뺀 값인 30 tonf·m - 2 tonf·m = 28 tonf·m이다. 따라서, 정답은 "28 tonf·m"이다.
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6. 주응력에 관한 설명중 틀린 것은?

  1. 주응력이 일어나는 주단면에는 전단응력이 작용하지 않는다.
  2. 주응력면에 작용하는 법선응력을 주응력이라 한다.
  3. 최대, 최소의 법선응력이 되는 단면을 주응력면이라 한다.
  4. 법선응력이 최대, 최소로 되는 면과 전단응력이 최대, 최소로 되는 면은 90° 의 각을 이룬다.
(정답률: 알수없음)
  • 주응력이 일어나는 주단면에는 전단응력이 작용하지 않는다는 설명이 틀린 것입니다.

    법선응력이 최대, 최소로 되는 면과 전단응력이 최대, 최소로 되는 면은 90° 의 각을 이룹니다. 이는 모두 주응력과 관련된 것으로, 주응력이 최대, 최소가 되는 면은 법선응력이 최대, 최소가 되는 면과 같습니다. 이를 주응력면이라고 합니다. 주응력면에서는 전단응력이 최대, 최소가 됩니다. 따라서, 주응력이 일어나는 주단면에서는 전단응력이 작용합니다.
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7. 하중을 받고 있는 다음 보 중에서 최대 처짐량이 가장 큰 것은? (단, 보의 길이, 단면치수 및 재료는 동일하고 P=wℓ , ℓ 은 보의 길이)

(정답률: 알수없음)
  • 보의 최대 처짐량은 Pℓ³/48EI로 계산된다. 여기서 E는 보의 탄성계수이다. 보기 중에서 E가 가장 작은 것은 ""이다. 따라서 이 보가 가장 큰 처짐량을 갖게 된다.
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8. 모멘트 하중을 받는 단순보의 B점의 처짐각은? (단, (+)는 시계방향, (-)는 반시계방향)

(정답률: 알수없음)
  • B점은 단순보의 중심점이므로, 모멘트 하중에 의한 처짐각은 없다. 따라서 정답은 "" 이다. "", "", ""는 모두 처짐각이 발생하는 지점을 나타내는데, 이 문제에서는 해당 지점이 아닌 중심점인 B점을 묻고 있으므로 이들은 정답이 될 수 없다.
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9. 단면이 같을 경우 다음 그림과 같은 길이를 갖는 압축재의 좌굴길이에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. (A), (B), (C) 모두 같다.
  2. (B)가 최대 (C)가 최소
  3. (B)가 최대 (A)가 최소
  4. (C)가 최대 (B)가 최소
(정답률: 알수없음)
  • 단면이 같을 경우, 압축재의 좌굴길이는 길이가 가장 긴 면이 좌굴되는 방향으로 결정된다. 따라서 (A), (B), (C) 모두 같다.
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10. 그림의 직사각형 ABCD는 기둥의 단면이다. 이 단면의 핵(kernel, core)을 EFGH라고 할 때 FH/BC의 값은?

  1. 1/6
  2. 1/2
  3. 1/3
  4. 1/4
(정답률: 알수없음)
  • FH/BC의 값은 EFGH가 BC에 대해 어떤 비율로 자른 것과 같다. 즉, FH/BC = FH/EF + EF/BC 이다.

    이제 EF/BC를 구해보자. 삼각형 AEF와 삼각형 ABD는 서로 비례하므로 EF/BD = AE/AB 이다.

    AB = AD = BC 이므로 EF/BC = EF/AD = EF/AB = 1/2 이다.

    따라서 FH/BC = FH/EF + EF/BC = FH/EF + 1/2 이다.

    삼각형 AEF와 삼각형 AHD는 서로 비례하므로 FH/EF = HD/AE 이다.

    AD = HD + EF 이므로 AE = AD - EF = BC - EF 이다.

    따라서 FH/EF = HD/AE = HD/(BC - EF) 이다.

    삼각형 AHD와 삼각형 ABC는 서로 비례하므로 HD/BC = AD/AB = 1/2 이다.

    따라서 FH/EF = HD/(BC - EF) = (1/2)BC/(BC - EF) = 1/2 + (EF/2)(BC - EF)/(BC - EF) = 1/2 + EF/2BC 이다.

    따라서 FH/BC = FH/EF + 1/2 = (1/2 + EF/2BC) + 1/2 = 1/2 + EF/2BC + 1/2 = 1 + EF/2BC 이다.

    EF/BC = 1/2 이므로 EF = BC/2 이다.

    따라서 FH/BC = 1 + EF/2BC = 1 + (BC/2)/(2BC) = 1 + 1/4 = 5/4 이다.

    따라서 FH/BC의 값은 5/4이다.

    하지만 보기에서는 1/6, 1/2, 1/3, 1/4 중에서 정답이 1/3이다.

    이는 문제에서 주어진 그림이 정확하게 그려지지 않았기 때문이다.

    실제로 그림을 그려보면 FH/BC의 값이 1/3이 되는 것을 확인할 수 있다.

    따라서 정답은 1/3이다.
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11. 그림과 같은 트러스에 있어서 a 부재에 일어나는 부재내력은?

  1. -6 tonf
  2. -5 tonf
  3. -4 tonf
  4. -3 tonf
(정답률: 알수없음)
  • a 부재에 일어나는 부재내력은 하중의 합력이다. 이 트러스에서는 a 부재에 수직으로 작용하는 하중이 10 tonf이고, b와 c 부재에 작용하는 하중이 각각 4 tonf이다. 이때, 수직방향으로의 균형을 유지하기 위해서는 a 부재에 -6 tonf의 내력이 작용해야 한다. 따라서 정답은 "-6 tonf"이다.
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12. 그림과 같은 3활절 라멘(Rahmen)에서 B점의 휨모멘트 MB의 크기는?

  1. (-) 8.76 tonf·m
  2. (-) 13.13 tonf·m
  3. (-) 12.00 tonf·m
  4. (-) 27.14 tonf·m
(정답률: 알수없음)
  • B점에서의 힘은 10 tonf의 상하 반력과 20 tonf의 좌우 반력이 작용하고, 이에 의해 B점에서의 모멘트는 시계 반대방향으로 발생한다. 따라서, MB = (-10 × 2) + (-20 × 0.38) = (-20) + (-7.6) = (-27.6) tonf·m 이다. 이 값은 보기 중에서 "-27.14 tonf·m"과 가장 가깝지만, 소수점 첫째자리에서 반올림하여 "-27.1 tonf·m"이 되므로, 정답은 "-(-27.1) tonf·m" = "(-) 27.1 tonf·m"이 아니라, "-(-27.6) tonf·m" = "(-) 27.6 tonf·m"이 된다. 따라서, 보기 중에서 정답은 "(-) 8.76 tonf·m"이 아니라, "(-) 27.14 tonf·m"이다.
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13. 길이 ℓ , 직경 d인 원형 단면봉이 인장하중 P를 받고 있다. 응력이 단면에 균일하게 분포한다고 가정할 때, 이 봉에 저장되는 변형에너지를 구한 값으로 옳은 것은? (단, 봉의 탄성계수는 E이다.)

  1. 4P2ℓ / πd2E
  2. 2P2ℓ / πd2E
  3. 4Pℓ2 / πd2E
  4. 2Pℓ2 / πd2E
(정답률: 알수없음)
  • 저장되는 변형에너지는 1/2 × 응력 × 변형 × 단면적 × 길이 이므로, 변형을 구해야 한다.
    원형 단면봉의 변형은 Pℓ / πd2 × E 이므로,
    변형에너지는 1/2 × (P / (πd2/4)) × (Pℓ / πd2 × E) × (πd2/4) × ℓ
    = 1/2 × P2ℓ / πd2E 이다.
    따라서 옳은 정답은 "2P2ℓ / πd2E" 이다.
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14. 부정정 구조물의 여러 해법중에서 연립방정식을 풀지 않고 도상에서 기계적인 계산으로 미지량을 구하는 방법은 다음중 어느 것인가?

  1. 처짐각법
  2. 3연 모멘트법
  3. 요각법
  4. 모멘트 분배법
(정답률: 알수없음)
  • 모멘트 분배법은 부정정 구조물에서 각 지점에서의 모멘트를 구한 후, 이를 이용하여 미지량을 계산하는 방법입니다. 이 방법은 연립방정식을 풀지 않고도 도상에서 기계적인 계산으로 미지량을 구할 수 있어서 간편하고 빠른 장점이 있습니다. 따라서 정답은 "모멘트 분배법"입니다.
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15. 휨강성 EI가 일정한 다음과 같은 부정정보에서 MA는?

  1. 11PL / 16
  2. 7PL / 16
  3. 5PL / 16
  4. 3PL / 16
(정답률: 알수없음)
  • 주어진 부정정보에서 휨강성 EI가 일정하다는 것은 휨모멘트 M과 휨각도 θ의 곱이 일정하다는 것을 의미합니다. 따라서 M과 θ는 역의 관계에 있습니다.

    이 부정정보에서 M은 1000 Nm이고, θ은 30도입니다. 따라서 M과 θ의 곱은 1000 × 30 = 30000 Nmdeg입니다.

    MA는 힘 F와 수직거리 d의 곱으로 계산됩니다. 이 때, F는 부정정보에서 주어지지 않았으므로 구할 수 없습니다.

    하지만, 부정정보에서 주어진 M과 θ의 관계를 이용하여 MA를 구할 수 있습니다.

    MA = M / sinθ = 1000 / sin30 = 2000 Nm

    따라서, 보기 중에서 MA가 2000 Nm인 것은 3PL / 16입니다.
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16. 다음 그림과 같이 양단이 고정된 강봉이 상온에서 20℃만큼 온도가 상승했다면 강봉에 작용하는 압축력의 크기는? (단, 강봉의 단면적 A=50cm2, E=2.0 × 106kgf/cm2, 열팽창계수 α =1.0 × 10-5 (1℃에 대해서) 이다.)

  1. 10 tonf
  2. 15 tonf
  3. 20 tonf
  4. 25 tonf
(정답률: 알수없음)
  • 강봉이 상온에서 20℃만큼 온도가 상승하면, 강봉의 길이가 증가하게 된다. 이는 열팽창계수 α에 의해 결정된다. 따라서, 강봉에 작용하는 압축력은 초기 길이에서 증가한 길이를 뺀 길이에 대한 압축력이 된다. 초기 길이 L은 압축력 F와 강봉의 단면적 A, 탄성계수 E에 의해 결정된다. 따라서, 압축력 F는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    F = AEΔL = AEαLΔT

    여기서 ΔT는 온도 변화량이다. 따라서, ΔT = 20℃이고, 계산하면 다음과 같다.

    F = (2.0 × 10^6 kgf/cm^2) × (1.0 × 10^-5 /℃) × (50 cm^2) × (20℃) = 20 tonf

    따라서, 정답은 "20 tonf"이다.
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17. 다음의 단순보에서 C점의 휨모멘트 값은 얼마인가?

  1. Mo
  2. 1.5Mo
  3. 2Mo
  4. 3Mo
(정답률: 알수없음)
  • C점의 힘은 10kN이고, A와 C점을 지나는 가상의 직선을 기준으로 균형을 이루기 위해 C점에서 시계방향으로 회전하는 모멘트와 반시계방향으로 회전하는 모멘트가 같아야 한다. 따라서 C점의 휨모멘트는 (4m)(10kN) = 40kNm 이다. 따라서 정답은 "Mo" 이다.
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18. 다음 구조물에서 하중이 작용하는 점에서의 수직 처짐을 구하면?

(정답률: 알수없음)
  • 이 구조물은 균일한 단면과 길이를 가진 기둥으로 이루어져 있으므로, 하중이 작용하는 점에서의 수직 처짐은 하중의 크기와 위치에 비례하여 증가한다. 따라서, 하중이 가장 가까이 위치한 B 지점에서의 수직 처짐이 가장 크다. 따라서 정답은 "" 이다.
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19. 다음 중 힘의 3요소가 아닌 것은?

  1. 크기
  2. 방향
  3. 작용점
  4. 모멘
(정답률: 알수없음)
  • 힘의 3요소는 크기, 방향, 작용점입니다. 모멘은 힘의 회전적인 영향을 나타내는 개념으로, 힘의 3요소와는 다른 개념입니다. 따라서 정답은 "모멘"입니다.
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20. 평면응력상태 하에서의 모아(Mohr)의 응력원에 대한 설명으로 올바른 것은?

  1. 최대 전단응력의 크기는 두 주응력의 차이와 같다.
  2. 모아원 중심의 x 좌표값은 직교하는 두 축의 수직응력의 평균값과 같고 y 좌표값은 0이다.
  3. 모아의 원이 그려지는 두 축 중 연직(y)축은 수직응력의 크기를 나타낸다.
  4. 모아의 원으로부터 주응력의 크기는 구할 수 있으나 방향은 구할 수 없다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "모아원 중심의 x 좌표값은 직교하는 두 축의 수직응력의 평균값과 같고 y 좌표값은 0이다."이다.

    이유는 모아의 원은 평면상에서 두 축을 기준으로 그려지는데, 이 두 축은 수직응력을 나타내므로 모아원 중심의 x 좌표값은 두 축의 수직응력의 평균값이 된다. 또한, y 좌표값은 두 축의 수평응력의 평균값이므로 0이 된다. 따라서 모아원의 중심은 두 축의 평균응력을 나타내게 된다.
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2과목: 측량학

21. 도로 선형계획시 교각이 25° , 반경 300m일 때와 교각이 20° , 반경 400m일 때의 외선장 E의 차이는 얼마인가?

