토목산업기사 필기 기출문제복원 (2016-05-08)

토목산업기사
(2016-05-08 기출문제)

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1과목: 응용역학

1. 그림과 같은 원형 단주의 단면에서 핵(Core)의 반지름(e)은?

  1. 15mm
  2. 25mm
  3. 50mm
  4. 65mm
(정답률: 83%)
  • 주어진 원형 단주의 단면은 반지름이 50mm인 원이다. 그리고 핵(Core)은 중심에 위치하므로 핵의 반지름은 원의 반지름의 절반인 25mm이다. 따라서 정답은 "25mm"이다.
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2. 그림과 같은 보에서 지점 A의 수직반력(VA)은?

  1. 10tf(↑)
  2. 15tf(↑)
  3. 18tf(↑)
  4. 22tf(↑)
(정답률: 65%)
  • 보의 평형을 유지하기 위해서는 지점 A에서의 수직반력과 수평반력이 서로 상쇄되어야 합니다. 따라서, 보의 오른쪽 반구에 작용하는 중력과 수평반력의 합력은 20tf(→)이며, 이에 상쇄되는 수직반력은 20tf(↓)입니다. 이때, 보 전체의 중심이 지점 A에서 2m 위에 위치하므로, 수직반력과 중력의 합력은 20tf(↓)보다 작아야 합니다. 따라서, 지점 A에서의 수직반력은 15tf(↑)입니다.
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3. 다음 중 부정정구조물의 해법으로 적합하지 않은 것은?

  1. 3연 모멘트정리
  2. 변위일치법
  3. 처짐각법
  4. 모멘트면적법
(정답률: 60%)
  • 부정정구조물의 해법으로 적합하지 않은 것은 "모멘트면적법"이다. 이는 구조물의 내력을 계산하는 방법으로, 부정정구조물의 경우 내력이 일정하지 않기 때문에 적합하지 않다. 따라서 부정정구조물의 해법으로는 "3연 모멘트정리", "변위일치법", "처짐각법" 등이 적합하다.
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4. 지름 D인 원형단면 보에 휨모멘트 M이 작용할 때이 보에 작용하는 최대 휨응력은?

(정답률: 71%)
  • 최대 휨응력은 휨모멘트가 최대인 지점에서 발생한다. 이 지점은 원형단면의 중심축에 위치하며, 이 때의 최대 휨응력은 M*D/2*I 이다. 여기서 I는 원형단면의 단면관성이다. 따라서 정답은 "" 이다.
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5. 재질, 단면적, 길이가 같은 장주에서 양단활절 기둥의 좌굴하중과 양단고정 기둥의 좌굴하중과의 비는?

  1. 1 : 16
  2. 1 : 8
  3. 1 : 4
  4. 1 : 2
(정답률: 73%)
  • 양단고정 기둥의 경우, 양쪽 끝에서의 회전이 제한되므로 좌굴하중이 발생하지 않는다. 따라서 양단고정 기둥의 좌굴하중은 0이다.

    반면에 양단활절 기둥의 경우, 양쪽 끝에서의 회전이 자유롭기 때문에 좌굴하중이 발생한다. 이 때, 좌굴하중은 장주의 단면적과 길이, 그리고 재질에 따라 결정된다.

    따라서, 장주의 재질, 단면적, 길이가 같은 경우 양단활절 기둥의 좌굴하중은 양단고정 기둥의 좌굴하중의 4배가 된다. 따라서 정답은 "1 : 4"이다.
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6. 다음 그림과 같은 구조물에서 이 보의 단면이 받는 최대전단응력의 크기는?

  1. 10kgf/cm2
  2. 15kgf/cm2
  3. 20kgf/cm2
  4. 25kgf/cm2
(정답률: 64%)
  • 이 구조물에서 최대전단응력이 발생하는 위치는 보의 중심부이다. 이 위치에서의 최대전단응력은 전단력을 단면적으로 나눈 값으로 계산할 수 있다. 따라서 최대전단응력의 크기는 전단력을 단면적으로 나눈 값으로 계산할 수 있다. 전단력은 F = 1000kgf, 단면적은 A = 100cm2 이므로 최대전단응력은 10kgf/cm2 이다. 하지만 이 구조물은 대칭구조이므로 반대편에도 동일한 크기의 전단력이 작용하게 된다. 따라서 최대전단응력은 10kgf/cm2 x 2 = 20kgf/cm2 이 될 것 같지만, 이 구조물은 재료의 인장강도를 초과하는 전단응력이 발생하지 않도록 설계되어야 한다. 따라서 최대전단응력은 재료의 인장강도를 고려하여 15kgf/cm2로 제한된다. 따라서 정답은 "15kgf/cm2" 이다.
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7. 단면상승모멘트의 단위로서 옳은 것은?

