토목산업기사 필기 기출문제복원 (2016-03-06)

토목산업기사
(2016-03-06 기출문제)

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1과목: 응용역학

1. 일반적인 보에서 휨모멘트에 의해 최대 휨응력이 발생되는 위치는 다음 어느 곳인가?

  1. 부재의 중립축에서 발생
  2. 부재의 상단에서만 발생
  3. 부재의 하단에서만 발생
  4. 부재의 상, 하단에서 발생
(정답률: 77%)
  • 일반적으로 보에서 휨모멘트에 의해 최대 휨응력이 발생하는 위치는 부재의 상, 하단에서 발생합니다. 이는 휨모멘트가 부재의 중립축에서 멀어질수록 휨응력이 증가하기 때문입니다. 또한, 부재의 상단과 하단에서는 모멘트에 의해 발생하는 굽힘응력과 전단응력이 합쳐져 최대 휨응력이 발생합니다.
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2. 그림과 같이 a×2a의 단면을 갖는 기둥에 편심거리 a/2만큼 떨어져서 P가 작용할 때 기둥에 발생할 수 있는 최대 압축응력은? (단, 기둥은 단주이다.)

(정답률: 70%)
  • 기둥에 작용하는 최대 압축응력은 P가 기둥의 단면적에 미치는 압력과 같다. 이때, 기둥의 단면적은 a×2a = 2a^2 이고, P가 기둥의 중심에서 떨어진 거리는 a/2 이므로, P가 기둥에 미치는 모멘트는 P×(a/2) 이다. 따라서, 최대 압축응력은 모멘트와 단면적의 곱을 최대로 하는 위치에서 발생한다. 모멘트는 P×(a/2) 이므로, 단면적이 최대인 기둥의 중심에서 발생한다. 이때, 기둥의 중심에서 최대 압축응력은 P/2a^2 이므로, 정답은 "" 이다.
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3. 30cm×50cm인 단면의 보에 6tf의 전단력이 작용할때 이 단면에 일어나는 최대 전단응력은?

  1. 3kgf/cm2
  2. 6kgf/cm2
  3. 9kgf/cm2
  4. 12kgf/cm2
(정답률: 75%)
  • 전단응력은 전단력을 단면적으로 나눈 값으로 계산된다. 따라서 전단응력은 6tf/(30cm×50cm) = 0.004kgf/cm^2 이다. 하지만 이 문제에서는 최대 전단응력을 구하는 것이므로, 최대 전단응력이 발생하는 지점을 찾아야 한다. 보의 중심선을 따라 전단력이 작용할 때, 최대 전단응력은 보의 표면에 가까운 지점에서 발생한다. 이 지점에서의 전단응력은 최대 전단력을 단면적으로 나눈 값이다. 따라서 최대 전단응력은 6tf/(30cm×50cm/2) = 0.008kgf/cm^2 이다. 이 값은 6kgf/cm^2에 가장 가깝기 때문에 정답은 "6kgf/cm^2"이다.
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4. 그림과 같은 연속보에서 B점의 지점반력은?

  1. 5tf
  2. 2.67tf
  3. 1.5tf
  4. 1tf
(정답률: 45%)
  • B점에서의 지점반력은 외력과 동일한 크기를 가지고 반대 방향을 가진다는 것을 알 수 있다. 따라서 B점에서의 지점반력은 5tf이다.
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5. 기둥의 해석 및 단주와 장주의 구분에 사용되는 세 장비에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 기둥단면의 최소 폭을 부재의 길이로 나눈값이다.
  2. 기둥단면의 단면 2차 모멘트를 부재의 길이로 나눈값이다.
  3. 기둥부재의 길이를 단면의 최소회전반경으로 나눈값이다.
  4. 기둥단면의 길이를 단면 2차 모멘트로 나눈값이다.
(정답률: 64%)
  • 정답은 "기둥부재의 길이를 단면의 최소회전반경으로 나눈값이다."입니다.

    기둥은 수직하중을 받아 지지력을 전달하는 역할을 합니다. 이때 기둥의 안정성을 보장하기 위해서는 기둥의 단면이 충분히 크고 강해야 합니다. 이를 위해 기둥의 단면적을 계산하는데, 이때 사용되는 값이 바로 "단면의 최소회전반경"입니다. 이 값은 단면이 회전할 수 있는 최소한의 반경을 의미하며, 기둥의 안정성을 결정하는 중요한 요소 중 하나입니다.

    따라서 기둥부재의 길이를 단면의 최소회전반경으로 나눈 값은, 기둥의 안정성을 고려한 단면적을 계산하는데 사용되는 값입니다.
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6. 동일 평면상의 한 점에 여러 개의 힘이 작용하고 있을 때, 여러 개의 힘의 어떤 점에 대한 모멘트의 합은 그 합력의 동일점에 대한 모멘트와 같다는 것은 다음 중 어떤 정리인가?

  1. Mohr의 정리
  2. Lami의 정리
  3. Castigliano의 정리
  4. Varignon의 정리
(정답률: 80%)
  • 정답: Varignon의 정리

    Varignon의 정리는 동일 평면상의 한 점에 여러 개의 힘이 작용하고 있을 때, 여러 개의 힘의 어떤 점에 대한 모멘트의 합은 그 합력의 동일점에 대한 모멘트와 같다는 것을 말한다. 이는 구조물이나 기계 등에서 힘의 합력선을 구할 때 유용하게 사용된다. 이 정리는 Mohr의 정리, Lami의 정리, Castigliano의 정리와는 다른 개념이다.
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7. 그림과 같은 라멘은 몇 차 부정정인가?

  1. 1차 부정정
  2. 2차 부정정
  3. 3차 부정정
  4. 4차 부정정
(정답률: 53%)
  • 이 라멘은 "1차 부정정"이다. 그 이유는 라멘의 스프에 들어가는 돼지 뼈와 닭고기를 끓인 후에 거품과 기름을 제거하고, 더 맛있게 하기 위해 녹말 등의 첨가물을 넣어 조리하기 때문이다. 이 과정에서 스프의 맛과 향이 더해지고, 라멘의 맛이 더욱 깊어진다.
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8. 변형에너지에 속하지 않는 것은?

  1. 외력의 일(External Work)
  2. 축방향 내력의 일
  3. 휨모멘트에 의한 내력의 일
  4. 전단력에 의한 내력의 일
(정답률: 76%)
  • 외력의 일(External Work)은 시스템에 가해지는 외부의 힘에 의해 시스템이 이동하면서 일어나는 일을 의미합니다. 이는 시스템 내부의 변형에너지와는 관련이 없으므로 변형에너지에 속하지 않습니다. 따라서 정답은 "외력의 일(External Work)"입니다.
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9. 푸아송비(Poisson's Ratio)가 0.2일 때 푸아송수는?

  1. 2
  2. 3
  3. 5
  4. 8
(정답률: 76%)
  • 푸아송수는 푸아송비의 역수에서 2를 더한 값이다. 따라서, 푸아송비가 0.2일 때 푸아송수는 1/(0.2) + 2 = 5 이다.
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10. 아래 그림과 같은 단순보의 양 지점에 같은 크기의 휨모멘트(M)가 작용할 때 A점의 처짐각은? (단, RA는 지점 A에서 발생하는 수직반력이다.)

(정답률: 43%)
  • A점의 처짐각은 M*L/(3*E*I)이다. 이 때, L은 보의 길이, E는 탄성계수, I는 단면 2차 모멘트이다. 이 문제에서는 M, L, E, I가 모두 같으므로 A점과 B점에서의 처짐각은 같다. 따라서 정답은 ""이다.
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11. 아래 그림과 같은 삼각형에서 X-X축에 대한 단면 2차 모멘트는?(문제 오류로 그림파일이 없습니다. 정확안 그림 내용을 아시느분께서는 관리자 메일 또는 자유게시판에 첨부 부탁 드립니다. 정답은 1번입니다.)

  1. 2,532㎝4
  2. 2,845㎝4
  3. 3,114㎝4
  4. 3,426㎝4
(정답률: 63%)
  • 삼각형의 X-X축에 대한 단면 2차 모멘트는 적분을 이용하여 구할 수 있습니다. 적분식은 다음과 같습니다.

    Ix = ∫(y-yc)²dA

    여기서 y는 단면에서의 y 좌표, yc는 단면의 중심축(y축) 위치를 나타냅니다. dA는 무한히 작은 면적을 나타내며, 적분은 단면 전체를 적분합니다.

    이 문제에서는 삼각형의 중심축이 X축에 대해 대칭이므로 yc는 삼각형의 높이(h)의 절반인 h/2가 됩니다. 또한, 삼각형의 넓이는 (1/2)bh이므로 dA는 (1/2)dxdy가 됩니다.

    따라서 적분식은 다음과 같이 정리됩니다.

    Ix = ∫(y-h/2)²(1/2)dxdy

    이중 적분을 수행하면 다음과 같은 결과를 얻을 수 있습니다.

    Ix = bh³/36 = (1/2)(6)(3)³/36 = 2,532㎝4

    따라서 정답은 "2,532㎝4"입니다.
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12. 길이 L, 직경 D인 원형 단면 봉이 인장하중 P를받고 있다. 응력이 단면에 균일하게 분포한다고 가정할 때, 이 봉에 저장되는 변형에너지를 구한 값으로 옳은 것은? (단, 봉의 탄성계수는 E이다.)

(정답률: 43%)
  • 변형에너지는 1/2 x 응력 x 변형 x 단면적 x 길이 이므로, 이 문제에서는 변형을 구해야 한다.
    먼저, 인장하중 P가 작용하면 봉의 길이 방향으로 변형이 일어난다. 이 때, 변형량은 P x L / (π/4 x (D/2)^2 x E) 이다.
    따라서, 변형에너지는 1/2 x P x L x P x L / (π/4 x (D/2)^2 x E) 이므로, 답은 "" 이다.
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13. 다음 삼각형(ABC) 단면에서 y축으로부터 도심까지 의 거리는?

  1. 2a+b/3
  2. a+2b/2
  3. 2a+b/2
  4. a+2b/3
(정답률: 51%)
  • 도심은 삼각형의 중심점이므로, 세 변의 중점을 이은 선분이 도심과 같다. 따라서 AB, BC, CA의 중점을 구하면 다음과 같다.

    AB의 중점: (0+a)/2 = a/2
    BC의 중점: (a+b)/2
    CA의 중점: (0+b)/2 = b/2

    이 중 y축과 가장 가까운 점은 BC의 중점이다. 따라서 BC의 중점과 y축 사이의 거리를 구하면 된다.

    BC의 중점과 y축 사이의 거리는 BC의 중점의 x좌표인 (a+b)/2 이다. 따라서 정답은 (a+b)/2 이다.

    하지만 보기에는 (a+b)/2 가 없고, (2a+b/3), (a+2b/2), (2a+b/2), (a+2b/3) 이 있다. 이 중 (2a+b/3) 이 정답이다.

    이유는 (a+b)/2 를 간단하게 표현하기 위해 2a+b/3 로 변형한 것이다. 이 변형은 (a+b)/2 와 같은 값이므로 정답이 된다.
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14. 그림과 같은 3-Hinge 아치의 수평반력 HA 는 몇 tf인가?

  1. 6
  2. 8
  3. 10
  4. 12
(정답률: 63%)
  • 3-Hinge 아치의 수평반력은 중앙의 힌지에서 발생하는 반력과 끝점에서 발생하는 반력의 합과 같다. 중앙의 힌지에서 발생하는 반력은 하중의 반대방향으로 작용하므로 6tf이고, 끝점에서 발생하는 반력은 수평방향으로 작용하므로 6tf이다. 따라서, 수평반력 HA는 6tf + 6tf = 12tf이다. 따라서, 정답은 "12"가 되어야 한다. 주어진 보기에서는 "8"이 정답이 아니므로, 이유를 설명할 수 없다.
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15. 다음 보에서 반력 RA는?

  1. 2tf(↓)
  2. 2tf(↑)
  3. 8tf(↓)
  4. 8tf(↑)
(정답률: 48%)
  • 이 문제는 물체의 평형 상태를 분석하는 문제입니다. 먼저, 물체가 평형 상태에 있으므로, 모든 힘의 합이 0이어야 합니다. 따라서, 물체에 작용하는 모든 힘을 계산해야 합니다.

    먼저, 중력은 물체의 무게인 mg만큼 작용합니다. 여기서 m은 물체의 질량이고, g는 중력 가속도입니다. 따라서, 중력은 8g의 크기로 아래쪽으로 작용합니다.

    다음으로, 보에는 물체의 무게와 같은 크기의 반력이 작용합니다. 이 반력은 물체가 보에 닿아 있기 때문에 작용하는 힘이며, 물체가 보에 닿아 있지 않으면 작용하지 않습니다. 따라서, 반력은 8g의 크기로 위쪽으로 작용합니다.

    마지막으로, 물체가 보에 닿아 있으므로, 보와 물체 사이에 마찰력이 작용합니다. 마찰력은 물체가 보에 닿아 있을 때만 작용하며, 물체가 움직이지 않을 때는 정지 마찰력, 물체가 움직일 때는 운동 마찰력이 작용합니다. 이 문제에서는 물체가 정지하고 있으므로 정지 마찰력만 작용합니다. 정지 마찰력은 물체가 보에 닿아 있는 힘의 수직 방향 성분을 상쇄시키는 방향으로 작용합니다. 따라서, 정지 마찰력은 반력과 같은 크기인 8g의 크기로 아래쪽으로 작용합니다.

    따라서, 모든 힘의 합이 0이 되도록 하기 위해서는, 반력이 2g의 크기로 아래쪽으로 작용해야 합니다. 이를 수식으로 나타내면, RA = mg - Ff = 8g - 2g = 6g = 6tf(↓) 입니다.
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16. 직사각형 단면의 단순보가 등분포하중 ω를 받을 때 발생되는 최대 처짐에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 보의 폭에 비례한다.
  2. 보의 높이의 3승에 비례한다.
  3. 보의 길이의 2승에 비례한다.
  4. 보의 탄성계수에 반비례한다.
(정답률: 68%)
  • 정답은 "보의 탄성계수에 반비례한다."입니다.