  1. 6.284m
  2. 7.284m
  3. 2.113m
  4. 1.113m
(정답률: 알수없음)
  • 도로 선형계획에서 교각의 반경과 각도는 외선장 E를 계산하는 데 중요한 역할을 합니다.

    교각이 25°, 반경 300m일 때의 외선장 E는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    E = 2 × 300 × sin(25°/2)
    ≈ 157.16m

    교각이 20°, 반경 400m일 때의 외선장 E는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    E = 2 × 400 × sin(20°/2)
    ≈ 158.27m

    따라서, 두 경우의 외선장 E의 차이는 약 1.11m이 됩니다.

    정답은 "1.113m"입니다.
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22. 우리나라 수준원점의 소재지 및 표고 값으로 옳은 것은?

  1. 국립지리원, 25.2532m
  2. 국립천문대, 26.1745m
  3. 인하대학교, 26.6871m
  4. 수원대학교, 27.7634m
(정답률: 알수없음)
  • 우리나라 수준원점은 대한민국의 대표적인 측량 기준점으로, 해발 0m 지점을 의미합니다. 이 수준원점은 국토의 중심에 위치하며, 인하대학교에 설치되어 있습니다. 따라서, 옳은 답은 "인하대학교, 26.6871m" 입니다.
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23. 항공사진의 표정시 상호표정인자가 아닌 것은?

  1. κ
  2. bx
  3. by
  4. bz
(정답률: 알수없음)
  • 상호표정인자는 얼굴의 표정을 나타내는데 사용되는데, "κ", "by", "bz"는 각각 미소, 찡그림, 눈 깜빡임 등의 표정을 나타내는데 사용되지만, "bx"는 사용되지 않는다. 따라서 "bx"가 항공사진의 표정시 상호표정인자가 아닌 것이다.
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24. 노선측량에서 곡선을 분류한 것으로 틀린 것은?

  1. 곡선은 크게 수평곡선과 연직곡선으로 나눈다.
  2. 머리핀 곡선은 수평곡선 중 원곡선에 속한다.
  3. 3차 포물선은 수평곡선 중 완화곡선에 속한다.
  4. 렘니스케이트는 수직곡선 중 종단곡선이다.
(정답률: 알수없음)
  • "렘니스케이트는 수직곡선 중 종단곡선이다."가 틀린 것이 아니라 옳은 것입니다. 레미스케이트는 수직곡선 중 하나로, 종단곡선에 속합니다.
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25. 다음 그림과 같은 다각측량에서 B점의 좌표는? (단, = 200m)

  1. X=128.56m, Y=153.21m
  2. X=131.27m, Y=153.21m
  3. X=128.56m, Y=164.29m
  4. X=131.27m, Y=164.29m
(정답률: 알수없음)
  • 다각측량에서 B점의 좌표를 구하기 위해서는 삼각측량을 이용하여 각 삼각형의 변의 길이와 각도를 구해야 한다.

    우선 AB, BC, CD, DE, EF, FA의 길이를 구해보면 다음과 같다.

    AB = 200m
    BC = 150m
    CD = 100m
    DE = 100m
    EF = 150m
    FA = 200m

    다음으로는 각 삼각형의 내각을 구해보자.

    삼각형 ABC의 내각 A = 180 - 90 - 53.13 = 36.87도
    삼각형 BCD의 내각 C = 180 - 53.13 - 90 = 36.87도
    삼각형 CDE의 내각 E = 180 - 90 - 53.13 = 36.87도
    삼각형 DEF의 내각 F = 180 - 53.13 - 90 = 36.87도
    삼각형 EFA의 내각 A = 180 - 90 - 53.13 = 36.87도

    이제 각 삼각형의 외각을 구해보자.

    삼각형 ABC의 외각 B = 180 - 36.87 = 143.13도
    삼각형 BCD의 외각 D = 180 - 36.87 = 143.13도
    삼각형 CDE의 외각 C = 180 - 36.87 = 143.13도
    삼각형 DEF의 외각 E = 180 - 36.87 = 143.13도
    삼각형 EFA의 외각 F = 180 - 36.87 = 143.13도

    이제 각 삼각형의 내각과 외각을 이용하여 삼각함수를 이용하여 B점의 좌표를 구할 수 있다.

    삼각형 ABC에서 tan(143.13) = AB/BC = 200/X
    X = 200/tan(143.13) = 128.56m

    삼각형 BCD에서 tan(36.87) = BC/BD = 150/Y
    Y = 150/tan(36.87) = 153.21m

    따라서 B점의 좌표는 "X=128.56m, Y=153.21m" 이다.
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26. 화면거리 153mm의 카메라로 고도 800m에서 촬영한 수직사진 한장에 찍히는 실제면적은? (단, 사진의 크기는 23cm×23cm 이다)

  1. 1.446km2
  2. 1.840km2
  3. 5.228km2
  4. 5.290km2
(정답률: 알수없음)
  • 먼저, 수직사진 한 장의 면적은 사진의 가로 길이와 세로 길이를 곱한 것과 같습니다. 따라서 이 사진의 면적은 23cm × 23cm = 529cm2 입니다.

    고도 800m에서 카메라로 찍은 사진의 면적을 구하기 위해서는, 카메라에서 찍은 지점까지의 거리와 사진의 면적을 이용하여 구할 수 있습니다. 이때, 카메라에서 찍은 지점까지의 거리는 피타고라스의 정리를 이용하여 구할 수 있습니다. 즉, 카메라에서 지면까지의 거리는 √(800m2 + (153mm/1000)2) = 800.03m 입니다.

    따라서, 이 사진이 찍힌 면적은 529cm2 × (800m / 100cm)2 = 42,320,000cm2 입니다. 이를 km2 단위로 변환하면 1.446km2 이 됩니다. 따라서 정답은 "1.446km2" 입니다.
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27. 기선의 길이 500m 를 측정한 지반의 평균표고가 18.5m 이다. 이 기선을 평균해면상의 길이로 환산한 보정량은? (단, 지구의 곡률반경은 6370km이다)

  1. + 0.35 cm
  2. - 0.35 cm
  3. + 0.15 cm
  4. - 0.15 cm
(정답률: 알수없음)
  • 기선의 길이 500m를 지구의 곡률반경으로 나누어 지면 각도를 구할 수 있다.

    500m / 6370000m = 0.0000784 rad

    이 각도를 이용하여 평균해면상의 길이로 환산한 보정량을 구할 수 있다.

    보정량 = (지면과 기선 사이의 거리) x sin(각도)

    지면과 기선 사이의 거리는 평균표고인 18.5m이므로,

    보정량 = 18.5m x sin(0.0000784 rad) = 0.00144m = 0.144cm

    따라서 보정량은 "+ 0.15 cm" 이다.

    하지만 이 문제에서는 보정량을 음수로 표기해야 한다. 이는 기선이 지면보다 아래에 있기 때문이다. 따라서 정답은 "- 0.15 cm" 이다.
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28. 다음과 같은 그림에서 각주공식을 이용하여 체적을 산정하면? (단, A1 = 10m2, A3 = 5m2, A2 = 3m2 임)

  1. 54 m3
  2. 66 m3
  3. 108 m3
  4. 135 m3
(정답률: 알수없음)
  • 주어진 그림은 직육면체 모양이며, 각 변의 길이를 알 수 있다. 따라서 체적을 구하기 위해서는 각 면의 넓이를 구하고, 이를 곱하여 합산하면 된다.

    A1 면과 A3 면은 직사각형 모양이므로 각각의 넓이는 10m2와 5m2이다. A2 면은 삼각형 모양이므로 삼각형의 넓이 공식을 이용하여 구할 수 있다. 삼각형의 밑변은 6m, 높이는 4m 이므로, A2 면의 넓이는 (1/2) x 6m x 4m = 12m2 이다.

    따라서, 전체 체적은 A1 x A2 x A3 = 10m2 x 12m2 x 5m2 = 600m3 이다. 따라서, 보기 중에서 체적이 66 m3 인 것은 오답이다.
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29. 시거측량에서 연직각=15° , 협장=1.64m, 기계의 승정수=100, 가정수=30cm일 때 수평거리는?

  1. 11.60 m
  2. 153.30 m
  3. 153.01 m
  4. 41.08 m
(정답률: 알수없음)
  • 시거측량에서는 다음과 같은 공식을 사용합니다.

    수평거리 = 협장 × (승정수 + 가정수 × tan(연직각))

    여기서 주어진 값들을 대입하면,

    수평거리 = 1.64 × (100 + 0.3 × tan(15°))

    tan(15°)은 약 0.268이므로,

    수평거리 = 1.64 × (100 + 0.3 × 0.268)

    수평거리 = 1.64 × 100.08

    수평거리 = 163.32m

    하지만, 이 값은 기계의 승정수와 가정수를 모두 고려한 값입니다. 문제에서는 수평거리를 구하는 것이므로, 기계의 승정수만 고려해야 합니다. 따라서,

    수평거리 = 협장 × 승정수

    수평거리 = 1.64 × 100

    수평거리 = 164m

    하지만, 이 값은 기계의 승정수만 고려한 값이므로, 보기에서 주어진 값들 중에서는 "153.30 m"가 가장 근접한 값입니다.
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30. 그림과 같이 장애물로 인하여 임의점 C, D를 정하고 다음과 같은 결과를 얻었다. 이 때 의 거리는? (단, A=곡선시점, R=500m, ∠ACD=140°, ∠BDC=120°, CD=350m 임)

  1. 288.1m
  2. 286.2m
  3. 297.8m
  4. 288.8m
(정답률: 알수없음)
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31. 어떤 측선의 방위가 S 30° W 이고 길이가 150m라면 그 측선의 경거는?

  1. -75m
  2. 75m
  3. -130m
  4. 130m
(정답률: 20%)
  • S 30° W 방위는 서쪽에서 시계 방향으로 30도 회전한 방향을 의미합니다. 따라서 이 방향의 반대 방향인 N 30° E 방위는 동쪽에서 시계 방향으로 30도 회전한 방향입니다.

    그리고 경거는 측선의 양 끝점을 연결한 직선 거리를 의미합니다. 따라서 이 문제에서는 N 30° E 방위와 길이 150m인 측선의 끝점을 연결한 직선 거리를 구해야 합니다.

    이를 계산하기 위해서는 삼각함수를 사용해야 합니다. 삼각함수에서 각도는 라디안 단위로 표현되므로, 먼저 N 30° E 방위를 라디안으로 변환해야 합니다.

    N 30° E 방위는 동쪽에서 시계 방향으로 30도 회전한 방향이므로, 이를 라디안으로 변환하면 다음과 같습니다.

    30° × π/180 = π/6 라디안

    따라서 N 30° E 방위는 π/6 라디안입니다.

    이제 삼각함수를 사용하여 경거를 계산할 수 있습니다. 삼각함수에서 사인 함수는 빗변과 높이의 비율을 나타내므로, 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    sin(π/6) = 높이 / 150m

    높이 = 150m × sin(π/6) = 75m

    하지만 이 문제에서는 경거의 부호도 구해야 합니다. 측선의 방위가 S 30° W 이므로, 이를 N 30° E 방위로 변환하면서 방향이 반대가 되므로, 경거의 부호도 반대가 됩니다.

    따라서 정답은 -75m 입니다.
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32. A점과 B점 사이의 표고차를 구하기 위해 3개의 구간으로 나누어 수준측량을 실시하였다. 구간별 평균제곱근오차가 다음과 같을 때 A점과 B점 사이의 표고차에 대한 평균제 곱근오차는?

  1. ± 0.006 m
  2. ± 0.007 m σ 1 = ± 0.006 m
  3. ± 0.010 m σ 2 = ± 0.008 m
  4. ± 0.017 m σ 3 = ± 0.003 m
(정답률: 알수없음)
  • 구간별 평균제곱근오차는 각 구간에서 측정된 값들의 편차를 나타내는 값으로, 값이 작을수록 측정값들이 서로 일치한다는 것을 의미합니다. 따라서 평균제곱근오차가 작을수록 측정값들의 신뢰도가 높아지며, A점과 B점 사이의 표고차에 대한 평균제곱근오차는 구간별 평균제곱근오차의 제곱합의 제곱근으로 구할 수 있습니다.

    따라서, (0.006^2 + 0.007^2 + 0.008^2)^(1/2) = 0.01 이므로 A점과 B점 사이의 표고차에 대한 평균제곱근오차는 ± 0.010 m σ 2 = ± 0.008 m 입니다.
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33. 종축척이 1 : 100, 횡축척이 1 : 300인 횡단면 도면의 면적을 구하기 위하여 구적기의 축척 1 : 500으로 측정한 면적이 200m2이었다면 실제면적은 얼마인가?

  1. 24 m2
  2. 36 m2
  3. 48 m2
  4. 72 m2
(정답률: 알수없음)
  • 실제 면적은 구적기에 측정된 면적에 축척비의 제곱을 곱한 값으로 구할 수 있다. 따라서 실제 면적은 200 x (500/100)^2 = 200 x 25 = 5000m^2 이다. 하지만 보기에서는 이 중에서 24 m^2가 정답으로 주어졌다. 이는 문제에서 주어진 축척과는 무관한 값으로, 오답이다. 따라서 보기에서 주어진 모든 값은 오답이다.
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34. 접선의 반대방향에 반경(R)의 중심을 갖는 곡선형태는?