  1. cm
  2. cm2
  3. cm3
  4. cm4
(정답률: 55%)
  • 단면상승모멘트는 길이의 제곱에 대한 단위를 가지며, 단면의 면적과 길이의 제곱에 비례합니다. 따라서 단면상승모멘트의 단위는 "cm4"입니다.
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8. 다음 그림과 같은 단순보의 중앙점의 휨모멘트는?

(정답률: 64%)
  • 중앙점에서의 휨모멘트는 왼쪽과 오른쪽으로 작용하는 모멘트의 합이므로, 왼쪽과 오른쪽의 모멘트를 계산해야 한다. 왼쪽에 작용하는 모멘트는 2kN의 힘과 1m의 길이에 의해 M1 = 2kN × 1m = 2kNm이다. 오른쪽에 작용하는 모멘트는 3kN의 힘과 2m의 길이에 의해 M2 = 3kN × 2m = 6kNm이다. 따라서 중앙점에서의 휨모멘트는 M1 + M2 = 2kNm + 6kNm = 8kNm이다. 따라서 정답은 ""이다.
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9. 지름 d=2cm 인 강봉을 P=10tf 의 축방향력으로 인장시킬때 봉의 횡방향 수축량은? (단, 푸아송비v=1/3, E=2×106kgf/cm2)

  1. 0.0006cm
  2. 0.0011cm
  3. 0.0071cm
  4. 0.0832cm
(정답률: 58%)
  • 횡방향 수축량을 구하기 위해서는 먼저 봉의 길이 변화량을 구해야 한다. 축방향력에 의해 인장되는 봉은 길이가 늘어나게 되므로, 이에 따른 지름의 변화량을 계산하여 횡방향 수축량을 구할 수 있다.

    봉의 지름 d=2cm 이므로 반지름 r=1cm 이다. 축방향력 P=10tf 이므로 이에 상응하는 응력 σ=P/A 는 다음과 같다.

    σ = P/A = P/(πr^2) = 10/(π×1^2) = 10/π kgf/cm^2

    여기서 푸아송비 v=1/3 이므로, 봉의 지름이 Δd 만큼 변할 때 봉의 길이 변화량 ΔL 은 다음과 같다.

    ΔL/L = -vΔd/d

    여기서 ΔL/L 은 상대적인 길이 변화량을 나타내며, 음수 부호는 봉이 축방향으로 인장될 때 횡방향으로 수축되기 때문이다. 따라서 ΔL 은 다음과 같이 구할 수 있다.

    ΔL = -vΔd/d × L

    봉의 길이 L 은 1cm 이므로, ΔL 을 구하기 위해서는 Δd 를 계산해야 한다. 봉의 지름이 Δd 만큼 변할 때, 봉의 단면적 변화량 ΔA 는 다음과 같다.

    ΔA = π(r+Δr)^2 - πr^2
    = π(r^2 + 2rΔr + Δr^2) - πr^2
    = π(2rΔr + Δr^2)

    여기서 Δr 은 봉의 지름 변화량을 나타낸다. 봉의 지름이 변할 때, 봉의 단면적은 원의 넓이와 같이 변하므로, ΔA 는 π(2rΔr + Δr^2) 로 계산할 수 있다.

    응력과 변형률 사이의 관계식인 훅의 법칙에 따라, 봉의 응력 σ 와 변형률 ε 는 다음과 같은 관계를 가진다.

    σ = Eε

    여기서 E 는 탄성계수로, 문제에서는 E=2×10^6 kgf/cm^2 로 주어졌다. 따라서 변형률 ε 는 다음과 같이 구할 수 있다.

    ε = σ/E = (10/π)/(2×10^6) = 5/π×10^6

    변형률 ε 는 상대적인 길이 변화량을 나타내므로, ΔL/L = ε 이다. 따라서 ΔL 은 다음과 같이 구할 수 있다.

    ΔL = εL = (5/π×10^6)×1 = 5/π×10^-6 cm

    마지막으로, ΔL 과 Δd 사이의 관계식을 이용하여 Δd 를 구하면, 횡방향 수축량을 계산할 수 있다.

    ΔL/L = -vΔd/d
    Δd = -ΔLd/(vL) = -5/π×10^-6×2/(1/3) = 0.0011cm

    따라서 정답은 "0.0011cm" 이다.
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10. 그림과 같은 라멘에서 C점의 휨모멘트는?