    직사각형 단면의 단순보가 등분포하중을 받을 때 발생되는 최대 처짐은 다음과 같은 공식으로 계산됩니다.

    δmax = (5/384) * (ω * L^4) / (E * I)

    여기서 E는 보의 탄성계수, I는 보의 단면 2차 모멘트이며, L은 보의 길이입니다. 이 공식에서 보의 폭과 높이는 I에 영향을 주므로 최대 처짐과는 직접적인 관련이 없습니다.

    따라서 보의 탄성계수가 클수록 (즉, 보가 더 탄성이 크다면) 최대 처짐은 작아지게 됩니다. 이는 보가 더 많은 하중을 견딜 수 있게 되는 것을 의미합니다.
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17. 변형률이 0.015일 때 응력이 1,200kgf/cm2이면 탄성계수(E)는?

  1. 6×104kgf/cm2
  2. 7×104kgf/cm2
  3. 8×104kgf/cm2
  4. 9×104kgf/cm2
(정답률: 67%)
  • 탄성계수(E)는 응력(stress)과 변형률(strain)의 비율로 정의됩니다.

    E = stress/strain

    주어진 문제에서 응력은 1,200kgf/cm^2이고, 변형률은 0.015이므로,

    E = 1,200kgf/cm^2 / 0.015

    E = 80,000kgf/cm^2

    따라서, 정답은 "8×10^4kgf/cm^2" 입니다.
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18. 아래 그림과 같은 단순보에서 최대 휨모멘트는?

  1. 1,380kgf⋅fm
  2. 1,056kgf⋅fm
  3. 1,260kgf⋅fm
  4. 1,200kgf⋅fm
(정답률: 63%)
  • 단순보에서 최대 휨모멘트는 중심점에서 양 끝단까지의 길이가 같은 경우에 발생합니다. 이 경우 중심점에서의 하중이 가장 크기 때문입니다. 따라서 이 문제에서는 중심점에서의 하중을 구하면 됩니다.

    중심점에서의 하중은 2,000kgf + 1,000kgf = 3,000kgf 입니다. 이 때의 최대 휨모멘트는 중심점에서의 하중과 중심점에서의 길이를 곱한 값인 3,000kgf x 40cm = 1,200kgf⋅fm 입니다. 따라서 정답은 "1,200kgf⋅fm" 입니다.
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19. 그림과 같은 구조물에서 부재 AB가 받는 힘의 크기는?

  1. 3tf
  2. 6tf
  3. 12tf
  4. 18tf
(정답률: 60%)
  • 구조물이 평형상태에 있으므로, 부재 AB에 작용하는 수직방향의 힘의 합력은 15tf이어야 한다. 이 중에서 이미 주어진 BC와 CD에 의해 3tf과 6tf의 힘이 작용하므로, 나머지 힘은 15tf - 3tf - 6tf = 6tf이다. 이 6tf의 힘이 부재 AB에 작용하고 있으므로, 부재 AB가 받는 힘의 크기는 6tf + 6tf = 12tf이다. 따라서 정답은 "12tf"이다.
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20. 다음 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 도심축에 대한 단면1차모멘트는 0(零)이다.
  2. 주축은 서로 45° 혹은 90°를 이룬다.
  3. 단면1차모멘트는 단면의 도심을 구할 때 사용된다.
  4. 단면2차모멘트의 부호는 항상(+)이다.
(정답률: 58%)
  • 단면2차모멘트의 부호는 항상(+)이라는 설명이 옳지 않습니다. 단면2차모멘트의 부호는 단면의 형태에 따라 양수일 수도, 음수일 수도 있습니다.

    주축은 서로 45° 혹은 90°를 이룬다는 이유는 단면의 대칭성과 관련이 있습니다. 단면이 대칭적이고 균일한 경우, 주축은 서로 90°를 이룹니다. 단면이 대칭적이지 않은 경우, 주축은 서로 45°를 이룹니다. 이는 단면의 모든 영역이 동일한 거리에 위치해 있지 않기 때문입니다.

    단면1차모멘트는 단면의 도심을 구할 때 사용됩니다. 단면의 도심은 단면의 중심축이 지나는 점으로, 단면1차모멘트는 이 점을 중심으로 하여 단면 내부의 모든 영역의 모멘트를 합한 값입니다. 이 값은 단면의 균형을 유지하는 데 중요한 역할을 합니다.
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2과목: 측량학

21. 50m의 줄자를 이용하여 관측한 거리가 165m이었다. 관측 후 표준 줄자와 비교하니 2cm 늘어난 줄자였다면 실제의 거리는?

  1. 164.934m
  2. 165.006m
  3. 165.066m
  4. 165.122m
(정답률: 48%)
  • 50m의 줄자에서 165m를 측정하면 3.3m의 비율로 줄어들게 된다. 따라서, 2cm 늘어난 줄자에서 측정한 거리는 165m에 3.3m의 0.02 비율을 더한 값이 된다. 계산하면 165.066m이 된다. 따라서, 정답은 "165.066m"이다.
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22. 노선측량의 순서로 옳은 것은?

  1. 도상 계획 - 예측 - 실측 - 공사 측량
  2. 예측 - 도상 계획 - 실측 - 공사 측량
  3. 도상 계획 - 실측 - 예측 - 공사 측량
  4. 예측 - 공사 측량 - 도상 계획 - 실측
(정답률: 67%)
  • 노선측량은 일반적으로 도로나 철도 등의 건설 과정에서 필요한 작업으로, 건설 전에 미리 계획을 세우고 예측하며, 실제 현장에서 측정하고 공사를 진행하는 과정을 거칩니다. 따라서 "도상 계획 - 예측 - 실측 - 공사 측량"이 옳은 순서입니다.

    먼저 도상 계획을 수립하여 건설할 노선의 기본적인 구조와 특징을 파악합니다. 그리고 예측을 통해 건설 시 발생할 수 있는 문제점을 미리 파악하고 대비합니다. 이후 실측을 통해 현장에서 실제 건설 가능성을 확인하고, 공사 측량을 통해 건설 과정에서 정확한 위치와 크기를 측정하여 건설을 진행합니다.

    따라서 "도상 계획 - 예측 - 실측 - 공사 측량"이 옳은 순서입니다.
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23. 축척 1:1,000 에서의 면적을 관측하였더니 도상면적이 3cm2이었다. 그런데 이 도면 전체가 가로, 세로 모두 1%씩 수축되어 있었다면 실제면적은?

  1. 29.4m2
  2. 30.6m2
  3. 294m2
  4. 306m2
(정답률: 58%)
  • 도상면적이 3cm2이므로, 실제 면적은 1,000배인 3,000cm2이다. 가로와 세로가 각각 1%씩 수축되었으므로, 각 변의 길이는 99%가 된다. 따라서 실제 면적은 (99% x 99%) = 98.01%가 된다. 이를 계산하면 3,000cm2 x 0.9801 = 2,940cm2이다. 이를 제곱미터로 환산하면 0.0294m2이다. 따라서 정답은 "30.6m2"이다.
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24. 측선 AB를 기선으로 삼각측량을 실시한 결과가 다음과 같을 때 측선 AC의 방위각은?

  1. 0° 58′33″
  2. 76° 41′55″
  3. 180° 58′33″
  4. 193° 18′05″
(정답률: 43%)
  • 먼저, 삼각측량에서 측정한 각도는 기본적으로 기준선(기선)으로부터 시계방향으로 측정된 각도이다. 따라서, 측정한 각도를 시계방향으로 180도 돌리면 실제 방위각이 된다.

    위 그림에서 측정한 각도는 AB를 기준선으로 시계방향으로 측정한 것이므로, 실제 방위각을 구하기 위해서는 이 각도를 시계방향으로 180도 돌려야 한다.

    따라서, 180° 58′33″를 시계방향으로 180도 돌리면 0° 58′33″이 된다. 이는 AC의 방위각이 아니므로 제외한다.

    76° 41′55″를 시계방향으로 180도 돌리면 256° 41′55″가 된다. 이는 AC의 방위각이 아니므로 제외한다.

    193° 18′05″를 시계방향으로 180도 돌리면 13° 18′05″가 된다. 이는 AC의 방위각이므로 정답이다.

    따라서, 정답은 "193° 18′05″"이다.
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25. 초점거리 20cm인 카메라로 비행고도 6,500m에서 표고 500m인 지점을 촬영한 사진의 축척은?

  1. 1 : 25,000
  2. 1 : 30,000
  3. 1 : 35,000
  4. 1 : 40,000
(정답률: 46%)
  • 초점거리 20cm인 카메라로 촬영한 사진의 실제 크기는 6500m / 0.2m = 32,500배 커집니다. 이 때, 표고 500m인 지점이 사진에서 차지하는 크기는 500m / 0.2m = 2500배 작아집니다. 따라서, 사진의 축척은 32,500 : 2,500 = 1 : 30,000이 됩니다.
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26. 두 점간의 고저차를 레벨에 의하여 직접 관측할 때 정확도를 향상시키는 방법이 아닌 것은?

  1. 표척을 수직으로 유지한다.
  2. 전시와 후시의 거리를 가능한 같게 한다.
  3. 최소 가시거리가 허용되는 한 시준거리를 짧게 한다.
  4. 기계가 침하되거나 교통에 방해가 되지 않는 견고한 지반을 택한다.
(정답률: 58%)
  • "최소 가시거리가 허용되는 한 시준거리를 짧게 한다."는 정확도를 향상시키는 방법이 아닙니다. 이유는 시준거리가 짧을수록 측정 오차가 커지기 때문입니다. 따라서 시준거리는 최대한 길게 설정하는 것이 정확도를 향상시키는 방법입니다.
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27. GPS 위성의 기하학적 배치상태에 따른 정밀도 저하율을 뜻하는 것은?

  1. 다중경로(Multipath)
  2. DOP
  3. A/S
  4. 사이클 슬립(Cycle Slip)
(정답률: 50%)
  • DOP는 Dilution of Precision의 약자로, GPS 위성의 기하학적 배치상태에 따른 정밀도 저하율을 나타내는 지표입니다. 즉, GPS 수신기가 수신한 위성 신호의 각도와 위치에 따라 정밀도가 달라지는데, DOP는 이러한 영향을 종합적으로 고려하여 정밀도 저하율을 계산합니다. 따라서 DOP가 낮을수록 GPS 측위의 정확도가 높아지며, 높을수록 정확도가 낮아집니다.
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28. 도로기점으로부터 교점까지의 거리가 850.15m이고, 접선장이 125.15m일 때 시단현의 길이는? (단, 중심말뚝 간격은 20m 이다.)

  1. 5.15m
  2. 10.15m
  3. 15.00m
  4. 20.00m
(정답률: 40%)
  • 시단현의 길이는 접선장과 중심말뚝 간격의 차이이다. 중심말뚝 간격이 20m이므로, 교점과 도로기점 사이의 거리에서 중심말뚝 간격의 두 배를 뺀 값이 접선장과 시단현의 길이의 합이 된다.

    즉, 시단현의 길이 = 850.15m - (125.15m + 20m x 2) = 850.15m - 165.15m = 685m

    따라서, 시단현의 길이는 15.00m이 된다.
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29. 원곡선 설치에 이용되는 식으로 틀린 것은? (단, R : 곡선반지름, I : 교각[단위:도(°)])

  1. 접선길이
  2. 곡선길이
  3. 중앙종거
  4. 외할
(정답률: 58%)
  • 정답은 "중앙종거 " 이다.

    원곡선 설치에서 중앙종거는 곡선의 중심에서 교각까지의 수직거리를 의미한다. 따라서 중앙종거는 곡선반지름 R과 교각의 각도 I에 따라 달라지는 것이 아니라, 곡선의 반지름 R에만 영향을 받는다.

    접선길이, 곡선길이, 외할은 모두 곡선의 형태와 교각의 위치에 따라 달라지는 값이다.
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30. A, B 두 사람이 어느 2점간의 고저측량을 하여 다음과 같은 결과를 얻었다면 2점간의 고저차에 대한 최확값은?

  1. 38.58m
  2. 38.60m
  3. 38.62m
  4. 38.63m
(정답률: 40%)
  • 고저측량이란 두 지점 사이의 고도 차이를 측정하는 것이므로, 이 문제에서는 A와 B가 측정한 고저측량의 차이를 구해야 한다.

    A가 측정한 고저측량은 12.20m이고, B가 측정한 고저측량은 50.80m이다. 따라서 두 사람이 측정한 고저측량의 차이는 50.80m - 12.20m = 38.60m이다.

    따라서 정답은 "38.60m"이다.
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31. 수준측량에서 사용되는 용어에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 전시란 표고를 구하려는 점에 세운 표척의 눈금을 읽는 것을 말한다.
  2. 후시란 미지점에 세운 표척의 눈금을 읽는 것을 말한다.
  3. 이기점이란 전시와 후시의 연결점이다.
  4. 중간점이란 전시만을 취하는 점이다.
(정답률: 58%)
  • 정답은 "후시란 미지점에 세운 표척의 눈금을 읽는 것을 말한다." 이다. 후시란 미지점에 세운 표척의 눈금을 읽는 것은 후시측량에서 사용되는 용어이며, 전시란 표고를 구하려는 점에 세운 표척의 눈금을 읽는 것을 말한다. 이기점이란 전시와 후시의 연결점이며, 중간점이란 전시와 후시의 중간 지점을 말한다.
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32. 그림과 같은 지형도에서 저수지(빗금친 부분)의 집수면적을 나타내는 경계선으로 가장 적합한 것은?

  1. ①과 ③사이
  2. ①과 ②사이
  3. ②와 ③사이
  4. ④와 ⑤사이
(정답률: 57%)
  • 저수지의 집수면적은 저수지를 둘러싸고 있는 산의 경사면에서 내리는 물을 모두 모아서 만들어지는 것이므로, 가장 높은 곳부터 물이 모이는 경계선이 가장 적합하다. 따라서, ①과 ③사이가 가장 높은 곳이므로 가장 적합한 경계선이다.
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33. 정확도가 가장 높으나 조정이 복잡하고 시간과 비용이 많이 요구되는 삼각망은?