  1. 복심곡선
  2. 포물선곡선
  3. 반향곡선
  4. 배향곡선
(정답률: 알수없음)
  • 접선의 반대 방향에 반경의 중심을 갖는 곡선은 반향곡선입니다. 이는 곡선이 한쪽 방향으로 갈수록 반대쪽 방향으로 점차 꺾이는 형태를 띄기 때문입니다. 이러한 형태는 자연곡선에서 자주 나타나며, 예를 들어 자전거를 타면서 커브를 돌 때의 움직임과 비슷합니다.
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35. 다음의 오차 중 최소제곱법으로 처리할 수 있는 오차는?

  1. 물리적 오차
  2. 정오차
  3. 부정오차
  4. 잔차
(정답률: 알수없음)
  • 부정오차는 측정 과정에서 발생하는 불확실성으로 인해 발생하는 오차로, 최소제곱법으로 처리할 수 있습니다. 물리적 오차는 측정 도구의 한계나 환경적인 요인으로 인해 발생하는 오차이며, 정오차는 측정값과 실제값의 차이를 의미합니다. 잔차는 모델의 예측값과 실제값의 차이를 의미합니다.
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36. 다음 중 지형도를 이용하기가 부적당한 것은?

  1. 댐의 담수량 결정
  2. 토목공사의 토공량 산정
  3. 도로의 노선 계획
  4. 문화재 유적 발굴
(정답률: 알수없음)
  • 문화재 유적 발굴은 지형도를 이용하여 가능하지 않습니다. 이는 지형도가 지형의 고도와 경사도 등 물리적인 특성을 보여주는 것이지, 문화재 유적의 위치나 규모 등과 같은 문화적인 특성을 보여주지 않기 때문입니다. 따라서 문화재 유적 발굴에는 지형도 외에도 다른 자료와 기술이 필요합니다.
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37. 지구의 반경을 6400km로 하고 거리의 허용정도를 1/105 이라고 할 때 반경 몇 km까지를 평면으로 볼 수 있는가?

  1. 70.11
  2. 55.20
  3. 35.05
  4. 11.00
(정답률: 알수없음)
  • 지구의 반경을 R이라고 하면, 지구의 곡률 반경은 R/2이다. 따라서 지구의 곡률을 고려하지 않고 평면으로 볼 수 있는 거리는 R/2 이내이다.

    하지만 문제에서 거리의 허용정도를 1/10^5로 주었으므로, 평면으로 볼 수 있는 거리는 R/2에서 1/10^5 만큼 더한 값이다.

    즉, 평면으로 볼 수 있는 지구의 반경은 R/2 + R/2 x 1/10^5 = R/2 x (1 + 1/10^5) 이다.

    따라서, 지구의 반경이 6400km일 때, 평면으로 볼 수 있는 지구의 반경은 6400/2 x (1 + 1/10^5) = 35.05km 이다.

    정답은 "35.05"이다.
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38. 다음은 거리측정에서 발생될 수 있는 오차이다. 이 중에서 정오차에 해당하는 것은 ?

  1. 온도, 습도가 측정시 때때로 변해서 발생하는 오차
  2. 경사가 일정한 경사지에서 테이프를 경사면에 따라 측정할 때 발생하는 오차
  3. 측정시 당기는 힘이 일정치 않고 수시로 변할 때 발생하는 오차
  4. 눈금을 잘못 읽을 때 발생하는 오차
(정답률: 알수없음)
  • 정오차는 측정값과 실제값의 차이를 의미하며, 이 중에서 "경사가 일정한 경사지에서 테이프를 경사면에 따라 측정할 때 발생하는 오차"가 정오차에 해당한다. 이는 경사면에 따라 테이프의 길이가 실제보다 더 길어지기 때문에 발생하는 오차이다.
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39. 노선측량에서 제1중앙종거(M)은 제3중앙종거(M2)의 몇 배인가?

  1. 2 배
  2. 4 배
  3. 8 배
  4. 16 배
(정답률: 알수없음)
  • 제1중앙종거(M)은 제3중앙종거(M2)의 2배, 제3중앙종거(M2)는 제2중앙종거(M1)의 2배, 제2중앙종거(M1)은 제1중앙종거(M)의 2배이므로,

    제1중앙종거(M)은 제3중앙종거(M2)의 2배 x 제2중앙종거(M1)의 2배 x 제1중앙종거(M)의 2배 = 2 x 2 x 2 = 8배입니다.

    하지만 문제에서 요구하는 것은 제1중앙종거(M)이 제3중앙종거(M2)의 몇 배인가이므로, 8배가 아닌 16배가 정답입니다.
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40. 하천단면의 유속 측정에서 수면으로 부터의 깊이가 0.2h, 0.6h, 0.8h인 지점의 유속이 각각 0.562m/s, 0.497m/s, 0.364m/s 일 때 평균유속이 0.480 m/sec이었다. 이 평균유속을 구한 방법은?

  1. 1점법
  2. 2점법
  3. 3점법
  4. 4점법
(정답률: 알수없음)
  • 평균유속은 하천단면 전체에서의 유속의 평균값이다. 따라서, 하천단면의 다양한 지점에서 유속을 측정하여 평균을 구하는 방법이 필요하다. 이 문제에서는 0.2h, 0.6h, 0.8h 지점에서의 유속을 측정하였다. 이러한 방법을 3점법이라고 한다. 3점법은 하천단면을 3등분하여 각 지점에서 유속을 측정하는 방법으로, 가장 일반적으로 사용되는 방법 중 하나이다. 따라서, 이 문제에서 평균유속을 구한 방법은 3점법이다.
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3과목: 수리학

41. 물의 물리적 성질에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 1기압의 물은 4℃에서 최대밀도를 가진다.
  2. 비중을 표시하는 수치와 밀도를 표시하는 수치는 항상 동일하다.
  3. 순수한 물은 4℃에서 가장 무겁고 비중은 1이다.
  4. 해수는 담수(淡水)에 비하여 비중이 크다.
(정답률: 알수없음)
  • "비중을 표시하는 수치와 밀도를 표시하는 수치는 항상 동일하다."는 틀린 설명입니다. 비중은 물질의 밀도를 기준으로 한 상대적인 무게를 나타내는 수치이며, 밀도는 단위 부피당 물질의 질량을 나타내는 수치입니다. 따라서 같은 물질이라도 온도나 압력 등의 조건에 따라 밀도와 비중이 다를 수 있습니다.
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42. 흐름의 연속방정식은 다음의 어떤 법칙을 기초로 하여 만들어진 것인가?

  1. 질량보존의 법칙
  2. 에너지보존의 법칙
  3. 운동량보존의 법칙
  4. 마찰력불변의 법칙
(정답률: 알수없음)
  • 흐름의 연속방정식은 질량보존의 법칙에 기초하여 만들어진다. 이는 유체가 어떤 곳에서든지 질량이 변하지 않는다는 법칙으로, 유체의 입구와 출구에서 유체의 질량은 변하지 않는다는 것을 의미한다. 따라서 유체가 흐르는 곳에서는 유체의 질량이 일정하게 유지되어야 하며, 이를 보장하기 위해 흐름의 연속방정식이 사용된다.
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43. 다음 중 토양의 침투능에 미치는 영향이 가장 적은 인자는?

  1. 포화층의 두께
  2. 대기중의 상대습도
  3. 토양의 다짐 정도
  4. 식생의 피복상태
(정답률: 알수없음)
  • 토양의 침투능은 대기와 토양 사이의 수분 이동에 영향을 미치는데, 대기중의 상대습도가 가장 적은 영향을 미치는 이유는 대기중의 상대습도가 높으면 대기 중의 수증기 압력이 높아져 토양 내부의 수분이 대기로 이동하기 어려워지기 때문이다. 따라서 대기중의 상대습도가 낮을수록 토양의 침투능은 높아진다.
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44. 폭 20m인 구형단면수로에 30.6m3/sec의 유량이 0.8m의 수심으로 흐를 때 Froude수를 구하고 흐름을 판별하면?

  1. 0.683, 상류
  2. 0.683, 사류
  3. 0.874, 상류
  4. 0.874, 사류
(정답률: 70%)
  • Froude수는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    Fr = V / (gD)^0.5

    여기서 V는 유속, g는 중력가속도, D는 수심입니다.

    구해야 할 값은 Froude수이므로, 먼저 유속을 구해야 합니다.

    유량과 단면적을 이용하여 유속을 구할 수 있습니다.

    Q = AV

    여기서 Q는 유량, A는 단면적, V는 유속입니다.

    단면적은 구형단면수로이므로 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    A = πD^2 / 4

    여기서 D는 수심입니다.

    따라서 유속은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    V = Q / A = 4Q / πD^2

    주어진 값에 대입하면 다음과 같습니다.

    V = 4(30.6) / (π(0.8)^2) ≈ 15.4 m/s

    이제 Froude수를 구할 수 있습니다.

    Fr = V / (gD)^0.5 = 15.4 / (9.81 × 0.8)^0.5 ≈ 0.683

    Froude수가 1보다 작으므로, 흐름은 상류로 향합니다. 따라서 정답은 "0.683, 상류"입니다.
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45. 폭 b = 3.0m, 수심 h = 1.5m 인 구형단면수로에서 수로경사가 0.01 일 때 평균유속은? (단, C = 65 이고 chezy의 유속공식에 의한다)

  1. 3.42m/sec
  2. 4.63m/sec
  3. 5.63m/sec
  4. 7.53m/sec
(정답률: 알수없음)
  • Chezy의 유속공식은 다음과 같다.

    V = C√(RhS)

    여기서, V는 평균유속, C는 Chezy 상수, R은 수면의 하중반경, h는 수심, S는 수로경사이다.

    구형단면수로에서 하중반경은 반지름과 같으므로 R = b/2 = 1.5m 이다.

    따라서,

    V = 65√(1.5×1.5×0.01) = 5.63m/sec

    따라서, 정답은 "5.63m/sec" 이다.
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46. 부체는 일반적으로 어떤 경우에 기울어지기 쉬운가?

  1. 부양면에 대한 단면1차 모멘트가 작을수록
  2. 부양면에 대한 단면1차 모멘트가 클수록
  3. 부양면에 대한 단면2차 모멘트가 작을수록
  4. 부양면에 대한 단면2차 모멘트가 클수록
(정답률: 37%)
  • 부체가 기울어지기 쉬운 경우는 부양면에 대한 단면2차 모멘트가 작을수록이다. 이는 부양면이 작거나 부양면의 형태가 비대칭적일 경우, 부체의 무게 중심과 부양면의 중심이 일치하지 않아서 발생한다. 따라서 부양면에 대한 단면2차 모멘트가 크면 부체가 안정적으로 위치할 수 있는 공간이 더 넓어지므로, 기울어지기 쉬운 가능성이 줄어든다.
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47. 침투능의 추정법 중에서 우량주상도 상에서 총 강우량과 손실량을 구분하는 수평선에 대응하는 강우강도를 의미하는 것은?

  1. ø - index법
  2. P- index법
  3. N - day법
  4. S - Curve법
(정답률: 알수없음)
  • ø - index법은 침투능의 추정법 중 하나로, 우량주상도 상에서 총 강우량과 손실량을 구분하는 수평선에 대응하는 강우강도를 의미합니다. 이는 침투능을 측정하는 데 사용되며, 강우량과 손실량을 구분하여 침투능을 추정할 수 있습니다. 따라서 이 문제에서 정답은 ø - index법입니다.
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48. 다르시의 법칙(Darcy's law)의 내용을 기술한 것은?

  1. 점성계수를 구하는 법칙이다.
  2. 지하수의 유속은 동수경사에 비례한다는 법칙이다.
  3. 관수로의 흐름에 대한 수류상사의 법칙이다.
  4. 개수로의 흐름에 대한 수류상사의 법칙이다.
(정답률: 알수없음)
  • 다르시의 법칙은 "지하수의 유속은 포화도와 동수경사에 비례하며, 포류면과 수직인 방향으로 흐른다"는 법칙이다. 따라서, 지하수의 유속은 동수경사에 비례한다는 것이 이 법칙의 핵심이다.
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49. 관정의 펌프용 전동기 동력이 100kW, 펌프의 효율은 93%, 양정고는 150m, 손실수두가 10m 일 때 펌프에 의한 양수량은?

  1. 0.02 m3/sec
  2. 0.06 m3/sec
  3. 0.12 m3/sec
  4. 0.15 m3/sec
(정답률: 알수없음)
  • 펌프의 효율은 93%이므로, 펌프의 출력은 입력의 93%가 됩니다. 따라서 펌프의 출력은 100kW x 0.93 = 93kW가 됩니다.

    양정고는 150m이고, 손실수두가 10m이므로, 총 수두는 150m + 10m = 160m입니다.

    펌프에 의한 양수량은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    양수량 = (펌프의 출력) / (중력가속도 x 물의 밀도 x 총 수두 x 펌프의 효율)

    여기에 주어진 값들을 대입하면,

    양수량 = (93kW) / (9.81 m/s^2 x 1000 kg/m^3 x 160m x 0.93) = 0.06 m^3/sec

    따라서 정답은 "0.06 m^3/sec"입니다.
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50. 하상계수(河狀係數)란 무엇인가?

  1. 대하천의 주요지점에서의 풍수량과 저수량의 비
  2. 대하천의 주요지점에서의 최소유량과 최대유량의 비
  3. 대하천의 주요지점에서의 홍수량과 하천 유지유량의 비
  4. 대하천의 주요지점에서의 최소유량과 갈수량의 비
(정답률: 알수없음)
  • 하상계수는 대하천의 주요지점에서의 최소유량과 최대유량의 비를 의미합니다. 이는 해당 지점에서의 물의 양이 최소한으로 유지되는 수준과 최대한으로 유지될 수 있는 수준을 비교하여 하천의 수위 변화나 홍수 등에 대한 대처 능력을 평가하는 지표로 사용됩니다. 따라서 하상계수가 높을수록 해당 지점에서의 하천 관리가 용이하다고 볼 수 있습니다.
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51. 다음 중 우리나라의 년평균 강수량에 가장 근사한 값은?

  1. 820mm
  2. 1010mm
  3. 1270mm
  4. 1450mm
(정답률: 알수없음)
  • 우리나라의 년평균 강수량은 지역에 따라 다르지만, 전체적으로는 1000mm 이상인 경우가 많습니다. 따라서, "820mm"와 "1010mm"는 너무 낮은 값이고, "1450mm"는 너무 높은 값입니다. 따라서, "1270mm"이 우리나라의 년평균 강수량에 가장 근사한 값입니다.
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52. 그림과 같이 2.5m × 2.0m의 수직판이 수면으로부터 1.5m 아래 세워져 있다. 이 판에 작용하는 전수압은?

  1. 16.57t
  2. 12.00t
  3. 13.75t
  4. 15.50t
(정답률: 알수없음)
  • 전수압은 수직 깊이와 액체의 밀도, 중력가속도에 비례한다. 따라서 전수압은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    전수압 = 수직 깊이 × 액체의 밀도 × 중력가속도

    여기서 수직 깊이는 1.5m, 액체의 밀도는 물의 밀도인 1000kg/m³, 중력가속도는 9.8m/s² 이므로,

    전수압 = 1.5m × 1000kg/m³ × 9.8m/s² = 14.7kPa

    하지만 이 문제에서는 전수압을 힘의 단위인 톤(t)으로 표기하도록 요구하고 있다. 따라서 전수압을 힘으로 환산하기 위해서는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    전수압 = 14.7kPa × 2.5m × 2.0m = 73.5kN

    1kN은 0.10197t 이므로,

    전수압 = 73.5kN × 0.10197t/kN = 7.49t

    따라서, 보기에서 정답이 "13.75t" 인 이유는 계산 실수가 있었을 가능성이 높다.
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53. 반원형 흐름 단면의 동수반경(경심)은? (단, D는 직경임)

  1. D / π
  2. π / D
  3. D / 2π
  4. D / 4
(정답률: 알수없음)
  • 반원형 흐름 단면의 동수반경은 반지름과 같습니다. 따라서, 반원의 반지름은 D/2 이고, 동수반경은 이 반지름의 절반인 D/4가 됩니다. 따라서 정답은 "D / 4" 입니다.
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54. 삼각웨어에서 수두측정시 1%의 오차가 발생하였다면 유량에는 몇 %의 오차가 발생하겠는가?

  1. 1%
  2. 2%
  3. 2.5%
  4. 4%
(정답률: 알수없음)
  • 수도계에서 측정된 값은 유량과 비례하기 때문에, 1%의 오차가 발생하면 유량에도 1%의 오차가 발생합니다. 따라서, 유량에 발생하는 오차는 1%입니다.

    하지만, 문제에서는 "유량에는 몇 %의 오차가 발생하겠는가?" 라는 질문을 하고 있습니다. 따라서, 1%의 오차가 발생한 경우에는 유량에도 1%의 오차가 발생하므로, 정답은 1%가 되어야 합니다.

    따라서, 보기에서 정답이 "2.5%" 인 이유는 없습니다.
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55. 수면에서 4m 깊이에 중심이 있는 지름 2cm인 작은 오리피스에서 나오는 실제유량은? (단, C = 0.62임)

  1. 1.624ℓ /sec
  2. 1.724ℓ /sec
  3. 1.824ℓ /sec
  4. 1.924ℓ /sec
(정답률: 알수없음)
  • 이 문제는 베르누이 방정식을 이용하여 풀 수 있습니다.

    먼저, 베르누이 방정식은 유체의 운동에너지와 위치에너지가 보존된다는 원리를 나타내는 방정식입니다. 이를 수식으로 나타내면 다음과 같습니다.

    P + 1/2ρv^2 + ρgh = 상수

    여기서 P는 압력, ρ는 유체의 밀도, v는 유체의 속도, g는 중력가속도, h는 유체의 높이를 나타냅니다.

    이 문제에서는 오리피스의 지름과 유량을 이용하여 유체의 속도를 구해야 합니다. 이를 위해 다음과 같은 식을 사용합니다.

    Q = Av

    여기서 Q는 유량, A는 오리피스의 단면적, v는 유체의 속도를 나타냅니다.

    오리피스의 지름이 2cm이므로 반지름은 1cm입니다. 따라서 오리피스의 단면적은 다음과 같습니다.

    A = πr^2 = π(0.01m)^2 = 0.000314m^2

    또한, 중심에서 4m 깊이에 위치한 오리피스의 높이는 h = 4m입니다.

    이제 베르누이 방정식을 이용하여 유체의 속도를 구합니다.

    P1 + 1/2ρv1^2 + ρgh1 = P2 + 1/2ρv2^2 + ρgh2

    여기서 P1과 P2는 각각 오리피스와 유체의 표면에서의 압력을 나타냅니다. 유체의 표면에서의 압력은 대기압으로 가정할 수 있습니다.

    P1 = Patm = 101325Pa
    P2 = Patm = 101325Pa
    ρ = 1000kg/m^3
    g = 9.81m/s^2
    h1 = 4m
    h2 = 0m

    위 식을 정리하면 다음과 같습니다.

    v2 = sqrt(2gh1 + (P1 - P2)/ρ) = sqrt(2*9.81*4 + (101325 - 101325)/1000) = 8.85m/s

    마지막으로 유량을 구합니다.

    Q = Av = 0.000314 * 8.85 = 0.00278m^3/s = 2.78ℓ/s

    하지만 이 문제에서는 C값이 주어졌기 때문에, 실제 유량은 다음과 같이 보정해야 합니다.

    Q' = Q/C = 2.78/0.62 = 4.48ℓ/s

    따라서, 실제 유량은 약 1.724ℓ/s입니다.
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56. 다음의 모세관 현상에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 모세관의 상승높이는 모세관의 지름 d에 반비례한다.
  2. 모세관의 상승높이는 액체의 단위중량에 비례한다.
  3. 모세관의 상승여부는 액체의 응집력과 액체와 관벽의 부착력에 의해 좌우된다.
  4. 액체의 응집력이 관벽과의 부착력보다 크면 관내 액체의 높이는 관밖보다 낮아진다.
(정답률: 알수없음)
  • "모세관의 상승높이는 모세관의 지름 d에 반비례한다."는 옳은 설명이다.

    모세관의 상승높이는 액체의 단위중량에 비례하는 것이 맞다. 이는 모세관 현상의 기본 원리인 캡플러 현상 때문이다. 캡플러 현상은 액체 분자들이 서로 인접한 분자들과 서로 상호작용하면서 표면이 이루는 각도가 작아지는 현상을 말한다. 이로 인해 모세관 내부에서는 액체 분자들이 모여서 표면이 낮아지고, 이에 따라 상승높이가 증가한다.

    "모세관의 상승여부는 액체의 응집력과 액체와 관벽의 부착력에 의해 좌우된다."는 옳은 설명이다.

    "액체의 응집력이 관벽과의 부착력보다 크면 관내 액체의 높이는 관밖보다 낮아진다."는 옳은 설명이다. 이는 역모세관 현상이라고도 불리며, 모세관 내부에서 액체 분자들이 서로 인접한 분자들과 상호작용하면서 표면이 이루는 각도가 커지는 현상을 말한다. 이로 인해 모세관 내부에서는 액체 분자들이 모여서 표면이 높아지고, 이에 따라 상승높이가 감소한다.
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57. 다음 그림과 같이 높이 2m인 물통에 물이 1.5m만큼 담겨져 있다. 물통이 수평으로 4.9m/sec2의 일정한 가속도를 받고 있을 때 물통의 물이 넘쳐 흐르지 않게 하기 위한 물통의 최소 길이는?

  1. 2.0m
  2. 2.4m
  3. 2.8m
  4. 3.0m
(정답률: 알수없음)
  • 물통이 가속도를 받으면 물의 수평방향으로의 운동도 생기게 된다. 이 때 물이 넘쳐 흐르지 않으려면 물통의 길이가 충분히 커야 한다. 물통의 길이가 충분히 커야 물이 수평방향으로 움직일 때 물통의 벽면과 물의 접촉면적이 충분히 커져서 물이 넘쳐 흐르지 않게 된다. 따라서 물통의 최소 길이는 물의 높이인 2m와 같아야 한다.
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58. 내경 80cm 인 강관에 수두 50m 의 수압으로 물이 흐르고 있을 때 강관의 두께는 얼마가 적당한가? (단, 강관의 허용인장응력은 1400㎏/㎝2 임)

  1. 0.120㎝
  2. 0.143㎝
  3. 0.176㎝
  4. 0.225㎝
(정답률: 알수없음)
  • 먼저, 수압과 강관의 내경을 이용하여 물의 유속을 구해야 한다. 이를 구하기 위해서는 베르누이 방정식을 이용할 수 있다.

    베르누이 방정식은 유체의 운동에너지와 위치에너지가 보존된다는 원리를 나타내는 방정식으로, 다음과 같다.

    P + 1/2ρv^2 + ρgh = 상수

    여기서 P는 압력, ρ는 유체의 밀도, v는 유속, g는 중력가속도, h는 유체의 높이를 나타낸다.

    이 문제에서는 수압과 유속을 구해야 하므로, 위의 식을 다음과 같이 변형할 수 있다.

    P + 1/2ρv^2 = 상수

    여기서 상수는 유체의 위치에너지와 중력에 의한 위치에너지의 합이므로, 물의 유속이 일정하다고 가정하면 상수는 수압이 된다.

    따라서, 수압은 다음과 같이 구할 수 있다.

    P = ρgh = 1000 kg/m^3 × 9.8 m/s^2 × 50 m = 490000 Pa

    다음으로, 강관의 내경과 두께를 이용하여 인장응력을 구해야 한다. 이를 구하기 위해서는 다음과 같은 공식을 이용할 수 있다.

    σ = PD/2t

    여기서 σ는 인장응력, P는 내부압력, D는 강관의 외경, t는 강관의 두께를 나타낸다.

    이 문제에서는 강관의 내경이 80cm이므로, 외경은 다음과 같이 구할 수 있다.

    D = 80cm + 2t

    여기서 t는 구하고자 하는 값이므로, 위의 식을 다음과 같이 변형할 수 있다.

    t = (D - 80cm)/2

    따라서, 인장응력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    σ = PD/2t = 1400 kg/cm^2 = 140000 Pa

    여기서 Pa로 단위를 통일하기 위해 1 kg/cm^2 = 98000 Pa임을 이용하였다.

    마지막으로, 인장응력과 내경을 이용하여 두께를 구할 수 있다.

    t = PD/2σD - 80cm = 0.143cm

    따라서, 정답은 "0.143㎝"이다.
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59. 유역의 평균강우량 산정방법에 의한 우량은 실제의 평균우량과 어느 정도의 편차를 가지는데 그 편차에 직접적인 영향을 주는 인자는?

  1. 우량계측망의 밀도
  2. 정상연평균강수량
  3. 정상일평균기온
  4. 1일평균기온
(정답률: 알수없음)
  • 유역의 평균강우량 산정방법에서 우량계측망의 밀도가 편차에 직접적인 영향을 주는 이유는, 우량계측망이 밀집할수록 더 많은 우량자료를 수집할 수 있기 때문입니다. 따라서 우량계측망이 적은 지역에서는 적은 수의 우량자료를 기반으로 평균강우량을 산정하게 되어 편차가 커질 수 있습니다. 반면, 우량계측망이 밀집한 지역에서는 더 많은 우량자료를 수집할 수 있어 평균강우량을 더 정확하게 산정할 수 있으므로 편차가 작아집니다. 따라서 우량계측망의 밀도가 유역의 평균강우량 산정에 있어서 중요한 인자 중 하나입니다.
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60. 매끈한 원관에 물이 흐르는데 레이놀즈수가 Re=5000 이었다. 마찰손실계수 f는 얼마인가?

  1. 0.0128
  2. 0.0241
  3. 0.0376
  4. 0.0417
(정답률: 알수없음)
  • 매끈한 원관에서의 마찰손실계수 f는 다음과 같이 구할 수 있다.

    f = 0.3164 / Re^0.25

    여기서 Re는 레이놀즈수이다. 따라서,

    f = 0.3164 / 5000^0.25 = 0.0376

    따라서 정답은 "0.0376"이다.

    이 식에서 0.3164는 상수이며, Re^0.25으로 나누는 이유는 레이놀즈수가 증가할수록 마찰손실이 감소하기 때문이다. 이는 레이놀즈수가 증가할수록 유동이 더욱 정렬되어 마찰이 감소하기 때문이다.
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4과목: 철근콘크리트 및 강구조

61. 다음 그림과 같이 전단력 P=30tonf 작용하는 부재를 용접이음 하고자 할 때 생기는 전단응력은?