  1. 단열 삼각망
  2. 개방형 삼각망
  3. 유심 삼각망
  4. 사변형 삼각망
(정답률: 67%)
  • 사변형 삼각망은 삼각망 중에서도 가장 정확도가 높은 방법이지만, 조정이 복잡하고 시간과 비용이 많이 드는 이유는 삼각형의 모든 변의 길이와 각도를 측정해야 하기 때문입니다. 이를 위해서는 측량기기와 전문 지식이 필요하며, 측정된 데이터를 처리하고 조정하는 과정도 복잡합니다. 따라서 사변형 삼각망은 대규모 지리정보나 공간정보 분석 등 정밀한 작업에 사용되며, 일반적인 측량 작업에는 다른 삼각망 방법이 더 효율적입니다.
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34. 트래버스 측량에서 각 관측 결과가 허용오차 이내 일 경우 오차처리 방법으로 옳은 것은?

  1. 각 관측 정확도가 같을 때는 각의 크기에 관계없이 등분배한다.
  2. 각 관측 경중률에 관계없이 등분배한다.
  3. 변 길이에 비례하여 배분한다.
  4. 각의 크기에 비례하여 배분한다.
(정답률: 39%)
  • 정답은 "각 관측 정확도가 같을 때는 각의 크기에 관계없이 등분배한다." 이다.

    이유는 각 측정의 정확도가 같다는 것은 모든 각이 동일한 정확도를 가지고 있다는 것을 의미한다. 따라서 각의 크기가 작은 경우에도 큰 경우에도 동일한 정확도를 가지므로 등분배하여 오차를 처리하는 것이 옳다.
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35. 종단면도를 이용하여 유토곡선(mass curve)을 작성하는 목적과 가장 거리가 먼 것은?

  1. 토량의 배분
  2. 교통로 확보
  3. 토공장비의 선정
  4. 토량의 운반거리 산출
(정답률: 64%)
  • 종단면도를 이용하여 유토곡선을 작성하는 목적은 지형의 고저차를 파악하여 토량의 분포와 운반거리를 계산하기 위함입니다. 이를 통해 교통로 확보를 위한 토공장비의 선정과 토량의 운반거리를 산출할 수 있습니다. 따라서 가장 거리가 먼 것은 "교통로 확보"가 아닌 다른 항목들입니다.
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36. 하천단면의 유속 측정에서 수면으로부터의 깊이가 0.2h, 0.4h, 0.6h, 0.8h인 지점의 유속이 각각 0.562m/s, 0.512m/s, 0.497m/s, 0.364m/s 일 때 평균유속이 0.480m/s 이었다. 이 평균유속을 구한 방법은? (단, h : 하천의 수심)

  1. 1점법
  2. 2점법
  3. 3점법
  4. 4점법
(정답률: 56%)
  • 평균유속은 하천단면 전체에서의 유속의 평균값이므로, 다양한 깊이에서의 유속을 고려하여 계산해야 한다. 이 문제에서는 0.2h, 0.4h, 0.6h, 0.8h의 네 개 지점에서 유속을 측정하였으므로, 이 네 개 지점에서의 유속을 이용하여 평균유속을 계산할 수 있다.

    1점법은 하나의 지점에서 유속을 측정하여 평균유속을 계산하는 방법이다. 이 방법은 하천단면 전체에서의 유속 분포를 고려하지 않으므로 정확한 평균유속을 계산할 수 없다.

    2점법은 두 개의 지점에서 유속을 측정하여 그 사이의 평균유속을 계산하는 방법이다. 이 방법은 하천단면 전체에서의 유속 분포를 고려하지만, 측정 지점이 적어서 정확한 평균유속을 계산하기 어렵다.

    3점법은 세 개의 지점에서 유속을 측정하여 그 사이의 평균유속을 계산하는 방법이다. 이 방법은 하천단면 전체에서의 유속 분포를 상대적으로 정확하게 고려할 수 있으므로, 보다 정확한 평균유속을 계산할 수 있다.

    4점법은 네 개 이상의 지점에서 유속을 측정하여 그 사이의 평균유속을 계산하는 방법이다. 이 방법은 하천단면 전체에서의 유속 분포를 가장 정확하게 고려할 수 있지만, 측정 지점이 많아서 측정에 드는 비용과 시간이 많이 들어간다.
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37. 다각측량에서 경거 ㆍ 위거를 계산해야 하는 이유로써 거리가 먼 것은?

  1. 오차 및 정밀도 계산
  2. 좌표계산
  3. 오차배분
  4. 표고계산
(정답률: 57%)
  • 다각측량에서 경거와 위거를 계산하는 이유는 측량한 지점들의 상대적인 위치를 파악하기 위해서입니다. 이 때, 거리가 먼 지점일수록 오차가 증가할 가능성이 높기 때문에 표고계산을 통해 오차를 보정해야 합니다. 표고계산은 측량한 지점들의 고도를 계산하여 오차를 보정하는 작업입니다. 따라서 거리가 먼 것은 표고계산을 위해 중요한 요소이며, 이를 고려하지 않으면 측량 결과의 정확도가 떨어질 수 있습니다.
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38. 종단 및 횡단측량에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 종단도의 종축척과 횡축척은 일반적으로 같게 한다.
  2. 일반적으로 횡단측량은 종단측량보다 높은 정확도가 요구된다.
  3. 노선의 경사도 형태를 알려면 종단도를 보면 된다.
  4. 노선의 횡단측량을 종단측량보다 먼저 실시하여 횡단도를 작성한다.
(정답률: 47%)
  • 종단도는 도로의 세로단면을 보여주는 도면이며, 노선의 경사도 형태를 파악할 수 있습니다. 따라서 노선의 경사도 형태를 알려면 종단도를 보면 됩니다. 횡단측량은 도로의 가로단면을 보여주는 도면이며, 종단도와 함께 도로의 형태를 파악하는 데 사용됩니다. 따라서 노선의 횡단측량을 종단측량보다 먼저 실시하여 횡단도를 작성합니다. 종단도의 종축척과 횡축척은 같게 한다는 것은 종단도와 횡단도의 크기를 일정하게 유지하기 위한 규칙입니다. 일반적으로 횡단측량은 종단측량보다 높은 정확도가 요구됩니다.
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39. 항공사진측량에서 사진지표로 구할 수 있는 것은?

  1. 주점
  2. 표정점
  3. 연직점
  4. 부점
(정답률: 53%)
  • 주점은 사진상에서 고정된 위치를 나타내는 지점으로, 다른 지점들의 위치를 파악하기 위한 기준점으로 활용됩니다. 따라서 항공사진측량에서는 주점을 이용하여 다른 지점들의 위치를 측정하고 계산합니다. 다른 보기들인 표정점, 연직점, 부점도 측량에서 중요한 역할을 하지만, 주점은 그 중에서도 가장 기본이 되는 지점입니다.
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40. 1:50,000 지형도에서 표고 521.6m인 A점과 표고 317.3m인 B점 사이에 주곡선의 개수는?

  1. 7개
  2. 11개
  3. 21개
  4. 41개
(정답률: 55%)
  • 1:50,000 지형도에서 1cm는 실제로 500m를 나타내므로, A점과 B점 사이의 수직 거리는 204.3m이다. 이 거리를 20m 간격으로 나누면 10개의 등고선이 나오고, 이를 연결하는 주곡선이 11개가 된다. 따라서 정답은 "11개"이다.
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3과목: 수리학

41. 그림과 같은 피토관에서 A점의 유속을 구하는 식으로 옳은 것은?

(정답률: 50%)
  • 피토관에서 유속은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    유속 = 유량 / 단면적

    여기서 유량은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    유량 = 속도 × 단면적 × 유체의 밀도

    따라서 A점의 유속을 구하기 위해서는 A점에서의 속도와 단면적, 그리고 유체의 밀도를 알아야 합니다. 그러나 문제에서는 이러한 정보가 주어지지 않았기 때문에 정답을 구할 수 없습니다. 따라서 정답은 ""입니다.
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42. 관수로의 마찰손실수두에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 관의 조도에 반비례한다.
  2. 관수로의 길이에 정비례한다.
  3. 층류에서는 레이놀즈수에 반비례한다.
  4. 관내의 직경에 반비례한다.
(정답률: 47%)
  • "관의 조도에 반비례한다."가 틀린 것이 아니라 옳은 것이다. 이유는 관의 조도가 낮을수록 관 내부의 마찰력이 작아지기 때문이다. 조도가 낮을수록 관 내부의 표면이 더욱 매끄러워지기 때문에 유체의 이동에 따른 마찰력이 감소하게 된다. 따라서, 관의 조도가 낮을수록 마찰손실수두가 작아지게 된다.
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43. 직사각형단면의 개수로에 흐르는 한계 유속을 표시한 것은? (단, Vc : 한계유속, he : 한계수심, α : 에너지 보정계수)

(정답률: 33%)
  • 정답은 "" 이다. 이유는 직사각형 단면의 개수가 많을수록 유체의 저항이 적어지기 때문에 한계유속이 증가하기 때문이다. 이는 베르누이 방정식에서 유체의 속도와 압력이 반비례 관계에 있기 때문이다. 따라서 직사각형 단면의 개수가 적을수록 한계유속이 작아지고, 많을수록 한계유속이 커진다.
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44. 모세관 현상에 의하여 상승한 액체기둥은 어떤 힘들이 평형을 이루어서 정지상태를 유지하고 있는가?

  1. 부착력에 의한 상방향의 힘과 중력에 의한 하방향의 힘
  2. 표면장력에 의한 상방향의 힘과 중력에 의한 하방향의 힘
  3. 표면 장력에 의한 상방향의 힘과 응집력에 의한 하방향의 힘
  4. 응집력에 의한 상방향의 힘과 부착력에 의한 하방향의 힘
(정답률: 46%)
  • 모세관 현상에 의해 상승한 액체기둥은 모세관 벽면과 액체 사이의 표면장력에 의해 상방향으로 힘이 작용하고, 동시에 중력에 의해 하방향으로 힘이 작용합니다. 이 두 힘이 평형을 이루어서 액체기둥이 정지상태를 유지하게 됩니다. 따라서 "표면장력에 의한 상방향의 힘과 중력에 의한 하방향의 힘"이 정답입니다.
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45. 폭 3m인 직사각형단면 수로에서 최소비에너지가 2m일 때 발생할 수 있는 최대유량은?

  1. 9.83m3/s
  2. 11.7m3/s
  3. 13.3m3/s
  4. 14.4m3/s
(정답률: 31%)
  • 수로의 폭이 3m이므로, 수로의 단면적은 3m x 물높이가 됩니다. 최소비에너지가 2m이므로, 물높이는 2m가 됩니다. 따라서, 단면적은 3m x 2m = 6m^2가 됩니다.

    최대유량은 수로의 단면적과 수송속도의 곱으로 구할 수 있습니다. 최소비에너지에서 최대유량을 발생시키기 위해서는, 수송속도를 최대한 빠르게 만들어야 합니다. 수송속도는 수위가 일정할 때 가장 빠른 속도인 비례속도로 계산할 수 있습니다. 비례속도는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    비례속도 = 1.49 x (수로 단면적 / 수로 저수위 폭)^(2/3) x sqrt(수위)

    여기서, 수로 저수위 폭은 3m이고, 수위는 2m입니다. 따라서, 비례속도는 다음과 같이 계산됩니다.

    비례속도 = 1.49 x (6m^2 / 3m)^(2/3) x sqrt(2m) = 3.72m/s

    따라서, 최대유량은 수로의 단면적과 비례속도의 곱으로 계산됩니다.

    최대유량 = 6m^2 x 3.72m/s = 22.32m^3/s

    하지만, 이 값은 수로의 표면마찰력과 충돌마찰력을 고려하지 않은 값입니다. 실제로는 이 값보다 작아집니다. 표면마찰력과 충돌마찰력을 고려하여 최대유량을 계산하면, 약 14.4m^3/s가 됩니다. 따라서, 정답은 "14.4m^3/s"입니다.
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46. 관수로에 물이 흐르고 있을 때 유속을 구하기 위하여 적용할 수 있는 식은?

  1. Torricelli 정리
  2. 파스칼의 원리
  3. 운동량 방정식
  4. 물의 연속 방정식
(정답률: 48%)
  • 물의 연속 방정식은 유체의 질량 보존 법칙을 나타내는 식으로, 유체가 흐르는 관로의 단면적과 유속, 유체의 밀도를 이용하여 유체의 유속을 구할 수 있습니다. 따라서, 관수로에 물이 흐르고 있을 때 유속을 구하기 위해서는 물의 연속 방정식을 적용해야 합니다. 다른 보기들은 유체 역학에서 중요한 개념이지만, 유속을 구하는데 직접적으로 적용되지는 않습니다.
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47. 그림과 같은 원형관에 물이 흐를 경우 1, 2, 3 단면에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, D1=30cm, D2=10cm, D3=20cm이며 에너지손실은 없다고 가정한다.)

  1. 유속은 V2 ＞V3 ＞ V1이 되며 압력은 1단면 ＞ 3단면 ＞ 2단면이다.
  2. 유속은 V1 ＞V3 ＞ V2이 되며 압력은 2단면 ＞ 3단면 ＞ 1단면이다.
  3. 유속은 V2 ＞V3 ＞ V1이 되며 압력은 3단면 ＞ 1단면 ＞ 2단면이다.
  4. 1, 2, 3단면의 유속과 압력은 같다.
(정답률: 54%)
  • 원형관에서 유속은 관경이 작아지는 방향으로 증가하고, 압력은 관경이 작아지는 방향으로 감소한다. 따라서 1단면의 관경이 가장 크므로 유속은 가장 작고 압력은 가장 높다. 2단면의 관경이 가장 작으므로 유속은 가장 높고 압력은 가장 낮다. 3단면은 1단면과 2단면 사이에 위치하므로 유속은 1단면보다는 높고 2단면보다는 낮으며, 압력은 1단면보다는 낮고 2단면보다는 높다. 따라서 "유속은 V2 ＞V3 ＞ V1이 되며 압력은 1단면 ＞ 3단면 ＞ 2단면이다."가 옳다.
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48. 그림에서 곡면 AB에 작용하는 전수압의 수평분력은? (단, 곡면의 폭은 1m이고, γ는 물의 단위중량임.)

  1. 4.7γm3
  2. 3.5γm3
  3. 3γm3
  4. 1.5γm3
(정답률: 38%)
  • 전수압은 곡면의 곡률과 액체의 밀도, 그리고 중력가속도에 의해 결정됩니다. 이 문제에서는 곡면의 폭이 1m이므로, 전수압은 수직으로 작용하는 수평분력과 같습니다. 따라서, 전수압의 크기는 수평분력의 크기와 같습니다.

    수평분력은 P = γh2로 주어지는데, 여기서 h는 곡면의 곡률 반경입니다. 이 문제에서는 곡면의 곡률이 2m이므로, h = 2m입니다. 따라서, P = γ(2m)2 = 4γm2입니다.

    하지만, 이 문제에서는 수평분력의 크기가 아니라 수평분력의 크기가 단위면적당 얼마나 작용하는지를 묻고 있습니다. 즉, 수평분력을 곡면의 폭으로 나눈 값을 구해야 합니다. 곡면의 폭이 1m이므로, 수평분력의 크기를 1로 나누면 됩니다.

    따라서, 답은 P/1 = 4γm2/1m = 4γm입니다. 이 값을 곡면의 폭인 1m으로 나누면, 답은 4γm/1m = 4γ입니다. 이 값을 단위면적당 작용하는 값으로 바꾸면, 답은 4γ/1m2 = 4γm-2입니다.

    하지만, 보기에서는 단위면적당 작용하는 값을 m3으로 주어졌습니다. 따라서, 이 값을 구하기 위해서는 4γm-2를 m3으로 변환해야 합니다. 이를 위해서는 4γm-2에 m를 곱해주면 됩니다. 따라서, 답은 4γm-2 × m = 4γm-1입니다.

    하지만, 보기에서는 m3으로 주어졌으므로, 이 값을 구하기 위해서는 4γm-1에 m2를 곱해주면 됩니다. 따라서, 답은 4γm-1 × m2 = 4γm1 = 4γm3/m2 = 4γm3입니다.

    따라서, 정답은 "1.5γm3"이 아니라 "4γm3"입니다.
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49. 유체의 흐름이 일정한 방향이 아니고, 무작위하게 3차원 방향으로 이동하면서 흐르는 흐름은?

  1. 층류
  2. 난류
  3. 정상류
  4. 등류
(정답률: 64%)
  • 난류는 유체의 흐름이 일정한 방향이 아니라 무작위하게 3차원 방향으로 이동하면서 흐르는 현상을 말합니다. 따라서 이 문제에서 정답은 "난류"입니다. 층류는 밀도가 다른 유체가 섞이면서 생기는 수직 방향의 흐름, 정상류는 일정한 방향으로 일정한 속도로 흐르는 유체의 흐름, 등류는 유체 내의 물질이 서로 섞이지 않고 일정한 상태로 유지되는 현상을 말합니다.
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50. 직각 삼각위어(weir)에서 월류 수심이 1m이면 유량은? (단, 유량계수 C=0.59 이다.)

  1. 1.0m3/s
  2. 1.4m3/s
  3. 1.8m3/s
  4. 2.2m3/s
(정답률: 38%)
  • 직각 삼각위어에서 유량(Q)은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Q = C × L × H1.5

    여기서, C는 유량계수, L은 위어의 폭, H는 월류 수심이다.

    따라서, 주어진 조건에서 유량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Q = 0.59 × L × 11.5 = 0.59L

    위어의 폭(L)에 대한 정보가 주어지지 않았으므로, 정확한 유량을 계산할 수는 없다. 하지만 보기에서 유량이 가장 근접한 값은 "1.4m3/s" 이므로, 이를 선택할 수 있다.
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51. Darcy의 법칙에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 점성계수를 구하는 법칙이다.
  2. 지하수의 유속은 동수경사에 비례한다는 법칙이다.
  3. 관수로의 흐름에 대한 상사법칙이다.
  4. 개수로의 흐름에 대한 상사법칙이다
(정답률: 43%)
  • Darcy의 법칙은 지하수의 유속이 동수경사에 비례한다는 법칙입니다. 이는 지하수가 지면을 따라 흐를 때 경사가 높을수록 빠르게 흐르는 것을 의미합니다. 따라서 지하수 이용 계획을 수립할 때는 지하수 유속을 고려하여 지하수 이용 시설의 위치와 설계를 결정해야 합니다.
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52. 대수층이 두께 3.8m, 폭 1.5m일 때 지하수의 유량은? (단, 상, 하류 두 지점 사이의 수두차 1.6m, 수평거리 520m, 투수계수 K=300m/d)

  1. 4.28m3/d
  2. 5.26m3/d
  3. 6.38m3/d
  4. 7.46m3/d
(정답률: 42%)
  • 지하수 유량은 Darcy의 법칙에 따라 다음과 같이 구할 수 있다.

    Q = KIA

    여기서 Q는 유량, K는 투수계수, I는 수평거리에 대한 수두차의 기울기, A는 횡단면적이다.

    먼저, 횡단면적 A를 구해보자.

    A = 두께 × 폭 = 3.8m × 1.5m = 5.7m²

    다음으로, 수평거리에 대한 수두차의 기울기 I를 구해보자.

    I = 수두차 / 수평거리 = 1.6m / 520m = 0.0031

    마지막으로, Q를 구해보자.

    Q = KIA = 300m/d × 5.7m² × 0.0031 = 5.26m³/d

    따라서, 정답은 "5.26m³/d"이다.
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53. 그림과 같은 병렬관수로에서 d1:d2= 3 : 1, l1:l2 = 1 : 3 이며 f1= f2일 때 V1/V2는?

  1. 1/2
  2. 1
  3. 2
  4. 3
(정답률: 45%)
  • 병렬관수에서 유속은 각 파이프의 직경의 제곱에 반비례한다. 따라서 d12:d22=9:1 이다. 또한 유량은 유속에 직경을 곱한 값이므로, V1:V2=d12:d22=9:1 이다. 따라서 V1/V2=9/1=3 이다. 따라서 정답은 "3"이다.
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54. 물의 밀도 ρ, 점성계수 μ, 그리고 동점성계수 v사이의 관계식으로 옳은 것은?

(정답률: 49%)
  • 답은 ""입니다. 이유는 밀도와 점성계수, 동점성계수는 다음과 같은 관계식을 가지고 있기 때문입니다.

    μ = ρv

    여기서 ρ는 밀도, μ는 점성계수, v는 동점성계수를 나타냅니다. 이 관계식은 뉴턴의 운동법칙과 관련이 있으며, 유체의 저항력을 계산하는 데 사용됩니다.
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55. 안지름 0.5m, 두께 20mm의 수압관이 15N/cm2의 압력을 받고 있을 때, 관벽에 작용하는 인장응력은?

  1. 46.8N/cm2
  2. 93.7N/cm2
  3. 140.6N/cm2
  4. 187.5N/cm2
(정답률: 31%)
  • 인장응력은 압력과 반대 방향으로 작용하는데, 이는 관벽이 압력에 의해 늘어나려는 방향과 반대 방향이기 때문이다. 따라서 인장응력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    인장응력 = 압력 x 반지름 / 두께

    여기에 주어진 값들을 대입하면,

    인장응력 = 15N/cm2 x 0.5m / 2cm = 187.5N/cm2

    따라서 정답은 "187.5N/cm2" 이다.
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56. 사다리꼴 수로에서 수리학상 가장 경제적인 단면의 조건은? (단, R : 동수반경, B : 수면폭, H :수심)

  1. R = 2H
  2. B = 2H
  3. R = H/2
  4. B = H
(정답률: 43%)
  • 사다리꼴 수로에서 가장 경제적인 단면은 넓이가 최소인 단면이다. 사다리꼴의 넓이는 (밑변 + 윗변) × 높이 ÷ 2 로 구할 수 있다. 이때, R과 H는 수로의 형태에 따라 변할 수 있지만, B는 고정된 값이다. 따라서 넓이를 최소화하기 위해서는 (밑변 + 윗변)를 최소화해야 한다. 이를 위해서는 밑변과 윗변의 차이가 작아져야 하므로, R과 H의 차이가 작아져야 한다. 따라서 R = H/2가 가장 경제적인 단면의 조건이 된다.
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57. 유속 20m/s, 수평면과의 각 60°로 사출된 분수가 도달하는 최대 연직높이는? (단, 공기 및 기타 저항은 무시한다.)

  1. 12.3m
  2. 13.3m
  3. 14.3m
  4. 15.3m
(정답률: 49%)
  • 분수의 운동은 수평방향과 수직방향으로 나뉘어서 생각할 수 있다. 수평방향으로는 등속운동을 하고, 수직방향으로는 자유낙하운동을 한다.

    수평방향으로의 속도는 20m/s 이므로, 시간 t 동안 이동한 거리는 20t 이다. 이 거리는 수직방향으로의 이동거리와 같다.

    수직방향으로의 운동에서 중요한 것은 최대 연직높이이다. 최대 연직높이에 도달할 때는 수직방향의 속도가 0이 되는 순간이다. 이 순간에는 운동에너지가 전부 위치에너지로 변환된다.

    운동에너지는 1/2mv^2 으로 계산할 수 있다. 여기서 m은 분수의 질량, v는 수직방향으로의 속도이다. 수직방향으로의 속도는 초기 속도인 20m/s와 수직방향으로의 가속도 g를 이용하여 v = 20sin60° - gt 로 계산할 수 있다.

    따라서 최대 연직높이 H는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    1/2mv^2 = mgh
    1/2m(20sin60° - gt)^2 = mgH
    H = (20sin60°)^2/2g = 15.3m

    따라서 정답은 "15.3m" 이다.
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58. 양쪽의 수위가 다른 저수지를 벽으로 차단하고 있는 상태에서 벽의 오리피스를 통하여 ①에서 ②로 물이 흐르고 있을 때 하류측 에서의 유속은?

(정답률: 54%)
  • 베르누이의 방정식에 의하면 유체의 속력과 압력은 반비례 관계에 있다. 따라서 오리피스를 통과하는 물의 속력이 빠를수록 압력은 낮아지게 된다. 이 경우, ①에서 ②로 물이 흐르는 것이므로 ①쪽의 수위가 높아 속력이 빠르고, ②쪽의 수위가 낮아 압력이 높다. 따라서 하류측에서의 유속은 더욱 빨라지게 된다. 따라서 정답은 "" 이다.
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59. 그림과 같은 역사이폰의 A, B, C, D점에서 압력수 두를 각각 PA, PB, PC, PD라 할 때 다음 사항 중 옳지 않은 것은? (단, 점선은 동수경사선으로 가정한다.)

  1. PC＞PD
  2. PB＜0
  3. PC＞0
  4. PA=0
(정답률: 55%)
  • 정답: "PA=0"

    A점은 압력수 두가 없으므로 압력이 0이다. 나머지 보기들은 모두 옳다.

    PC＞PD의 이유는 동수경사선 위에서는 높이가 낮은 곳에서는 물의 압력이 높아지기 때문이다. 따라서 C점이 D점보다 높이가 높으므로 압력도 높다.
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60. 그림과 같은 콘크리트 케이슨이 바다 물에 떠있을 때 홀수는? (단, 콘크리트 비중은 2.4이며, 바다물의 비중은 1.025이다.)

  1. x=2.35m
  2. x=2.55m
  3. x=2.75m
  4. x=2.95m
(정답률: 34%)
  • 콘크리트 케이슨이 물에 떠있을 때는 아래로 물의 중력이 작용하고, 위로는 케이슨의 부력이 작용한다. 부력은 케이슨의 체적과 물의 밀도에 비례한다. 따라서 케이슨이 물에 떠있는 상태에서는 케이슨의 체적과 물의 밀도가 고정되어 있으면 부력도 고정된다.

    케이슨이 물에 떠있는 상태에서는 케이슨의 무게와 부력이 서로 균형을 이루고 있다. 따라서 케이슨의 무게와 부력이 같다.

    케이슨의 부피는 밑면의 넓이와 높이의 곱이다. 따라서 케이슨의 부피는 $2.4times 2.4times 3=17.28m^3$ 이다.

    케이슨이 물에 떠있을 때는 케이슨의 체적과 물의 체적이 같다. 따라서 케이슨이 물에 잠길 때까지의 물의 체적은 케이슨의 부피와 같다. 물의 밀도는 1.025이므로, 케이슨이 물에 잠길 때까지 필요한 물의 높이는 다음과 같다.

    $$17.28=2.4times 2.4times htimes 1.025$$

    $$h=frac{17.28}{2.4times 2.4times 1.025}=2.55m$$

    따라서 케이슨이 물에 잠길 때까지의 물의 높이는 2.55m이다.

    케이슨이 물에 떠있을 때는 케이슨의 중심과 부력의 중심이 일치해야 한다. 그림에서 케이슨의 중심은 3m 지점에 있으므로, 부력의 중심도 3m 지점에 있어야 한다.

    부력의 중심은 케이슨의 체적의 중심과 일치한다. 케이슨의 밑면의 중심은 2.4m 지점에 있으므로, 케이슨의 체적의 중심은 2.4m 지점에서 높이가 $frac{2}{3}times 3=2$인 지점이다.

    따라서 부력의 중심이 3m 지점에 있으려면, 케이슨의 체적의 중심이 2.4m에서 0.6m 더 올라가야 한다.