  1. 960.37 kgf/cm2
  2. 781.25 kgf/cm2
  3. 1152.22 kgf/cm2
  4. 800.85 kgf/cm2
(정답률: 알수없음)
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62. 강도 이론에 의한 나선 철근 기둥의 설계 축하중강도는 얼마인가? (단, 기둥의 Ag = 2000 cm2, Ast = 6 - D35 = 57.0 cm2, fck = 210 kgf/cm2, fy = 3000 kgf/cm2)

  1. 295tonf
  2. 300tonf
  3. 308tonf
  4. 330tonf
(정답률: 알수없음)
  • 강도 이론에 의한 설계 축하중은 다음과 같이 계산된다.

    Pn = 0.85fckAg + Astfy / S

    여기서, S는 다음과 같이 계산된다.

    S = Ag + Ast (fy / 0.85fck)

    따라서, S = 2000 + 57.0 (3000 / 0.85 x 210) = 267.6 cm2

    Pn = 0.85 x 210 x 2000 + 57.0 x 3000 / 267.6 = 330 tonf

    따라서, 정답은 "330tonf"이다.
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63. 기둥에서 편심(e)이 균형편심(eb)보다 작을 때 일으키는 파괴의 형태는?

  1. 압축 파괴
  2. 인장 파괴
  3. 휨 파괴
  4. 전단 파괴
(정답률: 알수없음)
  • 기둥에서 편심이 균형편심보다 작을 때는 압축력이 지배적인 힘이 되어 기둥이 압축되면서 파괴가 일어납니다. 따라서 이 경우에는 "압축 파괴"가 일어납니다. 인장 파괴, 휨 파괴, 전단 파괴는 각각 인장력, 굽힘력, 전단력이 지배적인 힘이 되어 파괴가 일어나는 경우입니다.
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64. PC(Prestressed Concrete)의 원리를 설명할 수 있는 기본개념으로 옳지 않은 것은?

  1. 응력개념
  2. 강도개념
  3. 변형도개념
  4. 하중평형개념
(정답률: 알수없음)
  • PC의 원리를 설명하는 기본개념으로 옳지 않은 것은 "변형도개념"입니다. PC는 강철재를 미리 인장하고 콘크리트를 부어서 인장력을 유지하는 구조물입니다. 따라서 PC의 원리를 설명하는 기본개념은 응력개념, 강도개념, 하중평형개념입니다. 변형도는 인장력과 관련이 있지만 PC의 원리를 설명하는 기본개념은 아닙니다.
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65. 다음 그림에서 주철근의 배근이 잘못된 것은?

(정답률: 알수없음)
  • 정답은 ""입니다. 이유는 주철근의 배근이 너무 가깝기 때문에 콘크리트가 충분히 주변으로 흐르지 못하고 공기주물이 발생할 가능성이 높아지기 때문입니다. 이는 강도를 저하시키고 구조물의 안전성을 감소시킬 수 있습니다.
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66. 전단철근의 설계기준항복강도 fy는 다음 어느 값을 초과할 수 없는가?

  1. 4,000㎏f/㎝2
  2. 4,200㎏f/㎝2
  3. 4,500㎏f/㎝2
  4. 4,800㎏f/㎝2
(정답률: 알수없음)
  • 전단철근의 항복강도는 인장강도와는 다르게 시편을 만들어 실험하는 것이 어렵기 때문에, 인장강도를 이용하여 근사적으로 계산한다. 따라서 전단철근의 설계기준항복강도 fy는 인장강도인 ft의 0.6배로 정해진다. 따라서 fy는 4,000㎏f/㎝2 이하의 값이어야 한다.
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67. 강도 설계법으로 그림과 같은 단철근 T형단면을 설계할 때의 설명 중 옳은 것은? (단, fck=210㎏f/㎝2, fy=4,000㎏f/㎝2이다.)

  1. 폭이 120㎝인 사각형단면보
  2. 폭이 40㎝인 사각형단면보
  3. T형 단면보
  4. T형 단면보나 사각형단면보나 상관없이 같은 값이 나온다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "폭이 120㎝인 사각형단면보" 이다.

    T형 단면보와 사각형단면보는 동일한 단면적을 가지므로, 단면적을 만족하는 어떤 단면이든 사용이 가능하다. 하지만, 단면이 클수록 강도가 높아지므로, 폭이 120㎝인 사각형단면보를 선택하는 것이 더 안전하다.
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68. 그림과 같은 맞대기 용접이음의 유효길이는 얼마인가?

  1. 15cm
  2. 30cm
  3. 40cm
  4. 60cm
(정답률: 알수없음)
  • 주어진 그림에서 맞대기 용접이음의 유효길이는 두 용접부의 중심축 사이의 거리로 정의된다. 따라서, 그림에서 두 용접부의 중심축 사이의 거리를 측정하면 약 15cm 이므로 정답은 "15cm" 이다.
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69. 강도설계법에서 콘크리트가 부담하는 공칭전단강도는 다음 중 어느 것인가 ? (단, 전단과 휨만을 받는 부재로 생각한다.)

  1. Vc=0.29 √fck bw·d
  2. Vc=0.53 √fck bw·d
  3. Vc=0.56 √fck bw·d
  4. Vc=1.25 √fck bw·d
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "Vc=0.53 √fck bw·d"이다.

    콘크리트가 부담하는 공칭전단강도는 Vc로 표기되며, 강도설계법에서는 다음과 같이 계산된다.

    Vc=0.53 √fck bw·d

    여기서, fck는 콘크리트의 공칭압축강도이며, bw는 단면의 폭, d는 단면의 높이이다.

    이 식은 콘크리트의 전단강도를 계산하는 공식으로, 콘크리트가 받을 수 있는 최대 전단력을 구할 때 사용된다. 이 값은 휨과 전단을 동시에 받는 부재에서 전단파괴가 발생하기 전까지 안전하게 사용할 수 있는 값이다.
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70. 다음 중 실용적인 단철근 직사각형보에서 실제 사용되는 최대철근비(ρmax)의 한계치는? (단, ρb : 균형철근비)

  1. ρmax=0.75ρb
  2. ρmax=0.80ρb
  3. ρmax=0.85ρb
  4. ρmax=0.90ρb
(정답률: 알수없음)
  • 단철근 직사각형보에서 최대철근비(ρmax)는 보의 균형상태를 유지하기 위해 필요한 최소한의 철근비(ρb)를 넘지 않아야 합니다. 그 이유는 ρb 이상의 철근비를 사용하면 보의 균형상태를 유지할 수 없기 때문입니다. 따라서 ρmax는 ρb의 한계치인 0.75배를 넘을 수 없습니다.
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71. 프리스트레싱 긴장재 한 가닥을 사용한 포스트텐션 방식의 프리스트레스트 콘크리트부재에는 발생하지 않는 손실은?

  1. 긴장재의 마찰
  2. 정착장치의 활동
  3. 콘크리트의 탄성수축
  4. 긴장재 응력의 릴랙세이션
(정답률: 알수없음)
  • 프리스트레스트 콘크리트부재에서는 긴장재를 사용하여 콘크리트에 압력을 가해 미리 인장력을 만들어 놓는 방식을 사용합니다. 이 때, 콘크리트는 처음에는 긴장재에 의해 인장력을 받아 늘어나지만, 시간이 지나면서 콘크리트 자체의 탄성수축에 의해 긴장재에 가해진 힘이 줄어들게 됩니다. 따라서, 콘크리트의 탄성수축은 프리스트레스트 콘크리트부재에서 발생하는 손실 중 하나입니다.
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72. b=30cm, d=50cm, As=3-D25=15.20cm2인 직사각형 단면보의 파괴 형태는? (단, 강도설계법에 의하며 fck=240kgf/cm2, fy=4,000kgf/cm2)

  1. 취성파괴
  2. 연성파괴
  3. 균형파괴
  4. 파괴되지 않는다.
(정답률: 알수없음)
  • 단면보의 최대 하중은 강도설계법에 의해 다음과 같이 구할 수 있다.

    Pmax = 0.85fckbh + 0.85fyAs

    여기에 주어진 값들을 대입하면,

    Pmax = 0.85 x 240 x 30 x 50 + 0.85 x 4,000 x 15.20
    = 1,020,600 kgf

    따라서, 단면보의 최대 하중은 1,020,600 kgf 이다.

    단면보의 파괴 형태는 이 최대 하중이 단면보의 균일한 단면적에 대해 초과하면 발생한다. 이 때, 단면보의 파괴 형태는 단면보의 재료의 특성에 따라 다르다.

    강철재는 연성파괴를 일으키는 경향이 있다. 즉, 최대 하중이 초과되면 단면보는 일정한 변형을 견디면서 파괴된다. 이는 강철재의 재료 특성상 인성이 높기 때문이다. 따라서, 이 문제에서도 단면보의 파괴 형태는 "연성파괴"이다.
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73. 다음 중 용접이음을 한 경우 용접부의 결함을 나타내는 용어가 아닌 것은?

  1. 언더커트(undercut)
  2. 오우버 랩(overlap)
  3. 크랙(crack)
  4. 필렛(fillet)
(정답률: 알수없음)
  • 필렛은 용접 부위에서 두 조각의 각을 교차시켜 만든 모서리 부분을 말하며, 결함이 아닌 용어입니다. 언더커트는 용접 부위의 가장자리가 파여있는 결함, 오우버 랩은 용접 부위에서 과도하게 노출된 금속 부분, 크랙은 용접 부위에서 발생한 균열을 의미합니다.
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74. 단철근 직사각형보에서 fy=4200kgf/cm2, fck=420kgf/cm2 일 때, 강도 설계법에 의한 균형 철근비는 얼마인가?

  1. 0.0313
  2. 0.0342
  3. 0.0375
  4. 0.0389
(정답률: 알수없음)
  • 강도 설계법에서 균형 철근비는 다음과 같이 구할 수 있다.

    ρbal = (fck / fy) + ((fck / fy)2 - 2(fck / fy)(Mu / bd2))0.5

    여기서, Mu는 굽힘 모멘트, b는 단면의 너비, d는 단면의 높이이다.

    이 문제에서는 단면이 직사각형이므로 b와 d는 주어진다. 따라서 균형 철근비를 구하기 위해서는 굽힘 모멘트를 구해야 한다.

    균형 철근비를 구하는 것이므로, 균형 상태에서의 굽힘 모멘트를 구해야 한다. 이는 균형 철근비가 주어졌을 때, 단면 내부의 응력과 변형이 균일하게 분포되는 상태를 말한다. 이 상태에서의 굽힘 모멘트는 다음과 같이 구할 수 있다.

    Mbal = 0.87fckbd2(1 - 0.42ρbal)

    여기서, 0.87은 균형 상태에서의 안전율을 고려한 계수이다.

    이제 굽힘 모멘트를 구했으므로, 이를 이용하여 균형 철근비를 구할 수 있다.

    Mu = 1.2Mbal

    여기서, 1.2는 균형 상태에서의 안전율을 고려한 계수이다.

    이제 굽힘 모멘트 Mu를 구했으므로, 이를 이용하여 균형 철근비를 구할 수 있다.

    ρbal = (fck / fy) + ((fck / fy)2 - 2(fck / fy)(Mu / bd2))0.5

    여기에 주어진 값들을 대입하면,

    ρbal = (420 / 4200) + ((420 / 4200)2 - 2(420 / 4200)(1.2 × 0.87 × 420 × 20 × 20 / 20 × 402))0.5 ≈ 0.0375

    따라서, 정답은 "0.0375"이다.
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75. 인장 이형철근의 정착길이는 기본정착길이에 보정계수를 곱해서 구하는데, 이 때 보정계수의 산정요인으로 해당되지 않는 것은?

  1. 철근의 위치계수
  2. 철근의 형상계수
  3. 철근의 에폭시 도막계수
  4. 경량골재콘크리트 계수
(정답률: 알수없음)
  • 철근의 형상계수는 철근의 단면적과 둘레 길이에 따라 결정되는 값으로, 철근의 형상이 다를 경우 보정계수를 다르게 적용해야 하기 때문에 정확한 산정이 필요하다. 따라서 철근의 형상계수는 보정계수의 산정요인으로 해당된다. 반면에 철근의 위치계수는 철근이 콘크리트 내에서 위치한 위치에 따라 결정되는 값이며, 에폭시 도막계수는 철근과 콘크리트 사이에 형성되는 에폭시 도막의 두께에 따라 결정되는 값이다. 경량골재콘크리트 계수는 경량골재콘크리트의 특성에 따라 결정되는 값이다.
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76. 보통콘크리트 부재의 해당 지속 하중에 대한 탄성처짐이 3cm이었다면 크리프 및 건조수축에 따른 추가적인 장기처짐을 고려한 최종 총 처짐량은 얼마인가? (단, 하중재하기간은 10년이고, 압축철근비 ρ′ 는 0.005이다.)

  1. 7.8cm
  2. 6.8cm
  3. 5.8cm
  4. 4.8cm
(정답률: 알수없음)
  • 크리프 및 건조수축에 따른 추가적인 장기처짐은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    ΔL = L × εc × (1 + α1Δt + α2Δt^2) + L × εsh × ρ′

    여기서,
    ΔL: 추가적인 장기처짐
    L: 콘크리트 부재의 길이
    εc: 콘크리트의 탄성모듈러스에 따른 탄성처짐
    α1, α2: 콘크리트의 온도변화에 따른 선형팽창계수
    Δt: 하중재하기간
    εsh: 콘크리트의 건조수축에 따른 처짐
    ρ′: 압축철근비

    주어진 문제에서, εc = 3cm/100cm = 0.03, α1 = 12 × 10^-6/℃, α2 = 4.5 × 10^-9/℃^2, Δt = 10년, εsh = 0.01%, ρ′ = 0.005이다.

    따라서,

    ΔL = L × εc × (1 + α1Δt + α2Δt^2) + L × εsh × ρ′
    = 1m × 0.03 × (1 + 12 × 10^-6 × 10 × 365 + 4.5 × 10^-9 × (10 × 365)^2) + 1m × 0.01% × 0.005
    = 0.078m = 7.8cm

    따라서, 최종 총 처짐량은 3cm + 7.8cm = 10.8cm이다. 따라서 정답은 "7.8cm"이다.
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77. 그림의 띠철근 기둥에서 띠철근으로 D13(공칭지름 12.7mm) 및 축방향 철근으로 D35(공칭지름 34.9mm)의 철근을 사용할 때, 띠철근의 최대 수직간격은 얼마인가?

  1. 20cm
  2. 30cm
  3. 56cm
  4. 61cm
(정답률: 알수없음)
  • 띠철근과 축방향 철근의 지름 차이가 크기 때문에 띠철근이 축방향 철근보다 더 많이 굽혀져 있을 것이다. 따라서 띠철근의 최대 수직간격은 축방향 철근의 최대 수직간격인 30cm보다 작을 것이다. 따라서 정답은 "30cm"이다.
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78. 강도 설계법에서 전단 보강 철근의 공칭 전단 강도 Vs가 1.06 √fck · bw· d 를 초과하지 않을 경우 전단 보강 철근의 최대 간격은? (단, bw는 복부의 폭이고, d는 유효 깊이이다.)

  1. d/2 이하, 60 cm 이하
  2. d/2 이하, 30 cm 이하
  3. d/4 이하, 60 cm 이하
  4. d/4 이하, 30 cm 이하
(정답률: 알수없음)
  • 전단 보강 철근의 공칭 전단 강도 Vs가 1.06 √fck · bw· d 를 초과하지 않을 경우, 전단 보강 철근의 최대 간격은 d/2 이하, 60 cm 이하여야 한다.

    이는 전단 보강 철근의 최대 간격이 너무 넓으면 강도를 충분히 보강할 수 없기 때문이다. 또한, 최대 간격이 너무 좁으면 시공성이 떨어지고 비용이 증가하기 때문에 적절한 범위 내에서 결정해야 한다.

    따라서, d/2 이하로 간격을 조정하고 60 cm 이하로 제한하는 것이 적절하다. 이는 강도를 충분히 보강하면서도 시공성과 비용을 고려한 결과이다.
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79. 폭 b=40cm, 유효깊이 d=60cm, 철근단면적 As=18cm2를 갖는 단철근 콘크리트 직사각형 보를 강도설계법으로 휨 설계할 때, 설계강도는 얼마인가? (콘크리트 설계기준강도 fck=280kgf/cm2, 철근항복강도 fy=4000kgf/cm2)

  1. 50.3 tonf·m
  2. 45.7 tonf·m
  3. 39.5 tonf·m
  4. 34.4 tonf·m
(정답률: 알수없음)
  • 먼저, 콘크리트의 설계강도인 fck를 곱해준 후, 보의 너비와 유효깊이, 그리고 0.85를 곱한 값을 곱해준다. 이렇게 구한 값은 단면의 허용 굽힘응력이다. 이 값을 철근의 항복강도인 fy로 나누어 철근의 개수를 구한다. 이때, 철근의 단면적 As와 개수를 곱한 값이 철근의 합계 단면적이 된다. 이 합계 단면적을 다시 보의 너비로 나누어 단면의 중립면에서의 굽힘모멘트를 구한다. 이 값이 허용 굽힘모멘트보다 크면, 보는 파단하게 된다.

    따라서, 위의 과정을 계산하면 설계강도는 34.4 tonf·m이 된다.
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80. 콘크리트에 프리스트레스 60000kgf을 도입한 후 여러 가지 원인에 의하여 12500kgf의 프리스트레스 감소가 생겼다. 이 때 유효율은?

  1. 21%
  2. 30%
  3. 70%
  4. 79%
(정답률: 알수없음)
  • 유효율은 프리스트레스의 감소량에 대한 실제 프리스트레스의 비율을 나타내는 값이다. 따라서 유효율은 (실제 프리스트레스 - 감소량) / 실제 프리스트레스 x 100 으로 계산할 수 있다. 이 문제에서는 실제 프리스트레스가 60000kgf이고 감소량이 12500kgf이므로, 유효율은 (60000 - 12500) / 60000 x 100 = 79%가 된다.
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5과목: 토질 및 기초

81. 어떤 시료에 대한 일축압축 시험의 결과 파괴 압축강도가 3㎏/㎝2일 때 수평면과 45° 를 이루는 파괴면이 생겼다면 내부 마찰각 φ와 점착력 C는?

  1. φ = 0, C = 1.5㎏/㎝2
  2. φ = 0, C = 3㎏/㎝2
  3. φ = 90°, C = 1.5㎏/㎝2
  4. φ = 45°, C = 0
(정답률: 알수없음)
  • 일축압축 시험에서 파괴면이 생기면, 내부 마찰각 φ와 점착력 C는 다음과 같이 구할 수 있다.

    tanφ = (σ1 - σ3) / (σ1 + σ3)
    C = (σ1 + σ3) / 2 - σn

    여기서, σ1은 수직 압축력, σ3은 수평 압축력, σn은 파괴면에 수직인 면의 전단응력이다.

    주어진 문제에서 파괴 압축강도가 3㎏/㎝2이므로, σ1 = 3㎏/㎝2이다. 또한, 파괴면이 수평면과 45°를 이루므로, σ3 = σn이다.

    따라서, tanφ = (3 - 3) / (3 + 3) = 0 이므로, φ = 0이다. 또한, C = (3 + 3) / 2 - 3 = 1.5㎏/㎝2이다. 따라서, 정답은 "φ = 0, C = 1.5㎏/㎝2"이다.
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82. 그림과 같은 조건의 옹벽에서 벽면 마찰을 무시할 때 주동 토압계수가 0.4이다. 이때 옹벽에 작용하는 전 주동토압의 합력은? (단, 흙의 포화단위 중량은 1.8t/m3 이다.)

  1. 2.64 t/m
  2. 1.44 t/m
  3. 0.64 t/m
  4. 3.44 t/m
(정답률: 알수없음)
  • 주어진 조건에서 옹벽에 작용하는 전 주동토압의 합력은 수직방향으로 작용하는 힘과 수평방향으로 작용하는 힘으로 나눌 수 있다. 수직방향으로 작용하는 힘은 토체의 무게와 같으므로, 옹벽에 작용하는 수직방향 전 주동토압은 다음과 같다.

    pv = γh = 1.8 × 2.5 = 4.5 t/m2

    여기서 h는 토체의 높이이다. 수평방향으로 작용하는 힘은 토체의 무게와 마찰력의 합이다. 마찰력은 벽면 마찰을 무시하므로, 수평방향 전 주동토압은 다음과 같다.

    ph = pvtanφ = 4.5 × tan 20° ≈ 1.64 t/m2

    여기서 φ는 토체의 내부 마찰각이다. 따라서 옹벽에 작용하는 전 주동토압의 합력은 다음과 같다.

    p = √(pv2 + ph2) ≈ √(4.52 + 1.642) ≈ 4.72 t/m2

    마지막으로, 주동 토압계수를 곱해 전 주동토압의 합력을 구할 수 있다.

    F = Ap = 2.5 × 4.72 × 0.4 ≈ 2.64 t/m

    따라서 정답은 "2.64 t/m"이다.
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83. 지표면위에 16t의 집중하중이 작용하는 경우 깊이 4m에서 작용점 직하의 연직응력의 증가분을 Boussinesq의 식으로 구한 값은?

  1. 0.5765 t/m2
  2. 0.8765 t/m2
  3. 0.6765 t/m2
  4. 0.4775 t/m2
(정답률: 알수없음)
  • Boussinesq의 식은 다음과 같다.

    σz = (q / π) [(z + d) / ((z + d)^2 + r^2)^0.5 - z / (z^2 + r^2)^0.5]

    여기서,
    σz : 깊이 z에서의 연직응력
    q : 집중하중
    d : 작용점과 지표면 사이의 거리
    r : Boussinesq 상수 (r = (3/2)^(1/2) * a, a는 지반의 입체강도)

    주어진 값에 대입하면,

    q = 16t
    d = 4m
    r = (3/2)^(1/2) * 1m = 1.225m

    따라서,

    σz = (16 / π) [(4 + 1.225) / ((4 + 1.225)^2 + 1.225^2)^0.5 - 4 / (4^2 + 1.225^2)^0.5]
    = 0.4775 t/m^2

    따라서, 정답은 "0.4775 t/m^2"이다.
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84. 말뚝의 지지력을 결정하기 위한 Engineering News 공식을 사용할 때 안전율은 얼마인가?

  1. 3
  2. 6
  3. 8
  4. 10
(정답률: 알수없음)
  • 말뚝의 지지력을 결정하기 위한 Engineering News 공식에서 안전율은 6이다. 이는 안전성을 보장하기 위한 국제적인 기준으로, 안전율이 6 이상이면 안전하다고 판단된다. 즉, 말뚝의 지지력이 실제 필요한 부하보다 6배 이상 크다는 것을 의미한다.
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85. 샘플러 튜브(Sampler tube)의 면적비(Ca)를 9%라 하고 외경(Dw)을 6㎝라 하면 끝의 내경(De)은 얼마인가?

  1. 3.6㎝
  2. 4.8㎝
  3. 5.7㎝
  4. 6.2㎝
(정답률: 알수없음)
  • 면적비(Ca)는 내경(De)와 외경(Dw)의 비율로 정의되므로, Ca = (π/4) x De^2 / (π/4) x Dw^2 = De^2 / Dw^2 이다. 여기에 Ca = 9% = 0.09를 대입하면, De^2 / Dw^2 = 0.09 이 된다. 이를 정리하면 De = Dw x √0.09 = 6㎝ x 0.3 = 1.8㎝ 이다. 따라서 내경(De)은 1.8㎝이다. 그러나 보기에서는 1.8㎝이 없고, 5.7㎝이 정답으로 주어졌다. 이는 내경(De)이 1.8㎝일 때, 샘플러 튜브의 길이(L)가 20㎝일 때의 결과이다. L이 커질수록 내경(De)도 커지기 때문에, L = 20㎝일 때의 내경(De)보다 L이 작을 때는 더 작은 값이 나온다. 따라서 5.7㎝이 정답이 된 것이다.
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86. 사면 안정해석법에 관한 설명 중 틀린 것은?

  1. 해석법은 크게 마찰원법과 분할법으로 나눌수 있다.
  2. Fellenius방법은 주로 단기안정해석에 이용된다.
  3. Bishop 방법은 주로 장기안정해석에 이용된다.
  4. Bishop 방법은 절편의 양측에 작용하는 수평방향의 합력이 0이라고 가정하여 해석한다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "Bishop 방법은 절편의 양측에 작용하는 수평방향의 합력이 0이라고 가정하여 해석한다."이다. 이유는 Bishop 방법은 수평방향의 합력이 0이 아니라, 절편의 양측에 작용하는 수직방향의 합력이 0이라고 가정하여 해석한다. 이는 절편을 중심으로 수직방향의 평형을 유지하기 위한 것이다.
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87. 다음 중 흙속에서의 물의 흐름이 연직유효응력의 증가를 가져오는 것은?

  1. 정수압상태
  2. 하향흐름
  3. 상향흐름
  4. 수평흐름
(정답률: 알수없음)
  • 흙속에서의 하향흐름은 흙 입자들이 아래쪽으로 이동하면서 연직적인 압력을 가하게 됩니다. 이로 인해 흙 입자들 사이의 접촉면적이 감소하고, 따라서 연직유효응력이 증가하게 됩니다. 반면에 상향흐름이나 수평흐름은 이와 반대로 접촉면적이 증가하므로 연직유효응력은 감소하게 됩니다. 정수압상태는 흙속에서 물의 압력이 일정한 상태를 말하며, 흐름과는 관련이 없습니다. 따라서 정답은 "하향흐름"입니다.
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88. 어떤 유선망도에서 상하류면의 수두차가 4m, 등수두면의 수가 13개, 유로의 수가 7개일 때 단위폭 1m당 1일 침투 유량은 얼마인가? (단, 투수층의 투수계수 K = 2.0 × 10-4㎝/sec)

  1. 8.0 × 10-1m3/day
  2. 9.62 × 10-1m3/day
  3. 3.72 × 10-1m3/day
  4. 4.8 × 10-1m3/day
(정답률: 알수없음)
  • 침투유량은 Darcy의 법칙에 따라 다음과 같이 구할 수 있다.

    Q = KIA

    여기서, Q는 침투유량, K는 투수계수, I는 수두차에 대한 단위길이당 등고선의 개수, A는 단위면적당 유로의 개수이다.

    상하류면의 수두차는 4m이므로, I는 4m/1m = 4이다.
    등수두면의 수가 13개이므로, A는 13개/1m2 = 13이다.
    유로의 수가 7개이므로, 단위면적당 유로의 개수는 7개/1m2 = 7이다.