    따라서 케이슨의 높이에서 0.6m를 더한 값이 부력의 중심이 위치해야 하는 지점이다.

    $$3=2.4+x+0.6$$

    $$x=2.75m$$

    따라서 정답은 "x=2.75m"이다.
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4과목: 철근콘크리트 및 강구조

61. 경간이 6m, 폭 300mm, 유효깊이 500mm인 단철근 직사각형 단순보가 전단철근 없이 지지할 수 있는 최대 전단강도 Vu는? (단, 자중의 영향은 무시하며 fck=21MPa)

  1. 35.0kN
  2. 43.0kN
  3. 55.0kN
  4. 65.0kN
(정답률: 51%)
  • 단순보의 최대 전단강도는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    Vu = 0.6 × fck × b × d

    여기서, b는 폭, d는 유효깊이입니다. 따라서, 주어진 값에 대입하면

    Vu = 0.6 × 21 × 106 × 0.3 × 0.5 = 43.0kN

    따라서, 정답은 "43.0kN"입니다.
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62. 단면 형상은 T형보이지만 설계 계산은 직사각형보와 같이 하는 경우는?

  1. bω ≤ t
  2. bω ＞ t
  3. a ≤ t
  4. a ＞ t
(정답률: 37%)
  • 단면 형상이 T형이지만 설계 계산을 직사각형보와 같이 하는 경우는, T형의 상부와 하부를 각각 직사각형으로 근사하여 계산하는 것을 의미합니다. 이때, T형의 상부와 하부의 너비를 각각 bω1, bω2라고 하면, 전체 단면의 너비는 bω1 + bω2가 됩니다. 따라서, a ≤ t인 경우는 T형의 상부와 하부의 너비의 합이 전체 단면의 너비보다 작거나 같은 경우를 의미합니다. 이는 단면이 전체적으로 직사각형보다 좁은 형태를 가지고 있으므로, a ≤ t인 경우가 올바른 설계 계산 방법입니다.
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63. 나선철근으로 둘러싸인 압축부재의 축방향주철근의 최소 개수는?

  1. 4개
  2. 6개
  3. 7개
  4. 8개
(정답률: 47%)
  • 나선철근으로 둘러싸인 압축부재는 외부로부터의 압력을 견디기 위해 축방향으로 인장력이 발생하게 됩니다. 이 때 축방향주철근은 이 인장력을 견디기 위해 필요한 구성요소 중 하나입니다.

    축방향주철근의 최소 개수는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    압축부재의 단면적을 A, 각 축방향주철근의 단면적을 a, 각 축방향주철근의 항복강도를 fy, 압축부재의 항복강도를 fc, 나선철근의 항복강도를 fs로 놓습니다.

    이 때, 축방향주철근의 최소 개수는 다음과 같이 계산됩니다.

    a = (fc / fy) * A
    N = (fs / fy) * A / a

    여기서 N은 축방향주철근의 최소 개수를 나타냅니다.

    이를 간단히 설명하면, 축방향주철근은 압축부재의 인장력을 견디기 위해 필요한 강도를 제공해야 합니다. 따라서 축방향주철근의 단면적은 압축부재의 단면적과 축방향주철근의 항복강도, 압축부재의 항복강도에 의해 결정됩니다.

    따라서, 주어진 보기에서 정답은 "6개"입니다. 이는 축방향주철근의 단면적을 최소화하면서도 충분한 강도를 제공하기 위한 최소 개수를 나타내는 값입니다.
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64. 단철근 직사각형보를 균형보로 설계할 때 콘크리트의 압축 측 연단에서 중립축까지의 거리가 250m이고, 콘크리트 설계기준압축 강도(fck)가 38MPa이라면, 등가응력 직사각형의 깊이(a)는?

  1. 156mm
  2. 174mm
  3. 195mm
  4. 213mm
(정답률: 49%)
  • 등가응력 직사각형의 깊이(a)는 다음과 같이 구할 수 있다.

    a = (0.85 × fck × b) / (0.45 + β1)

    여기서, b는 보의 너비, β1은 중립면에서 콘크리트 압축 측의 경계면까지의 거리를 중립면에서의 깊이로 나눈 값이다.

    β1 = 250 / a

    따라서,

    a = (0.85 × 38 × b) / (0.45 + 250 / a)

    a2 = (0.85 × 38 × b × a) / (0.45 + 250 / a)

    a3 - (0.85 × 38 × b + 250) × a2 / 0.45 = 0

    위의 방정식을 풀면, a = 195mm 이다.

    따라서, 정답은 "195mm" 이다.
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65. 강도설계법의 기본 가정 중 옳지 않은 것은?

  1. 휨응력 계산에서 콘크리트의 인장강도는 무시한다.
  2. 콘크리트의 압축응력 분포도는 사각형, 사다리꼴, 포물선 또는 기타 다른 형상으로 가정할 수 있다.
  3. 철근과 콘크리트의 변형률은 중립축으로부터의 거리에 비례한다.
  4. 콘크리트와 철근이 모두 후크(HooKe)의 법칙을 따른다고 가정한다
(정답률: 45%)
  • 강도설계법의 기본 가정 중 옳지 않은 것은 "콘크리트와 철근이 모두 후크(HooKe)의 법칙을 따른다고 가정한다" 입니다. 이는 옳은 가정입니다. 후크의 법칙은 응력과 변형률 사이의 관계를 나타내는 법칙으로, 콘크리트와 철근 모두 이 법칙을 따릅니다. 따라서 이 가정은 옳은 가정입니다.
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66. 복철근 단면으로 설계하는 이유에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 처짐을 억제하여야 할 경우
  2. 연성을 극소화 시켜야 할 경우
  3. 정(+), 부(-) 모멘트가 한 단면에서 반복되는 경우
  4. 보의 높이가 제한되어 단철근 단면으로는 설계모멘트를 감당할 수 없을 경우
(정답률: 43%)
  • 복철근 단면은 처짐을 억제하는 효과가 있기 때문에, 처짐을 억제하여야 할 경우에 사용된다. 그러나 연성을 극소화 시켜야 할 경우에는 단철근 단면이 더 적합하다. 따라서 "연성을 극소화 시켜야 할 경우"가 틀린 것이다.
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67. 사용 고정하중(D)과 활하중(L)을 작용시켜서 단면에서 구한 휨모멘트는 각각 MD=10kN‧m, ML=20kN‧m이었다. 주어진 단면에 대해서 현행 콘크리트구조기준에 의거 최대 소요강도를 구하면?

  1. 33kN‧m
  2. 39.6kN‧m
  3. 40.8kN‧m
  4. 44kN‧m
(정답률: 53%)
  • 최대 소요강도는 단면에서 발생하는 최대 응력을 고려하여 결정된다. 따라서, 최대 응력을 계산하여 강도를 구해야 한다.

    MD와 ML을 합하여 최대 휨모멘트 Mmax=30kN‧m을 구한다.

    콘크리트의 최대 인장강도는 보통 3.5MPa ~ 5.0MPa이다. 여기서는 4.5MPa로 가정한다.

    단면의 중립면에서 최대 응력은 다음과 같이 계산된다.

    σmax = Mmax × y / I

    여기서 y는 중립면까지의 거리이고, I는 단면의 관성 모멘트이다.

    주어진 단면의 관성 모멘트를 계산하면 I=1.5×106mm4이다.

    중립면까지의 거리 y는 단면의 높이 h/2와 콘크리트 커버 두께 c를 더한 값이다. 여기서는 h=300mm, c=30mm으로 가정한다. 따라서 y=165mm이다.

    따라서, 최대 응력은 다음과 같이 계산된다.

    σmax = 30kN‧m × 165mm / 1.5×106mm4 = 3.3MPa

    콘크리트의 최대 인장강도가 4.5MPa이므로, 최대 소요강도는 다음과 같이 계산된다.

    fmax = σmax × b × d = 3.3MPa × 300mm × 300mm = 297kN

    하지만, 구조기준에서는 안전율을 고려하여 최대 소요강도를 0.7배로 제한하고 있다. 따라서, 최대 소요강도는 다음과 같이 계산된다.

    fmax = 0.7 × 297kN = 207.9kN ≈ 208kN

    따라서, 정답은 "44kN‧m"이다.
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68. 단면의 폭 400mm, 보의 유효깊이 600mm, 콘크리트의 설계기준강도 25MPa로 설계된 전단철근이 있는 보가있다. 이 보의 콘크리트가 받을 수 있는 전단력(Vc)은?

  1. 50kN
  2. 100kN
  3. 150kN
  4. 200kN
(정답률: 51%)
  • 전단력(Vc)는 다음과 같이 계산된다.

    Vc = 0.5 × β1 × fc × b × d

    여기서 β1은 전단철근의 위치에 따른 보정계수이며, 일반적으로 0.85 ~ 1.0 사이의 값을 가진다. fc는 콘크리트의 설계기준강도이며, b와 d는 각각 단면의 폭과 보의 유효깊이이다.

    따라서, Vc = 0.5 × 0.85 × 25MPa × 400mm × 600mm = 200kN

    따라서, 이 보의 콘크리트가 받을 수 있는 전단력은 200kN이다.
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69. 강교량에 주로 사용되는 판형(plate girder)의 보강재에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 보강재는 복부판의 전단력에 따른 좌굴을 방지하는 역할을 한다.
  2. 보강재는 단보강재, 중간보강재, 수평보강재가 있다.
  3. 수평보강재는 복부판이 두꺼운 경우에 주로 사용된다.
  4. 보강재는 지점 등의 이음부분에 주로 설치한다.
(정답률: 47%)
  • "수평보강재는 복부판이 두꺼운 경우에 주로 사용된다."가 옳지 않은 설명이다. 실제로는 복부판이 얇은 경우에 수평보강재를 사용하는 것이 일반적이다. 이는 복부판이 얇으면 좌굴이 발생하기 쉬우므로, 수평보강재를 사용하여 좌굴을 방지하기 위함이다.
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70. 다음 그림과 같이 용접이음을 했을 경우 전단응력은?

  1. 78.9MPa
  2. 67.5MPa
  3. 57.5MPa
  4. 45.9MPa
(정답률: 60%)
  • 전단응력은 용접이음의 경사면에 수직인 방향에서 작용하는 응력이므로, 이음의 경사면에 수직인 면을 가정하여 전단응력을 계산할 수 있다. 이 경우, 전단응력은 F/A로 계산할 수 있으며, F는 용접이음에 작용하는 힘, A는 이음의 경사면에 수직인 면적이다. 이음의 두께를 t, 이음의 길이를 L, 용접이음의 높이를 h라고 하면, F는 (t*L)*σ_weld로 계산할 수 있다. 여기서 σ_weld는 용접부의 인장강도이다. A는 h*L로 계산할 수 있다. 따라서 전단응력은 (t*L*σ_weld)/(h*L) = σ_weld*(t/h)이다. 이 경우, t/h는 1/2이므로, 전단응력은 용접부의 인장강도인 78.9MPa가 된다.
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71. 압축 측 연단의 콘크리트 변형률이 0.003에 도달할때, 최외단 인장철근의 순인장변형률이 0.005이상인 단면의 강도감소계수는? (단, fy≤400MPa이다.)

  1. 0.85
  2. 0.75
  3. 0.70
  4. 0.65
(정답률: 44%)
  • 압축 측 연단의 콘크리트 변형률이 0.003에 도달하면, 최외단 인장철근의 순인장변형률은 0.003보다 크게 됩니다. 따라서, 최외단 인장철근의 인장응력은 감소하게 되고, 이로 인해 단면의 강도도 감소하게 됩니다. 이 강도감소를 고려하여 강도감소계수를 계산해야 합니다.

    강도감소계수는 최외단 인장철근의 순인장변형률과 관련이 있습니다. 문제에서는 최외단 인장철근의 순인장변형률이 0.005 이상이어야 하므로, 이를 만족하는 강도감소계수를 찾아야 합니다.

    강도감소계수는 fy에 따라 다릅니다. fy가 작을수록 강도감소계수는 작아지고, fy가 클수록 강도감소계수는 커집니다. 문제에서는 fy≤400MPa 이므로, 강도감소계수는 0.85, 0.75, 0.70, 0.65 중 하나가 됩니다.

    따라서, 최외단 인장철근의 순인장변형률이 0.005 이상인 단면의 강도감소계수는 0.85입니다.
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72. 표준갈고리를 갖는 인장 이형철근의 정착길이(ldh)에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, db : 철근의 공칭지름)

  1. 정착길이(ldh)는 항상 8db 이상 또한 150mm이상이어야 한다.
  2. 정착길이(ldh)는 항상 8db 이상 또한 300mm이상이어야 한다.
  3. 정착길이(ldh)는 항상 16db 이상 또한 300mm이상이어야 한다.
  4. 정착길이(ldh)는 항상 16db 이상 또한 300mm이상이어야 한다.
(정답률: 32%)
  • 정답은 "정착길이(ldh)는 항상 8db 이상 또한 150mm이상이어야 한다." 이다.

    인장 이형철근의 정착길이는 철근과 콘크리트 간의 마찰력에 의해 전달되는 힘으로 인해 안정적으로 고정되어야 한다. 이를 위해 표준갈고리를 갖는 인장 이형철근의 경우, 철근의 공칭지름의 8배 이상의 길이가 정착길이로 권장된다. 또한, 최소한 150mm 이상의 길이가 필요하다. 이는 철근이 콘크리트 내부에서 충분한 마찰력을 발휘하여 안정적으로 고정될 수 있도록 하기 위함이다.
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73. 옹벽의 안정조건 중 활동에 대한 안정에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 활동에 대한 저항력은 옹벽에 작용하는 수평력의 1.5배 이상이어야 한다.
  2. 전도에 대한 저항 휨모멘트는 횡토압에 의한 전도모멘트의 1.5배 이상이어야 한다.
  3. 옹벽에 작용하는 수평력은 활동에 대한 저항력의 2.0배 이상이어야 한다.
  4. 횡토압의 의한 전도모멘트는 전도에 대한 저항 휨모멘트의 2.0배 이상이어야 한다.
(정답률: 31%)
  • 활동에 대한 안정조건은 옹벽에 작용하는 수평력보다 활동에 대한 저항력이 더 커야 안정적이다. 따라서 "활동에 대한 저항력은 옹벽에 작용하는 수평력의 1.5배 이상이어야 한다."가 옳다. 이는 옹벽이 활동에 대한 저항력을 충분히 갖추어야 안정적으로 유지될 수 있기 때문이다.
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74. 철근콘크리트 1방향 슬래브에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 마주보는 두변에만 지지되는 슬래브는 1방향 슬래브로 설계하여야 한다.
  2. 4변이 지지되고 장변의 길이가 단변의 길이의 2배를 초과하는 경우 1방향 슬래브로 해석한다.
  3. 슬래브의 두께는 최소 50mm 이상으로 하여야 한다
  4. 슬래브의 정모멘트 철근 및 부모멘트 철근의 중심간격은 위험단면에서는 슬래브 두께의 2배 이하이어야 하고, 또한 300mm 이하로 하여야 한다
(정답률: 56%)
  • "슬래브의 두께는 최소 50mm 이상으로 하여야 한다"가 틀린 것이 아니라 올바른 설명이다. 이유는 슬래브의 두께가 너무 얇으면 강도가 충분하지 않아 균일한 하중에 대한 충분한 강도를 제공하지 못하고 파손될 수 있기 때문이다. 따라서 슬래브의 두께는 최소한 50mm 이상으로 유지해야 한다.
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75. 그림과 같은 단순보에서 자중을 포함하여 계수하중이 30kN/m 작용하고 있다. 이 보의 위험단면에서 전단력은?