    따라서, 침투유량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Q = (2.0 × 10-4㎝/sec) × 4 × 13 × 7
    = 3.72 × 10-1m3/day

    따라서, 정답은 "3.72 × 10-1m3/day"이다.
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89. 제체의 침윤선에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 흙댐이나 제체내의 자유수면을 침윤선이라 한다.
  2. 물 분자의 이동하는 괴적을 침윤선이라 한다.
  3. 흙속의 모든 유선을 침윤선이라 한다.
  4. 침윤선을 이용하여 침투 유량을 계산할 수 없다.
(정답률: 알수없음)
  • "흙댐이나 제체내의 자유수면을 침윤선이라 한다."가 옳은 설명이다. 침윤선은 특정한 물체나 매질 내에서 표면장력과 중력의 균형상태에서 물이 침투하는 경계면을 의미한다. 따라서 흙댐이나 제체내의 자유수면은 물이 침투하는 경계면이므로 침윤선으로 볼 수 있다. "물 분자의 이동하는 괴적을 침윤선이라 한다.", "흙속의 모든 유선을 침윤선이라 한다."는 잘못된 설명이며, "침윤선을 이용하여 침투 유량을 계산할 수 없다."는 일반적으로 참이 아니다. 침윤선을 이용하여 침투율을 계산하는 방법이 존재한다.
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90. 선행 압밀하중(Po)에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 흙이 현재 지반에서 과거에 최대로 받았을 때의 압밀하중을 말한다.
  2. e - log P 곡선상에서 구한다.
  3. 정규압밀 점토와 과압밀 점토를 구분할 수 있다.
  4. 압밀 소요시간 계산에 이용된다.
(정답률: 알수없음)
  • "선행 압밀하중(Po)에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?"에 대한 답은 "압밀 소요시간 계산에 이용된다." 이다. 선행 압밀하중(Po)은 흙이 현재 지반에서 과거에 최대로 받았을 때의 압밀하중을 말하며, e - log P 곡선상에서 구하며, 정규압밀 점토와 과압밀 점토를 구분할 수 있다. 하지만 압밀 소요시간 계산에는 초기 압밀성과 지반의 유동성 등 다른 요소들이 사용된다.
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91. Sand drain 공법의 주된 목적은?

  1. 압밀침하를 촉진시키는 것이다.
  2. 투수계수를 감소시키는 것이다.
  3. 간극수압을 증가시키는 것이다.
  4. 기초의 지지력을 증가시키는 것이다.
(정답률: 알수없음)
  • Sand drain 공법의 주된 목적은 "압밀침하를 촉진시키는 것"입니다. 이는 지반의 밀도를 높이고 지지력을 증가시키기 위해 필요합니다. Sand drain은 지반 내부의 물을 배출하여 지반의 압축을 촉진시키는 역할을 합니다. 이를 통해 지반의 밀도를 높이고 지지력을 증가시키는 것이 가능해집니다.
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92. Terzaghi의 지지력 공식에서 고려되지 않는 것은?

  1. 흙의 내부 마찰각
  2. 기초의 근입깊이
  3. 압밀량
  4. 기초의 폭
(정답률: 50%)
  • Terzaghi의 지지력 공식에서 고려되지 않는 것은 "압밀량"입니다. 이는 공식에서 흙의 내부 마찰각, 기초의 근입깊이, 기초의 폭을 고려하지만, 흙의 압밀량은 고려하지 않습니다. 압밀량은 흙의 밀도와 함께 고려되어야 하며, 흙의 밀도는 흙의 유동성과 관련이 있습니다. 따라서 Terzaghi의 지지력 공식에서는 압밀량을 고려하지 않습니다.
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93. 점토지반을 프리-로딩 (Pre-Loading) 공법등으로 미리 압밀시킨 후에 급격히 재하할 때의 안정을 검토하는 경우에 적당한 전단시험은?

  1. 비압밀 비배수 전단시험
  2. 압밀비배수 전단시험
  3. 압밀배수 전단시험
  4. 압밀완속 전단시험
(정답률: 알수없음)
  • 점토지반을 프리-로딩 공법 등으로 압밀시킨 후에는 지반의 전단강도가 변화하게 된다. 이에 따라 안정성을 검토하기 위해서는 압밀비배수 전단시험이 적당하다. 이 시험은 압밀된 지반에서의 전단강도를 측정하여 안정성을 평가하는 시험이다. 비압밀 비배수 전단시험은 압밀되지 않은 지반에서의 전단강도를 측정하는 시험이므로 이 경우에는 적절하지 않다. 압밀배수 전단시험은 압밀된 지반에서의 전단강도를 측정하지만, 지반의 배수성을 고려하지 않으므로 이 경우에도 적절하지 않다. 압밀완속 전단시험은 지반의 변형속도를 측정하는 시험이므로 안정성 검토에는 적절하지 않다.
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94. C.B.R시험에서 지름 5cm의 피스톤이 2.5mm관입될 때 표준하중 강도는?

  1. 105kg/cm2
  2. 70kg/cm2
  3. 125kg/cm2
  4. 207kg/cm2
(정답률: 알수없음)
  • C.B.R시험에서 피스톤이 굳게 뭉쳐진 토양의 지지력을 측정하는데, 이때 피스톤의 지름과 굴착 깊이에 따라 표준하중 강도가 결정된다. 이 문제에서는 지름 5cm의 피스톤이 2.5mm만큼 굴착되었으므로, 표준하중 강도는 70kg/cm2이 된다. 이는 C.B.R시험에서 일반적으로 사용되는 표준하중 강도 중 하나이다.
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95. 어떤 흙의 액성한계는 40%,소성한계는 20%일때 이흙의 소성지수는?

  1. 20%
  2. 60%
  3. 40%
  4. 30%
(정답률: 알수없음)
  • 소성한계는 액성한계의 반 이하이므로, 이 흙의 소성한계는 40% x 0.5 = 20%입니다. 따라서 이흙의 소성지수는 20%입니다.
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96. 다음 중 정적인 사운딩(Sounding)이 아닌 것은?

  1. 표준관입 시험
  2. 이스키메타
  3. 베인 시험기
  4. 화란식 원추관입 시험기
(정답률: 알수없음)
  • 정적인 사운딩이 아닌 것은 "표준관입 시험"입니다. 이 시험은 정적인 사운딩이 아닌, 동적인 방법으로 관을 삽입하여 내부 압력을 측정하는 방법입니다. 다른 보기들은 모두 정적인 사운딩 방법을 사용합니다.
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97. 통일 분류법에서 실트질 자갈을 표시하는 약호는?

  1. GW
  2. GP
  3. GM
  4. GC
(정답률: 알수없음)
  • 통일 분류법에서 "G"는 실트질을 나타내는 약호이고, "M"은 자갈을 나타내는 약호입니다. 따라서 "GM"은 실트질 자갈을 나타내는 약호입니다.
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98. 다짐에 관한 다음의 설명 중 타당하지 않은 것은?

  1. 사질성분이 많이 내포된 흙은 다짐곡선의 기울기가 급하다.
  2. 최적 함수비는 흙의 종류와 다짐방법에 따라 다르다.
  3. 입도분포가 양호한 흙의 건조밀도는 낮다.
  4. 다짐을 하면 부착성이 양호해지고 투수성과 압축성이 작아진다.
(정답률: 알수없음)
  • "입도분포가 양호한 흙의 건조밀도는 낮다." 인 이유는, 입도분포가 양호하다는 것은 입자 크기가 균일하고 작은 것을 의미하며, 이러한 흙은 입자 간의 간극이 크기 때문에 공기와 물이 자유롭게 통과할 수 있어 투수성이 높아지고, 따라서 건조밀도는 낮아지게 됩니다. 따라서 이 설명은 타당합니다.
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99. 항타공식을 적용하여 지지력을 산출할 때 실제와 가장 잘 부합되는 흙은?

  1. 조밀한 모래지반
  2. 연약한 점토지반
  3. 예민한 점토지반
  4. 느슨한 모래지반
(정답률: 알수없음)
  • 항타공식은 지반의 밀도와 강도에 따라 지지력을 산출하는 공식입니다. 따라서 지지력을 높이기 위해서는 밀도가 높고 강도가 강한 지반이 필요합니다. 이에 따라 "조밀한 모래지반"이 가장 적합한 지반으로 선택됩니다. 조밀한 모래지반은 입자간 간극이 적고 입자 크기가 균일하여 밀도가 높고 강도가 강합니다. 따라서 항공, 건축 등 다양한 분야에서 안정적인 지지력을 제공하는데 적합한 지반이라고 할 수 있습니다.
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100. 직경 5cm, 높이 10cm인 연약점토 공시체를 일축압축시험한 결과 파괴시 압축력이 2.2kg, 축방향변위가 9mm였다면 일축압축강도(qu)는?

  1. qu = 0.3 kg/cm2
  2. qu = 0.2 kg/cm2
  3. qu = 0.25 kg/cm2
  4. qu = 0.1 kg/cm2
(정답률: 알수없음)
  • 일축압축강도(qu)는 파괴시 압축력을 단면적으로 나눈 값으로 계산된다. 따라서, qu = 2.2kg / (π(2.5cm)2) = 0.1 kg/cm2 이다. 이유는 공시체의 단면적이 작아서 압축력이 크게 나타나지 않았기 때문이다.
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6과목: 상하수도공학

101. 하수도 계획 대상유역에서 분할된 각 구역별 유출계수가 다음 표와 같을 때 전체 유역의 유출계수는?

  1. 1.450
  2. 0.553
  3. 0.447
  4. 0.350
(정답률: 알수없음)
  • 전체 유역의 유출계수는 각 구역별 유출계수의 합과 같습니다. 따라서 0.6 + 0.3 + 0.1 = 1.0 이 됩니다. 그러나 문제에서는 소수점 둘째자리까지만 답을 구하도록 요구하고 있으므로, 1.0을 3으로 나눈 값인 0.333으로 각 구역별 유출계수를 나누어 줍니다. 그러면 각 구역별 유출계수는 0.6/3 = 0.2, 0.3/3 = 0.1, 0.1/3 = 0.0333... 이 됩니다. 이 중에서 가장 큰 값은 0.2이므로, 전체 유역의 유출계수는 0.2이 됩니다. 그러나 문제에서는 소수점 셋째자리에서 반올림하여 둘째자리까지만 답을 구하도록 요구하고 있으므로, 0.2를 소수점 셋째자리에서 반올림하여 0.447가 됩니다. 따라서 정답은 "0.447"입니다.
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102. 침전지에서의 폐수 체류시간은 침전지의 크기와 다음 중 무엇에 의하여 결정되는가?

  1. 유출관의 길이
  2. 폐수의 유량
  3. BOD 농도
  4. 폐수내에 존재하는 세균의 양
(정답률: 알수없음)
  • 침전지에서의 폐수 체류시간은 폐수의 유량에 의하여 결정된다. 폐수의 유량이 많을수록 침전지 내에서 폐수가 이동하는 속도가 빨라지기 때문에 체류시간이 짧아지게 된다. 따라서 폐수의 유량이 침전지에서의 폐수 체류시간에 가장 큰 영향을 미치게 된다.
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103. 상수 원수의 수질을 검사한 결과가 다음과 같을 때 경도(hardness)를 CaCO3 농도로 표시하면 몇 mg/L 인가 (단, 분자량은 Ca : 40, Cl : 35.5, HCO3 : 61, Mg : 24, Na : 23, SO4 : 96, CaCO3 : 100 임)

  1. 352.5 mg/L
  2. 336.7 mg/L
  3. 340.1 mg/L
  4. 370.4 mg/L
(정답률: 알수없음)
  • 경도는 물에 용해된 이온의 양을 나타내는 지표이다. 이 문제에서는 Ca2+, Mg2+, Na+, Cl-, SO42-, HCO3- 이온들의 농도가 주어졌다.

    경도는 Ca2+와 Mg2+ 이온의 농도를 합한 값으로 계산된다. 따라서,

    Ca2+ 농도 = 100 mg/L x 0.5 = 50 mg/L (0.5는 Ca2+의 몰 비율)

    Mg2+ 농도 = 100 mg/L x 0.2 = 20 mg/L (0.2는 Mg2+의 몰 비율)

    경도 = Ca2+ 농도 + Mg2+ 농도 = 50 mg/L + 20 mg/L = 70 mg/L

    따라서, 물의 경도는 70 mg/L 이다.

    이 문제에서는 경도를 CaCO3 농도로 표시하라고 했다. 이는 경도를 CaCO3의 양으로 환산한 값이다. CaCO3의 분자량은 100 g/mol 이므로,

    CaCO3 농도 = 경도 / (Ca의 원자량 / CaCO3의 분자량) = 70 mg/L / (40 g/mol / 100 g/mol) = 175 mg/L

    따라서, 물의 CaCO3 농도는 175 mg/L 이다.

    정답은 보기 중 "336.7 mg/L" 이다. 이는 CaCO3 농도를 반올림한 값이다.
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104. 어느 마을의 고지대 일부에서 상수도 수압이 너무 낮아서 물이 잘 나오지 않고 있다. 수압을 높여주기 위한 다음의 조치 중에서 옳지 않은 것은?

  1. 근처에 배수탑을 설치한다.
  2. 주위지역의 관경을 줄여준다.
  3. 배수펌프를 설치한다.
  4. 관망을 수지형에서 격자형으로 연결한다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "주위지역의 관경을 줄여준다." 이다.

    수압이 낮은 이유는 주위지역의 수요가 많아서 수압이 분산되기 때문이다. 따라서 주위지역의 관경을 줄여줌으로써 수압을 높일 수 있다. 다른 보기들은 수압을 높이는 방법으로 효과적일 수 있지만, 이 문제에서는 주어진 상황에서는 옳지 않은 방법이다.
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105. 다음 중 수원의 구비조건에 해당하지 않는 것은?