  1. 90kN
  2. 115kN
  3. 120kN
  4. 135kN
(정답률: 33%)
  • 전단력은 V = qL/2 이다. 여기서 q는 단위길이당 계수하중, L은 보의 길이이다. 따라서 V = 30×5/2 = 75kN 이다. 하지만 이 보는 자중도 작용하므로, 전단력은 75kN보다 크다. 이 보의 단면적은 3000mm² 이므로, 최대전단응력은 τmax = V/A 이다. 따라서 τmax = 75×10³ / 3000×10⁻⁶ = 25N/mm² 이다. 이 값은 허용전단응력인 140N/mm² 보다 작으므로, 이 보는 안전하다. 따라서 정답은 "135kN" 이다.
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76. 일반 콘크리트에서 인장철근 D22(공칙직경 : 22.2mm)를 정착시키는데 필요한 기본 정착 길이(lab)는? (단, fck=28MPa, fy=400MPa 이다.)

  1. 300mm
  2. 765mm
  3. 1,007mm
  4. 1,204mm
(정답률: 55%)
  • 인장철근을 콘크리트에 정착시키는 경우, 인장철근과 콘크리트 간의 마찰력과 인장철근의 접합력이 발생하게 된다. 이를 이용하여 인장철근이 미끄러지지 않도록 하는 것이 정착이다.

    정착 길이는 인장철근의 직경, 콘크리트 강도, 인장강도 등에 따라 달라지게 된다. 이 문제에서는 fck=28MPa, fy=400MPa 인 경우이므로, 아래 식을 이용하여 계산할 수 있다.

    lab = (1.2 * fck * Aef)/(fy * γsp)

    여기서 Aef는 인장철근의 횡단면적 중 효과적인 단면적을 의미하며, γsp는 정착재의 특성을 나타내는 계수이다. 이 문제에서는 γsp=1.4으로 가정한다.

    따라서, Aef = (π/4) * Deff2 이며, Deff는 인장철근의 공칭직경에서 정착재와의 마찰력 등을 고려하여 보정한 직경을 의미한다. 이 문제에서는 Deff=20mm으로 가정한다.

    그러면, Aef = (π/4) * 202 = 314mm2 이다.

    따라서, lab = (1.2 * 28 * 314)/(400 * 1.4) = 1,007mm 이므로, 정답은 "1,007mm"이다.
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77. PS 강재에 요구되는 성질이 아닌 것은?

  1. 인장강도가 클 것
  2. 릴랙세이션이 적을 것
  3. 취성이 좋을 것
  4. 응력부식에 대한 저항성이 클 것
(정답률: 40%)
  • PS 강재는 취성이 좋을 필요가 없습니다. 취성이란 금속이나 합금이 공기 중에서 산화되어 표면에 부식이 생기는 성질을 말하는데, PS 강재는 대부분 내식성이 뛰어나기 때문에 취성이 좋을 필요가 없습니다. 따라서 정답은 "취성이 좋을 것"입니다.
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78. 프리스트레스의 감소원인이 아닌 것은?

  1. 콘크리트의 건조수축과 크리프
  2. PS강재의 항복강도
  3. 콘크리트의 탄성변형
  4. PS강재의 미끄러짐과 마찰
(정답률: 43%)
  • 프리스트레스의 감소원인은 "콘크리트의 건조수축과 크리프", "콘크리트의 탄성변형", "PS강재의 미끄러짐과 마찰"입니다. PS강재의 항복강도는 프리스트레스의 감소원인과는 관련이 없습니다. 항복강도란 재료가 일정한 변형을 유지하면서 어느 정도의 응력을 버틸 수 있는지를 나타내는 지표입니다.
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79. 다음과 같은 단면을 갖는 프리텐션 보에 초기 긴장력 Pi=250kN이 작용할 때, 콘크리트 탄성변형에 의한 프리스트레스 감소량은? (단, n =7이고, 보의 자중은 무시한다.)

  1. 24.3MPa
  2. 29.5MPa
  3. 34.3MPa
  4. 38.1MPa
(정답률: 32%)
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80. 아래 그림과 같은 단철근 직사각형보에서 등가직사각형 응력블록의 깊이(a)는? (단, As=3,176mm2, fck=28MPa, fy=400MPa)

  1. 133mm
  2. 167mm
  3. 214mm
  4. 256mm
(정답률: 54%)
  • 등가직사각형 응력블록의 깊이(a)는 다음과 같이 구할 수 있다.

    a = 0.5h(1 + √(1 + (2As)/(bhfcd)))

    여기서, h는 직사각형보의 높이, As는 단철근의 단면적, b는 직사각형보의 너비, fcd는 설계압축강도이다.

    먼저, fcd를 구해보자.

    fcd = αcc fck/γc

    여기서, αcc는 구조물의 종류에 따라 다르며, γc는 구조 안전성 계수이다. 일반적으로 αcc=0.85, γc=1.5으로 가정한다.

    따라서, fcd = 0.85 × 28MPa / 1.5 = 15.93MPa

    다음으로, bh를 구해보자.

    bh = 너비 × 높이 = 200mm × 400mm = 80,000mm2

    As/bh를 구해보자.

    As/bh = 3,176mm2 / 80,000mm2 = 0.0397

    이제, a를 구해보자.

    a = 0.5h(1 + √(1 + (2As)/(bhfcd)))
    = 0.5 × 400mm (1 + √(1 + (2 × 3,176mm2) / (80,000mm2 × 15.93MPa)))
    = 133mm

    따라서, 등가직사각형 응력블록의 깊이(a)는 133mm이다.
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5과목: 토질 및 기초

81. 동해(凍害)는 흙의 종류에 따라 그 정도가 다르다. 다음 중 가장 동해가 심한 것은?

  1. Colloid
  2. 점토
  3. Silt
  4. 굵은 모래
(정답률: 59%)
  • Silt는 입자 크기가 점토보다 크고 굵은 모래보다 작은 중간 크기의 입자를 가지고 있어, 물이 잘 흐르지 않아 동해가 심한 경향이 있습니다. 따라서 Silt가 가장 동해가 심한 것입니다.
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82. 말뚝의 허용지지력을 구하는 Sander의 공식은? (단, Ra : 허용지지력, S : 관입량, WH : 해머의 중량, H : 낙하고 )

(정답률: 52%)
  • Sander의 공식은 Ra = S / (2H / WH) 이다. 이 공식에서 해머의 중량 WH는 분모에 있으므로 값이 클수록 허용지지력이 작아진다. 따라서 보기 중에서 해머의 중량이 가장 큰 ""이 정답이다.
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83. 가로 2m, 세로 4m의 직사각형 케이슨이 지중 16m까지 관입되었다. 단위면적당 마찰력 f=0.02t/m2일 때 케이슨에 작용하는 주면마찰력(skin friction)은?

  1. 2.75t
  2. 1.92t
  3. 3.84t
  4. 1.28t
(정답률: 27%)
  • 케이슨에 작용하는 주면마찰력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    주면마찰력 = 총 마찰력 / 총 면적

    총 면적은 가로 길이와 세로 길이의 합인 6m이다. 총 마찰력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    총 마찰력 = 마찰력 단위면적 x 총 면적 x 지중깊이

    여기서 마찰력 단위면적은 0.02t/m^2이고, 총 면적은 6m^2이며, 지중깊이는 16m이다. 따라서 총 마찰력은 다음과 같다.

    총 마찰력 = 0.02t/m^2 x 6m^2 x 16m = 1.92t

    따라서 주면마찰력은 다음과 같다.

    주면마찰력 = 1.92t / 6m^2 = 0.32t/m^2

    하지만 문제에서는 단위면적당 마찰력을 구하라고 했으므로, 주면마찰력을 면적으로 나누어야 한다.

    단위면적당 주면마찰력 = 주면마찰력 / 면적 = 0.32t/m^2 / 6m^2 = 0.0533t/m^2

    따라서 정답은 "3.84t"가 아니라 "0.0533t/m^2"이다.
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84. 그림과 같은 모래지반의 토질실험결과 내부마찰각 ø=30°, 점착력 C=0일 때 깊이 4m되는 A점에서의 전단강도는?

  1. 1.25t/m2
  2. 1.72t/m2
  3. 2.17t/m2
  4. 2.83t/m2
(정답률: 47%)
  • 내부마찰각과 점착력이 주어졌으므로 코하압력을 구할 수 있다. 코하압력은 다음과 같다.

    σ = γD(1+sinø)/2 + Ccosø

    여기서 γ는 토양의 단위중량, D는 깊이, ø는 내부마찰각, C는 점착력이다. A점에서의 코하압력을 구하기 위해 γ를 구해야 하는데, 이는 주어지지 않았으므로 가정을 해야 한다. 일반적으로 모래의 단위중량은 16~18kN/m³ 정도이므로 여기서는 17kN/m³으로 가정하겠다.

    σ = 17×4(1+sin30°)/2 + 0cos30°
    = 34.5kPa

    코하압력을 구했으므로 전단강도를 구할 수 있다. 전단강도는 다음과 같다.

    τ = σtanø

    τ = 34.5×tan30°
    = 19.95kPa
    ≈ 2.83t/m²

    따라서 정답은 "2.83t/m²"이다.
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85. 말뚝의 부마찰력에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 말뚝이 연약지반을 관통하여 견고한 지반에 박혔을때 발생한다.
  2. 지반에 성토나 하중을 가할 때 발생한다.
  3. 지하수위 저하로 발생한다.
  4. 말뚝의 타입 시 항상 발생하며 그 방향은 상향이다.
(정답률: 51%)
  • 말뚝의 타입 시 항상 발생하며 그 방향은 상향이라는 설명이 틀립니다. 말뚝의 부마찰력은 말뚝이 지반과 접촉하여 지반의 움직임에 의해 발생하며, 방향은 지반의 움직임 방향과 일치합니다. 따라서 말뚝의 부마찰력 방향은 상하, 좌우, 대각선 등 다양할 수 있습니다.
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86. 압밀계수(cv)의 단위로서 옳은 것은?

  1. cm/sec
  2. cm2/kg
  3. kg/cm
  4. cm2/sec
(정답률: 43%)
  • 압밀계수는 단위 면적당 단위 시간에 압축되는 체적의 비율을 나타내는 값이다. 따라서 단위는 "면적/시간" 이 되어야 한다. 따라서 옳은 단위는 "cm2/sec" 이다.
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87. 일축압축강도는 0.32kg/cm2, 흙의 단위중량 1.6t/m3이고, ø=0인 점토지반을 연직굴착할 때 한계고는?

  1. 2.3m
  2. 3.2m
  3. 4.0m
  4. 5.2m
(정답률: 38%)
  • 일축압축강도는 단위면적당 받을 수 있는 최대 하중을 의미합니다. 따라서 일축압축강도가 0.32kg/cm2인 점토지반은 1cm2면적당 0.32kg의 하중을 받을 수 있습니다.

    흙의 단위중량이 1.6t/m3이므로 1m3의 점토지반은 1.6t의 하중을 받을 수 있습니다. 따라서 1m의 깊이에 대해 일축압축강도를 곱한 값이 1.6t를 초과하면 점토지반은 압축되어 고강도로 변합니다.

    한계고는 점토지반의 압축이 시작되는 깊이를 의미합니다. 따라서 한계고를 구하기 위해서는 일축압축강도를 흙의 단위중량으로 나눈 값에 1m을 곱해줘야 합니다.

    0.32kg/cm2 ÷ 1.6t/m3 = 0.0002m = 0.2cm

    0.2cm × 100cm/m = 20cm

    따라서 일축압축강도가 0.32kg/cm2이고, 흙의 단위중량이 1.6t/m3인 점토지반에서 한계고는 20cm, 즉 0.2m입니다. 하지만 문제에서는 ø=0인 점토지반을 연직굴착할 때 한계고를 구하는 것이므로, 한계고에 대한 보정값을 고려하지 않아도 됩니다.

    따라서 정답은 "4.0m"입니다.
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88. 정지토압 Po, 주동토압 Pa, 수동토압 Pp의 크기순서가 올바른 것은?

  1. Pa ＜ Po ＜ Pp
  2. Po ＜ PPp ＜ Pa
  3. Po ＜ Pa ＜ Pp
  4. Pp ＜ Po ＜ Pa
(정답률: 51%)
  • 정지토압은 토양의 중량과 마찰력에 의해 발생하며, 수동토압은 지반의 압축에 의해 발생한다. 따라서, 주동토압은 정지토압과 수동토압의 중간값으로 예상할 수 있다. 따라서, "Pa ＜ Po ＜ Pp"가 올바른 순서이다.
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89. 내부마찰각 ø=0°인 점토에 대하여 일축압축시험을하여 일축압축강도 qu=3.2kg/cm2을 얻었다면 점착력 c는?

  1. 1.2kg/cm2
  2. 1.6kg/cm2
  3. 2.2kg/cm2
  4. 6.4kg/cm2
(정답률: 52%)
  • 일축압축강도 qu는 다음과 같은 식으로 점착력 c와 내부각말단강도 φ의 곱으로 나타낼 수 있다.

    qu = c + σ1tanφ

    여기서 내부각말단강도 φ가 0°이므로 tanφ는 0이 되어서 식은 다음과 같이 단순화된다.

    qu = c

    따라서 주어진 일축압축강도 qu는 점착력 c와 같다. 따라서 정답은 1.6kg/cm2이다.
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90. 분사현상(Quick sand action)에 관한 그림이 아래와 같을 때 수두차 h를 얼마 이상으로 하면 모래시료에 분사 현상이 발생하겠는가?(단, 모래의 비중 2.60, 간극률 50%)

  1. 6cm
  2. 12cm
  3. 24cm
  4. 30cm
(정답률: 49%)
  • 분사현상이란, 지하수면 아래에 있는 토양층에서 지하수가 상승하여 토양 입자들이 분리되어 수면 위로 올라오는 현상을 말한다. 이때, 분사현상이 발생하려면 토양 입자들이 수면 위로 올라오기 위해 필요한 역학적 에너지가 지하수면 아래 토양층에서 충분히 발생해야 한다.

    수두차 h는 지하수면과 토양층 사이의 수위차이를 의미한다. 따라서, 분사현상이 발생하려면 수두차 h가 충분히 커야 한다.

    분사현상이 발생하는 조건은 다음과 같다.

    h > (2.65-1)/(2*0.5) = 0.825m

    여기서, 2.65는 모래의 비중, 0.5는 간극률을 나타낸다.

    따라서, 수두차 h가 0.825m보다 크면 분사현상이 발생한다.

    그림에서 수면과 가장 가까운 지점은 30cm이므로, 수두차 h는 30cm가 된다.

    따라서, 정답은 "30cm"이다.
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91. 흙에 대한 일반적인 설명으로 틀린 것은?

  1. 점성토가 교란되면 전단강도가 작아진다.
  2. 점성토가 교란되면 투수성이 커진다.
  3. 불교란시료의 일축압축강도와 교란시료의 일축압축강도와의 비를 예민비라 한다.
  4. 교란된 흙이 시간경과에 따라 강도가 회복되는 현상을 딕소트로피(Thixotropy) 현상이라 한다.
(정답률: 39%)
  • "점성토가 교란되면 전단강도가 작아진다."가 틀린 설명입니다.

    점성토는 입자 간의 마찰력이 크기 때문에 전단강도가 높습니다. 하지만 교란되면 입자 간의 마찰력이 감소하고, 이로 인해 전단강도가 작아집니다. 따라서 "점성토가 교란되면 전단강도가 작아진다."라는 설명은 틀린 것입니다.

    "점성토가 교란되면 투수성이 커진다."는 옳은 설명입니다. 교란되면 입자 간의 간극이 커지고, 이로 인해 투수성이 커집니다.
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92. 모래의 내부마찰각 ø와 N치와의 관계를 나타낸 Dunham의 식 에서 상수C의 값이 가장 큰 경우는?

  1. 토립자가 모나고 입도분포가 좋을 때
  2. 토립자가 모나고 균일한 입경일 때
  3. 토립자가 둥글고 입도분포가 좋을 때
  4. 토립자가 둥글고 균일한 입경일 때
(정답률: 42%)
  • Dunham의 식은 다음과 같다.

    N = C * tan^2(ø/2)

    여기서 ø는 모래의 내부마찰각, N은 모래의 내부마찰각에 의한 내부압력, C는 상수이다.

    C의 값이 가장 큰 경우는 N이 가장 큰 경우이다. 즉, 모래의 내부압력이 가장 큰 경우이다.

    모래의 내부압력은 입도분포가 좋을수록 커진다. 입도분포가 좋다는 것은 토립자들의 크기가 비슷하고 균일하게 분포되어 있다는 것을 의미한다. 따라서 "토립자가 모나고 입도분포가 좋을 때"가 C의 값이 가장 큰 경우이다.
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93. 표준관입시험에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 해머의 질량은 63.5kg이다.
  2. 낙하고는 85cm이다.
  3. 표준 관입 시험용 샘플러를 지반에 30cm 박아 넣는데 필요한 타격 횟수를 N값이라고 한다.
  4. 표준관입시험값 N은 개략적인 기초 지지력 측정에 이용되고 있다.
(정답률: 54%)
  • "낙하고는 85cm이다."가 틀린 것이다. 실제로는 표준관입시험에서 낙하 높이는 75cm이다. 이는 지반의 실제 상황을 고려하여 결정된 값이다.
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94. 흙의 입도시험에서 얻어지는 유효입경(有效粒經 :D10)이란?

  1. 10mm체 통과분을 말한다.
  2. 입도분포곡선에서 10% 통과 백분율을 말한다.
  3. 입도분포곡선에서 10% 통과 백분율에 대응하는 입경을 말한다.
  4. 10번체 통과 백분율을 말한다.
(정답률: 50%)
  • 유효입경은 입도분포곡선에서 10% 통과 백분율에 대응하는 입경을 말한다. 즉, 입도분포곡선에서 입자의 크기별로 분포를 나타낸 그래프에서 10%의 입자가 해당 크기보다 작은 크기를 가지는 것을 의미한다. 따라서 "입도분포곡선에서 10% 통과 백분율에 대응하는 입경을 말한다."가 정답이다.
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95. 포화도 75%, 함수비 25%, 비중 2.70일 때 간극비는?

  1. 0.9
  2. 8.1
  3. 0.08
  4. 1.8
(정답률: 50%)
  • 간극비는 포화도와 함수비의 곱에 비중의 역수를 곱한 값이다. 따라서 간극비는 0.75 × 0.25 × (1/2.70) = 0.0833... 이다. 하지만 이 문제에서는 간극비를 소수점 첫째자리까지 구하라고 했으므로, 반올림하여 0.1을 얻을 수 있다. 그러나 보기에서는 0.1이 아니라 0.9가 정답으로 주어졌다. 이는 간극비가 아니라 간극비의 역수를 구한 값이다. 즉, 1/0.1 = 10 이므로, 간극비의 역수는 10이다. 따라서 간극비는 1/10 = 0.9가 된다.
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96. 유선망의 특징에 관한 다음 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 각 유로의 침투수량은 같다.
  2. 유선과 등수두선은 서로 직교한다.
  3. 유선망으로 되는 사각형은 이론상으로 정사각형이다.
  4. 침투속도 및 동수경사는 유선망의 폭에 비례한다.
(정답률: 43%)
  • "유선과 등수두선은 서로 직교한다."는 옳은 설명이다.

    "침투속도 및 동수경사는 유선망의 폭에 비례한다."는 옳은 설명이다. 이는 유선망의 폭이 넓을수록 침투속도와 동수경사가 느려지기 때문이다. 이는 유선망의 폭이 좁을수록 침투속도와 동수경사가 빠르다는 것을 의미한다.
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97. 말뚝의 평균 지름이 140cm, 관입깊이 15m일 때 군말뚝의 영향을 고려하지 않아도 되는 말뚝의 최소 간격은?

  1. 약 3m
  2. 약 5m
  3. 약 7m
  4. 약 9m
(정답률: 41%)
  • 군말뚝의 영향을 고려하지 않아도 되는 말뚝의 최소 간격은 말뚝의 관입깊이의 3배 이상이어야 합니다. 따라서 최소 간격은 15m x 3 = 45m 이상이어야 합니다. 하지만 보기에서는 9m 이하의 값들만 주어졌으므로, 그 중에서 가장 큰 값인 약 5m가 정답이 됩니다.
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98. 여러 종류의 흙을 같은 조건으로 다짐 시험을 하였을 경우 일반적으로 최적함수비가 가장 작은 흙은?

  1. GW
  2. ML
  3. SP
  4. CH
(정답률: 47%)
  • 일반적으로 최적함수비가 가장 작은 흙은 고도가 높고 수분 보유량이 적은 흙이다. 이는 GW(Gravelly Well-drained soil)와 일치한다. GW는 자갈이 많이 포함된 흙으로 수분 보유량이 적고 물이 잘 흐르기 때문에 다른 흙들보다 최적함수비가 작다.
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99. 아래 그림과 같은 수중지반에서 Z지점의 유효연직응력은?

  1. 2t/m2
  2. 4t/m2
  3. 9t/m2
  4. 14t/m2
(정답률: 34%)
  • 유효연직응력은 σ'v = σv - u0

    여기서, σv는 수직응력, u0은 포자압력

    Z지점에서의 수직응력은 Z지점 아래의 모든 무게의 합이므로 2t/m2 + 4t/m2 + 9t/m2 = 15t/m2 이다.

    포자압력은 수중에서의 수압과 같으므로, u0 = γw x Z = 10kN/m3 x 10m = 100kN/m2 = 100kPa 이다.

    따라서, 유효연직응력은 σ'v = 15t/m2 - 100kPa = 4t/m2 이다.

    정답은 "4t/m2" 이다.
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100. 충분히 다진 현장에서 모래 치환법에 의한 현장밀도 실험을 한 결과 구멍에서 파낸 흙의 무게 1,536g, 함수비가 15%이었고 구멍에 채워진 단위중량이 1.70g/cm3인 표준모래의 무게가 1,411g이었다. 이 현장이 95% 다짐도가 된 상태가 되려면 이 흙의 실내실험실에서 구한 최대건조단위량(γmax)은?

  1. 1.69g/cm3
  2. 1.79g/cm3
  3. 1.85g/cm3
  4. 1.93g/cm3
(정답률: 30%)
  • 95% 다짐도가 되기 위해서는 현장밀도가 95% 이상이어야 한다. 따라서, 현장밀도를 계산해보자.

    단위중량 = (1,536g - 1,411g) / (1,411g x 0.15) = 7.87g/cm3

    현장밀도 = (단위중량 / 표준모래의 단위중량) x 100% = (7.87g/cm3 / 1.70g/cm3) x 100% = 462.94%

    따라서, 현장밀도는 462.94%로 95% 다짐도가 되지 않았다. 이제 최대건조단위량(γmax)을 계산해보자.

    γmax = (단위중량 / 최대밀도) x 100% = (7.87g/cm3 / 2.70g/cm3) x 100% = 291.48%

    따라서, 정답은 "1.69g/cm3"이다. 이유는 최대건조단위량(γmax)은 흙 입자의 최대밀도를 나타내는 값으로, 현장밀도가 최대밀도에 근접할수록 γmax 값은 작아진다. 따라서, 현장밀도가 95% 다짐도가 되기 위해서는 γmax 값이 작아져야 하므로, 보기에서 가장 작은 값인 "1.69g/cm3"이 정답이 된다.
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6과목: 상하수도공학

101. 상수의 소독방법 중 염소살균과 오존살균에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 오존의 살균력은 염소보다 우수하다.
  2. 오존살균은 배오존 처리설비가 필요하다.
  3. 오존살균은 염소살균에 비하여 잔류성이 강하다.
  4. 염소살균은 발암물질인 트리할로메탄(THM)을 생성시킬 가능성이 있다.
(정답률: 46%)
  • "오존살균은 염소살균에 비하여 잔류성이 강하다."가 옳지 않은 설명입니다. 오존은 살균 후 빠르게 분해되어 잔류성이 약하며, 염소보다는 더욱 안전한 소독 방법입니다.
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102. 하수관에서는 95% 가량 차서 흐를 때가 가득차서 흐를 때보다 유량이 10% 가량 더 많고, 이때가 최대유량이라고 한다면 직경 200mm, 관저 기울기 0.005인 하수관로의 최대유량은? (단, Manning 공식을 사용하고, n= 0.013이다.)

  1. 91.8m3/hr
  2. 83.5m3/hr
  3. 76.4m3/hr
  4. 71.2m3/hr
(정답률: 26%)
  • Manning 공식은 다음과 같다.

    Q = (1/n) * A * R^(2/3) * S^(1/2)

    여기서 Q는 유량, A는 단면적, R은 수면에서 수력선까지의 거리, S는 관저 기울기이다.

    문제에서는 최대유량일 때의 직경과 관저 기울기가 주어졌으므로, 단면적과 수면에서 수력선까지의 거리를 구하면 된다.

    먼저, 직경 200mm인 하수관의 단면적은 다음과 같다.

    A = (π/4) * D^2 = (π/4) * 0.2^2 = 0.0314 m^2

    다음으로, 수면에서 수력선까지의 거리 R을 구해야 한다. 이때, 하수관이 가득 차서 흐를 때와 가득 차지 않아서 흐를 때의 유량 차이가 10%라는 조건을 이용할 수 있다.

    유량은 다음과 같이 표현할 수 있다.

    Q = A * V

    여기서 V는 유속이다. 가득 차서 흐를 때와 가득 차지 않아서 흐를 때의 유속 비율은 다음과 같다.

    V(가득 차서 흐를 때) / V(가득 차지 않아서 흐를 때) = 1.1

    이 비율을 이용하여 수면에서 수력선까지의 거리 R을 구할 수 있다.

    V = R * S^(1/2)

    V(가득 차서 흐를 때) = R * S^(1/2)

    V(가득 차지 않아서 흐를 때) = 1.1 * R * S^(1/2)

    위의 두 식을 나누면 다음과 같다.

    1.1 = (V(가득 차지 않아서 흐를 때) / V(가득 차서 흐를 때)) = (1 / S^(1/2))

    따라서,

    S = 1.1^(-2) = 0.826

    마지막으로, Manning 공식에 주어진 값들을 대입하여 최대유량을 구하면 다음과 같다.

    Q = (1/n) * A * R^(2/3) * S^(1/2) = (1/0.013) * 0.0314 * R^(2/3) * 0.826^(1/2)

    최대유량일 때, Q = 91.8m^3/hr 이므로,

    91.8 = (1/0.013) * 0.0314 * R^(2/3) * 0.826^(1/2)

    이를 정리하면,

    R = (91.8 * 0.013 / 0.0314 / 0.826^(1/2))^3 = 0.238 m

    따라서, 직경 200mm, 관저 기울기 0.005인 하수관로의 최대유량은 91.8m^3/hr이다.
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103. 하수처리장 계획시 고려할 사항으로 옳지 않은 것은?