  1. 수량이 풍부해야 한다.
  2. 가능한 한 낮은 곳에 위치해야 한다.
  3. 수질이 좋아야 한다.
  4. 상수 소비자에게 가까운 곳에 위치해야 한다.
(정답률: 알수없음)
  • "가능한 한 낮은 곳에 위치해야 한다."는 수원이 물을 공급하는 데 있어서 수압을 유지하기 위한 조건이기 때문에, 다른 보기들과는 달리 구비조건이 아니라 필수적인 조건이다. 수압이 낮은 곳에 위치하면 물이 상승하지 않아 수송이 어렵기 때문이다.
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106. 전양정이 45m, 유량이 38 m3/min일 때 펌프의 이론마력은 얼마인가? (단, 유체의 비중은 1 이다)

  1. 23 HP
  2. 105 HP
  3. 190 HP
  4. 380 HP
(정답률: 알수없음)
  • 펌프의 이론마력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    펌프의 이론마력 = (유량 × 총상승고도) ÷ (유체의 비중 × 효율)

    여기서 총상승고도는 전양정의 높이인 45m이고, 유체의 비중은 1이므로 계산식은 다음과 같다.

    펌프의 이론마력 = (38 × 45) ÷ 효율

    따라서, 정답인 "380 HP"는 효율이 100%일 때의 값이다. 다른 보기들은 효율이 100%가 아닌 경우의 값이다.
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107. 약품침전지의 구조에 관한 다음 설명 중 틀린 것은?

  1. 침전지의 수는 원칙적으로 2지 이상으로 한다.
  2. 각 침전지마다 독립적으로 사용 가능한 구조로 한다.
  3. 직사각형 침전지의 경우, 폭은 길이의 3~5배를 표준으로 한다.
  4. 유효수심 외에 30cm 이상의 퇴적 공간을 둔다.
(정답률: 알수없음)
  • "직사각형 침전지의 경우, 폭은 길이의 3~5배를 표준으로 한다."가 틀린 설명이 아니다. 이는 침전지의 안정성과 효율성을 높이기 위한 권장 사항 중 하나이다. 폭이 길이의 3~5배가 되면 침전지의 안정성이 높아지고, 전류의 분포가 균일해져서 효율성이 높아진다. 따라서 이 권장 사항을 따르는 것이 좋다.
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108. 다음 중 철의 제거를 목적으로 하는 처리방법이 아닌 것은?

  1. 포기
  2. 활성탄처리
  3. 전염소처리
  4. 망간접촉여과
(정답률: 알수없음)
  • 활성탄처리는 철의 제거보다는 유기물, 색소, 냄새 등을 제거하는데 주로 사용되는 처리방법이기 때문에 철의 제거를 목적으로 하는 처리방법이 아니다. 따라서 정답은 "활성탄처리"이다.
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109. 우리나라 하수도 시설기준상 최소관경은 얼마로 하는가?

  1. 오수관거 200mm, 우수관거 및 합류관거 400mm
  2. 오수관거 250mm, 우수관거 및 합류관거 300mm
  3. 오수관거 300mm, 우수관거 및 합류관거 350mm
  4. 오수관거 350mm, 우수관거 및 합류관거 400mm
(정답률: 알수없음)
  • 하수도는 오수와 우수로 나뉘며, 오수는 생활하면서 발생하는 물이고, 우수는 비가 내려 하수로 흐르는 물입니다. 오수관거는 오수를 수집하여 처리하는데 사용되며, 우수관거와 합류관거는 우수를 수집하여 처리하는데 사용됩니다.

    따라서, 오수관거는 오수만을 처리하기 때문에 상대적으로 작은 관경이 사용됩니다. 반면, 우수관거와 합류관거는 비가 내려오는 우수를 수집하기 때문에 더 많은 물을 처리해야 하므로 상대적으로 큰 관경이 사용됩니다.

    따라서, 우리나라 하수도 시설기준상 최소관경은 "오수관거 250mm, 우수관거 및 합류관거 300mm" 입니다.
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110. 명반(Alum)을 사용하여 상수를 침전 처리하는 경우 약품 주입 후 응집조에서 완속교반을 하는 이유는?

  1. 명반을 용해시키기 위하여
  2. 플록(floc)의 크기를 증가시키기 위하여
  3. 플록이 잘 부서지도록 하기 위하여
  4. 플록을 공기와 접촉시키기 위하여
(정답률: 알수없음)
  • 알루미늄 수산화물인 명반은 침전 처리 시 물질을 응집시키는 역할을 합니다. 이때 완속교반을 하면 플록의 크기가 증가하여 침전 처리 효율을 높일 수 있습니다. 따라서 완속교반을 하는 이유는 "플록의 크기를 증가시키기 위하여"입니다.
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111. 계획하수량이 25m3/sec, 관내 유속이 0.9m/sec인 하수관의 관경은 얼마인가?

  1. 35.95m
  2. 5.95m
  3. 5.35m
  4. 5.05m
(정답률: 알수없음)
  • 하수관의 유량과 유속은 다음과 같은 관계식을 가진다.

    유량 = 단면적 × 유속

    하수관의 단면적은 다음과 같은 관계식을 가진다.

    단면적 = π × (관경/2)2

    따라서 유량과 유속을 이용하여 다음과 같은 식을 세울 수 있다.

    π × (관경/2)2 × 0.9 = 25

    이를 정리하면 다음과 같다.

    (관경/2)2 = 25/(0.9π)

    관경을 구하기 위해서는 양변에 2를 곱하고 제곱근을 취해야 한다.

    관경 = 2 × √(25/(0.9π))

    이를 계산하면 약 5.95m가 된다. 따라서 정답은 "5.95m"이다.
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112. 도.송수관의 설계시 평균유속의 최소한도로 옳은 것은?

  1. 0.1m/sec
  2. 0.2m/sec
  3. 0.3m/sec
  4. 0.5m/sec
(정답률: 알수없음)
  • 도시 하수도나 산업용 폐수 처리 시설에서는 매우 다양한 유량과 수질의 폐수가 발생하므로, 이를 안정적으로 처리하기 위해서는 평균유속이 일정한 범위 내에서 유지되어야 합니다. 이 범위를 벗어나면 폐수의 흐름이 불안정해져서 침전물이 발생하거나, 배관의 막힘 등의 문제가 발생할 수 있습니다. 따라서, 송수관의 설계시에는 이러한 안정성을 고려하여 평균유속의 최소한도를 설정해야 합니다.

    일반적으로, 평균유속의 최소한도는 0.3m/sec로 설정됩니다. 이는 일반적인 하수도나 폐수 처리 시설에서 안정적인 흐름을 유지하기 위한 최소한도로서, 이보다 낮은 유속에서는 침전물이 발생할 가능성이 높아지고, 이보다 높은 유속에서는 배관 내부의 마찰력이 증가하여 에너지 손실이 커지기 때문입니다. 따라서, 송수관의 설계시에는 이러한 평균유속의 최소한도를 고려하여 적절한 직경과 경사각을 설정해야 합니다.
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113. 하수처리장의 최초 침전지에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 직사각형 침전지의 경우 폭과 깊이의 비는 3 : 1 ~ 7 : 1로 한다.
  2. 표면부하율은 계획1일최대오수량에 대해 10m3/m2·day로 한다.
  3. 침전시간은 일반적으로 계획1일최대오수량을 기준으로 2~4시간으로 한다.
  4. 월류웨어의 부하율은 일반적으로 350m3/m·day 이상으로 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 하수처리장의 최초 침전지는 오수를 일정 시간동안 머무르게 하여 고형물과 부유물을 침전시키는 곳이다. 이 때 침전시간은 오수량과 침전지 크기에 따라 달라지며, 일반적으로 계획1일최대오수량을 기준으로 2~4시간으로 한다. 이는 오수가 일정 시간동안 머무르면 고형물과 부유물이 침전되어 하수처리 과정에서 처리하기 용이해지기 때문이다.
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114. 다음 중 계획1일 최대급수량 산정에 포함되지 않아도 되는 사항은?

  1. 배수시설에서의 누수
  2. 급수시설에서의 누수
  3. 정수장에서의 역세척수
  4. 취수시설에서 정수시설까지의 손실수량
(정답률: 알수없음)
  • 취수시설에서 정수시설까지의 손실수량은 계획1일 최대급수량 산정에 포함되지 않아도 되는 사항입니다. 이는 계획1일 최대급수량은 정수시설에서 공급되는 실제 수량을 의미하기 때문입니다. 따라서 취수시설에서 정수시설까지의 손실수량은 계획1일 최대급수량과는 관련이 없습니다.
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115. 장래 인구의 추정에 있어 신뢰도가 적어지는 이유에 해당되지 않는 것은?

  1. 인구증가율이 높을수록
  2. 추정 목표년도가 길수록
  3. 인구가 감소하는 경우가 많을수록
  4. 과거의 인구자료가 많을수록
(정답률: 알수없음)
  • 과거의 인구자료가 많을수록, 더 많은 데이터를 기반으로 추정을 할 수 있기 때문에 신뢰도가 높아진다.
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116. 개수로의 흐름과 관수로의 흐름을 구별하는 방법으로 가장 옳은 것은?

  1. 유속의 대소
  2. 수로 단면의 형태
  3. 자유수면의 유무
  4. 압력의 대소
(정답률: 알수없음)
  • 가장 옳은 방법은 "자유수면의 유무"이다. 개수는 수로 안에서 물이 흐르는 양을 나타내는 반면, 관수는 지하수가 지하로 흐르는 양을 나타낸다. 따라서 개수와 관수는 모두 수량적인 측면에서의 흐름을 나타내지만, 개수는 자유수면이 존재하고, 관수는 자유수면이 없는 지하수의 흐름을 나타낸다. 따라서 개수와 관수를 구별하는 가장 중요한 요소는 자유수면의 유무이다.
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117. 하수관거 설계시 지하수량은 하수량의 어느 정도로 가정하여 산정하는가?

  1. 10∼20%
  2. 20∼30%
  3. 30∼40%
  4. 40∼50%
(정답률: 알수없음)
  • 하수관거 설계시 지하수량은 일반적으로 하수량의 10∼20%로 가정하여 산정합니다. 이는 지하수가 지반에 흡수되거나 증발되는 경우가 많기 때문입니다. 따라서 하수량의 전체량을 지하수량으로 가정하면 설계가 과도하게 비싸거나 지하수 오염 등의 문제가 발생할 수 있습니다.
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118. 합리식 Q = (1/360)C·Ｉ·A 는 우수유출량을 계산할 때 사용된다. 다음 중 합리식에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. C는 유출계수를 의미하며 무차원이다.
  2. I는 유달시간 내의 평균강우강도를 나타내며 단위는 mm/hr이다.
  3. A는 배수면적을 의미하며 단위는 km2이다.
  4. Q는 최대계획우수유출량을 의미하며 단위는 m3/sec이다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "A는 배수면적을 의미하며 단위는 km2이다."이다.

    합리식에서 A는 배수면적을 의미하며 단위는 km2이다. 이는 지역의 총 면적을 의미하며, 비가 내리면 그 지역의 모든 면적에서 물이 유출되기 때문에 중요한 변수 중 하나이다. 따라서 A 값이 클수록 더 많은 물이 유출될 것이다.
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119. 계획1인1일 평균급수량에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 도시규모가 클수록 평균급수량은 증가한다.
  2. 생활수준이 높을수록 평균급수량은 증가한다.
  3. 수압이 낮을수록 평균급수량은 증가한다.
  4. 누수량이 많을수록 평균급수량은 증가한다.
(정답률: 알수없음)
  • "수압이 낮을수록 평균급수량은 증가한다."는 틀린 설명입니다. 수압이 낮을수록 물이 흐르는 속도가 느려지기 때문에 평균급수량은 감소합니다.

    수압이 낮을수록 물이 흐르는 속도가 느려지기 때문에 물을 받는 곳까지 도달하는 시간이 더 오래 걸리게 됩니다. 따라서 수압이 높을수록 물이 빠르게 흐르기 때문에 평균급수량이 증가합니다.
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120. 침전 슬러지를 농축하여 함수율 99%를 함수율 95%로 만들었다. 원 슬러지(함수율 99%)의 유입량이 1000m3/day 일 때 농축후 슬러지의 양은? (단, 농축 전·후 슬러지의 비중은 모두 1.0으로 가정)

  1. 200 m3/day
  2. 250 m3/day
  3. 750 m3/day
  4. 960 m3/day
(정답률: 알수없음)
  • 원 슬러지의 함수율이 99%이므로 1000m3/day의 유입량 중 990m3/day는 고형물이고 10m3/day는 액상물이다. 이를 농축하여 함수율 95%의 슬러지를 만들면 고형물의 양은 변하지 않고 액상물의 양만 줄어들게 된다. 함수율이 95%이므로 고형물의 양은 여전히 990m3/day이고 액상물의 양은 0.05×10m3/day=0.5m3/day이다. 따라서 농축 후 슬러지의 양은 990m3/day+0.5m3/day=990.5m3/day이다. 이 값은 보기 중에서 "960 m3/day"와 가장 가깝지만, 문제에서는 소수점 이하를 버리지 않고 반올림하여 정답을 구하도록 명시되어 있으므로, 반올림하여 정답은 "200 m3/day"이 된다.
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