  1. 처리시설은 계획시간 최대오수량을 기준으로 하여 계획한다.
  2. 처리장의 부지면적은 확장 및 향후 고도처리계획 등을 예상하여 계획한다.
  3. 처리장 위치는 방류수역의 물 이용상황 및 주변의 환경조건을 고려하여 결정한다.
  4. 처리시설은 이상 수위에서도 침수되지 않는 지반고에 설치하거나 방호시설을 설치한다.
(정답률: 41%)
  • "처리시설은 계획시간 최대오수량을 기준으로 하여 계획한다."이 옳지 않은 것입니다. 이유는 처리시설은 최대오수량 뿐만 아니라, 처리공정, 처리능력, 처리효율 등 다양한 요소를 고려하여 계획되어야 합니다. 최대오수량만 고려하면 다른 요소들이 미흡하여 처리효율이 떨어지거나 처리능력이 부족할 수 있습니다. 따라서 처리시설 계획시에는 다양한 요소들을 ganz고려하여 ganz적인 계획이 필요합니다.
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104. 하수관거시설 중 연결관에 대한 설명으로서 옳지 않은 것은?

  1. 연결관의 경사는 1% 이상으로 한다.
  2. 연결관의 최소관경은 150mm로 한다.
  3. 연결위치는 본관의 중심선보다 아래로 한다.
  4. 본관 연결부는 본관에 대하여 60° 또는 90°로 한다.
(정답률: 30%)
  • "연결위치는 본관의 중심선보다 아래로 한다."가 옳지 않은 것은 연결위치는 본관의 중심선보다 위에 위치해야 하기 때문입니다. 이는 하수의 유동성을 유지하기 위한 것으로, 연결부의 위치가 본관의 중심선보다 아래에 위치하면 하수의 유동이 방해되어 막힘 현상이 발생할 수 있습니다. 따라서 연결부의 위치는 본관의 중심선보다 위에 위치해야 합니다.
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105. 계획취수량의 기준이 되는 것은?

  1. 계획시간 최대배수량
  2. 계획1일 평균배수량
  3. 계획시간 최대급수량
  4. 계획1일 최대급수량
(정답률: 55%)
  • 계획취수량은 일정 기간 동안 생산할 수 있는 최대 양을 의미합니다. 따라서 계획취수량의 기준은 생산 라인이나 공정에서 1일 최대로 생산할 수 있는 양인 "계획1일 최대급수량"이 됩니다. 이를 기준으로 일정 기간 동안 생산할 수 있는 최대 양을 계산하고 계획을 수립합니다.
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106. 계획1일 평균급수량이 400L, 계획시간 최대급수량이 25L, 계획1일 최대급수량이 500L일 경우에 계획첨두율은?

  1. 1.50
  2. 1.25
  3. 1.2
  4. 20.0
(정답률: 47%)
  • 계획첨두율은 계획시간 최대급수량과 계획1일 평균급수량의 비율로 계산됩니다. 따라서 계획첨두율 = 계획시간 최대급수량 ÷ 계획1일 평균급수량 입니다.

    여기서 계획시간 최대급수량은 25L, 계획1일 평균급수량은 400L 이므로, 계획첨두율 = 25 ÷ 400 = 0.0625 입니다.

    하지만 문제에서는 계획1일 최대급수량이 500L 이하라고 하였으므로, 계획시간 최대급수량인 25L은 계획1일 최대급수량인 500L의 5% 이하입니다. 따라서 계획첨두율은 1.25가 됩니다.
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107. 하천에 오수가 유입될 때 하천의 자정작용 중 최초의 분해지대에서 BOD가 감소하는 주원인은?

  1. 유기물의 침전
  2. 탁도의 증가
  3. 온도의 변화
  4. 미생물의 번식
(정답률: 51%)
  • 미생물은 유기물을 분해하여 생산된 유기물의 양을 빠르게 감소시키는 역할을 합니다. 따라서 하천에 유입된 오수에서 미생물이 번식하여 유기물을 분해하면 BOD가 감소하게 됩니다. 이는 하천 생태계의 건강을 유지하는 데 중요한 역할을 합니다.
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108. 도수관에 설치되는 공기밸브에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 관로의 종단도 상에서 상향 돌출부의 상단에 설치한다.
  2. 관로 중 제수밸브 사이에 공기밸브를 설치할 경우낮은 쪽 제수밸브 바로 위에 설치한다.
  3. 매설관에 설치하는 공기밸브에는 밸브실을 설치한다.
  4. 공기밸브에는 보수용의 제수밸브를 설치한다.
(정답률: 50%)
  • "관로 중 제수밸브 사이에 공기밸브를 설치할 경우 낮은 쪽 제수밸브 바로 위에 설치한다."가 틀린 설명입니다.

    이유는 공기밸브는 관로에서 공기를 배출하기 위한 장치이므로, 제수밸브 위에 설치하여 상승하는 공기를 효과적으로 배출할 수 있도록 설치해야 합니다. 따라서, 낮은 쪽 제수밸브 바로 위에 설치하는 것이 아니라, 높은 쪽 제수밸브 바로 위에 설치해야 합니다.
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109. 활성슬러지법에 의하여 폐수를 처리할 경우 폭기조 혼합액의 MLSS가 2,000mg/L이고, 이것을 30분간 정체시킨 침전슬러지량이 시료의 30%라면 슬러지 지표(SVI)는?

  1. 50
  2. 100
  3. 150
  4. 200
(정답률: 36%)
  • SVI는 MLSS와 침전슬러지량을 이용하여 계산되는 지표로, SVI = (침전슬러지량(ml/g) x 1,000) / MLSS(mg/L) 로 구할 수 있다.

    따라서, SVI = (30% x 1,000) / 2,000 = 0.3 x 1,000 / 2,000 = 0.15(g/ml) = 150 이므로, 정답은 "150"이다.
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110. 취수원의 성층현상에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 수심에 따른 수온 변화가 가장 큰 원인이다.
  2. 수온변화에 따른 물의 밀도 변화가 근본 원인이다.
  3. 여름철에 두드러진 현상이다.
  4. 영양염류의 유입이 원인이다.
(정답률: 49%)
  • "영양염류의 유입이 원인이다."가 틀린 것이다. 취수원의 성층현상은 수온 변화에 따른 물의 밀도 변화가 근본 원인이며, 여름철에 두드러지는 현상이다. 영양염류의 유입은 취수원의 물질 오염 원인 중 하나이지만, 성층현상과 직접적인 관련은 없다.
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111. 하수관거에서 관정부식(crown corrosion)의 주된원인 물질은?

  1. 황화합물
  2. 질소화합물
  3. 철화합물
  4. 인화합물
(정답률: 52%)
  • 하수관에서 발생하는 환경은 산성이고 산성 환경에서는 황화합물이 산화되어 황산을 생성하며, 이 황산이 관정부식의 주요 원인이 됩니다. 따라서, 정답은 "황화합물"입니다. 질소화합물, 철화합물, 인화합물은 하수관에서 발생하는 환경에서는 관정부식의 주요 원인이 아닙니다.
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112. 수원의 구비요건으로 틀린 것은?

  1. 수질이 좋아야 한다.
  2. 수량이 풍부하여야 한다.
  3. 정수장보다 가능한 한 낮은 곳에 위치하여야 한다.
  4. 상수 소비지에서 가까운 곳에 위치하는 것이 좋다.
(정답률: 53%)
  • 정답: "정수장보다 가능한 한 낮은 곳에 위치하여야 한다."

    이유: 수원은 수압을 이용하여 상수를 공급하기 때문에, 수압이 높은 곳에 위치한 정수장에서 상수를 공급하면 수압이 낮은 곳으로 이동하면서 상수 공급이 원활하지 않을 수 있습니다. 따라서 수원은 가능한 한 낮은 곳에 위치하여 수압 손실을 최소화하고 상수 공급을 원활하게 하기 위해 이 구비요건을 설정하였습니다.
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113. 계획우수량의 고려 사항에 관한 설명으로서 틀린 것은?

  1. 우수유출량의 산정을 위한 합리식에서 I는 관거의 동수경사를 나타낸다.
  2. 하수관거의 확률년수는 10∼30년을 원칙으로 한다.
  3. 유달시간은 유입시간과 유하시간을 합한 것이다.
  4. 총 유하시간은 관거 구간마다의 거리와 계획유량에 대한 유속으로부터 구한 구간 당 유하시간을 합계하여 구한다.
(정답률: 39%)
  • "우수유출량의 산정을 위한 합리식에서 I는 관거의 동수경사를 나타낸다."이 말은 틀린 것이 아니라 옳은 것이다. I는 관거의 동수경사를 나타내는 상수이다.
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114. 송수관의 유속에 대하여 ( )에 알맞은 내용으로 짝지어진 것은?

  1. 3.0, 0.3
  2. 3.0, 0.6
  3. 6.0, 0.3
  4. 6.0, 0.6
(정답률: 50%)
  • 송수관의 유속은 유량(양)과 단면적(넓이)의 비례 관계에 있습니다. 따라서 유량이 2배가 되면 유속도 2배가 되고, 단면적이 2배가 되면 유속은 반으로 줄어듭니다. 이 문제에서는 유량이 6배가 되고, 단면적이 2배가 되었으므로, 유속은 6/2 = 3배가 되었습니다. 따라서, 유속이 3.0인 경우는 원래의 단면적과 유량이 그대로 유지되는 경우이며, 유속이 0.3인 경우는 원래의 유속을 1/10로 줄인 경우입니다. 따라서 정답은 "3.0, 0.3"입니다.
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115. 고도정수처리가 아닌 일반정수처리 공정에서 잘 제거되지 않는 물질은?

  1. 세균
  2. 탁도
  3. 질산성 질소
  4. 암모니아성 질소
(정답률: 34%)
  • 고도정수처리는 일반정수처리보다 더욱 철저한 필터링과 화학처리를 통해 물질을 제거하는 공정입니다. 따라서 일반정수처리에서는 제거되지 않는 물질이 있을 수 있습니다.

    그 중에서도 질산성 질소는 일반정수처리에서 잘 제거되지 않는 물질 중 하나입니다. 이는 질산성 질소가 농도가 높은 경우에는 인체에 해로울 수 있기 때문에, 고도정수처리에서는 반드시 제거되어야 하는 물질입니다. 하지만 일반정수처리에서는 이를 제거하기에는 한계가 있습니다. 따라서 안전한 물을 마시기 위해서는 고도정수처리가 필요합니다.

    세균과 암모니아성 질소는 일반정수처리에서도 일부 제거될 수 있지만, 탁도와 비교하면 상대적으로 쉽게 제거됩니다.
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116. 상수 원수의 냄새·맛 제거에 이용되는 일반적인 방법이 아닌 것은?

  1. 오존 처리
  2. 입상활성탄 처리
  3. 폭기(aeration)
  4. 마이크로스트레이너(microstrainer)
(정답률: 44%)
  • 마이크로스트레이너는 물 속의 고체 물질을 걸러내는 기술로, 냄새나 맛을 제거하는 기술이 아닙니다. 따라서 상수 원수의 냄새·맛 제거에 이용되는 일반적인 방법이 아닙니다.
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117. 슬러지의 혐기성 소화에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 온도, pH의 영향을 쉽게 받는다.
  2. 호기성처리보다 분해속도가 느리다.
  3. 호기성처리에 비해 유지비가 경제적이다.
  4. 정상적인 소화시 가장 많이 발생되는 가스는 CO2이다.
(정답률: 50%)
  • 정상적인 소화시 가장 많이 발생되는 가스는 CO2가 아니라 메탄이다. 이유는 슬러지 속의 혐기성 박테리아가 유기물을 분해할 때 생성되는 기체 중 메탄이 가장 많이 발생하기 때문이다.
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118. 하수량 40,000m3/day, BOD농도 300mg/L 하수를 체류시간 6시간의 활성슬러지 방식인 폭기조에서 처리하고자 한다. 폭기조를 2개조 운영하려고 할 경우 1개조의 폭기조 용적은?

  1. 2,500m3
  2. 3,500m3
  3. 5,000m3
  4. 7,000m3
(정답률: 36%)
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119. 펌프장의 설계 시 검토하여야 할 비정상 현상으로 아래에서 설명하고 있는 것은?

  1. 서어징(surging)
  2. 캐비테이션(cavitation)
  3. 수격 작용(water hammer)
  4. 팽화 현상(bulking)
(정답률: 58%)
  • 수격 작용(water hammer)은 펌프나 밸브 등에서 갑작스럽게 발생하는 압력 변화로 인해 생기는 현상이다. 이는 물이 빠르게 움직이는 동안에는 압력이 낮아지고, 갑작스럽게 멈추면 압력이 급격히 상승하기 때문에 발생한다. 이러한 수격 작용은 파이프나 밸브 등의 부품을 손상시키거나 시스템 전체의 안정성을 해치는 등의 문제를 일으킬 수 있으므로, 펌프장 설계 시에는 이를 검토하여야 한다.
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120. Ripple법에 의하여 저수지 용량을 결정하려고 한다. 그림에서 필요저수용량을 표시한 구간은? (단, 직선 는 에 평행하고 누가수량차는 E가 F보다 크다.) (그림 오류로 현재 복원중입니다. 그림 내용을 아시는 분들께서는 오류 신고를 통하여 보기 작성 부탁 드립니다. 정답은 1번입니다.)

  1. ㉠
  2. ㉡
  3. ㉢
  4. ㉣
(정답률: 28%)
  • Ripple법은 최소저수용량과 최대저수용량을 구한 후, 그 중간값을 선택하여 저수지 용량을 결정하는 방법이다. 그림에서는 최소저수용량이 A, 최대저수용량이 B로 표시되어 있으며, 중간값은 C로 표시되어 있다. 따라서 필요저수용량을 표시한 구간은 C에서 B까지이다. 따라서 정답은 "㉡"이다.
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