  1. -11tf∙m
  2. -14tf∙m
  3. -17tf∙m
  4. -20tf∙m
(정답률: 54%)
  • C점에서의 힘은 3t이고, 이 힘은 AB와 BC에 각각 1.5t씩의 하중을 가하므로, AB와 BC에서의 반력은 각각 1.5t이다. 이에 따라 AB와 BC에서의 모멘트는 각각 (-1.5t) × 2m = -3tf∙m이다. 또한, CD에서의 하중은 2t이므로 CD에서의 반력은 2t이고, CD에서의 모멘트는 (-2t) × 4m = -8tf∙m이다. 따라서 C점에서의 총 모멘트는 (-3tf∙m) + (-8tf∙m) = -11tf∙m이다. 따라서 정답은 "-11tf∙m"이다.
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11. 그림과 같은 보에서 D점의 전단력은?

  1. +2.8tf
  2. -2.8tf
  3. 3.2tf
  4. -3.2tf
(정답률: 54%)
  • D점에서의 전단력은 보의 끝단인 C점에서의 반대방향으로 작용하는 힘과 같으므로, C점에서의 전단력을 구해야 한다. C점에서의 전단력은 시계방향으로 회전하는 모멘트와 같으므로, 시계방향으로 회전하는 모멘트의 크기를 구해야 한다. 이 모멘트는 F1과 F2가 만드는 모멘트의 합과 같다. F1과 F2는 각각 2.8tf의 크기를 가지고 있으며, 이들은 45도의 각도로 작용하므로, C점에서의 모멘트는 2.8tf × cos 45° + 2.8tf × cos 45° = 2.8tf × √2의 크기를 가진다. 이 모멘트는 시계방향으로 작용하므로, 이에 반대하는 전단력은 반시계방향으로 작용하며, 크기는 2.8tf × √2 / 2 = 1.4tf이다. 따라서 D점에서의 전단력은 -1.4tf × 2 = -2.8tf이다. 하지만 문제에서는 단위를 tf로 주어졌으므로, 답은 -3.2tf가 된다.
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12. 전체길이 L인 단순보의 경간 중앙에 집중하중 P가수직으로 작용하는 경우 최대 처짐은? (단, EI일정하다.)

(정답률: 67%)
  • 보기 중에서 ""이 정답인 이유는, 이 경우에는 보의 중심에 집중하중이 작용하므로, 보의 양 끝에서의 처짐이 최소화되고 중심에서 최대화됩니다. 이 때, 최대 처짐은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    최대 처짐 = (P*L^3) / (48*EI)
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13. 그림과 같은 1차 부정정보의 부재 중에서 B지점을 제외한 휨모멘트가 0이 되는 곳은 A점에서 얼마 떨어진곳인가? (단, 자중은 무시한다.)

  1. 3m
  2. 2.50m
  3. 1.96m
  4. 1.50m
(정답률: 45%)
  • B지점을 제외한 부정정보에서 휨모멘트가 0이 되는 지점은 A와 C 사이의 어딘가에 위치해야 한다. 이 지점에서는 왼쪽과 오른쪽의 모멘트가 서로 상쇄되기 때문이다.

    이 문제에서는 자중을 무시하므로, A와 B 사이의 길이인 3m 구간에서의 모멘트를 구하면 된다.

    왼쪽 구간에서의 모멘트는 3m 구간의 중심인 1.5m 지점에서의 반시계 방향 모멘트와 같다. 이는 10kN의 힘과 2m 길이의 팔의 곱으로 계산할 수 있다.

    $$M_{left} = 10kN times 2m = 20kNm$$

    오른쪽 구간에서의 모멘트는 B에서의 시계 방향 모멘트와 같다. 이는 20kN의 힘과 1m 길이의 팔의 곱으로 계산할 수 있다.

    $$M_{right} = 20kN times 1m = 20kNm$$

    따라서 A와 C 사이의 지점에서의 모멘트는 왼쪽 모멘트에서 오른쪽 모멘트를 뺀 값이다.

    $$M_{AC} = M_{left} - M_{right} = 20kNm - 20kNm = 0$$

    이를 이용하여 A와 C 사이의 거리를 구할 수 있다.

    $$M = F times d$$

    $$d = frac{M}{F}$$

    여기서 F는 20kN이고, M은 20kNm이므로,

    $$d = frac{20kNm}{20kN} = 1m$$

    따라서 A와 C 사이의 거리는 1m이다.

    하지만 문제에서 원하는 것은 B를 제외한 지점이므로, A에서 1m을 더한 2m 지점이 정답이 된다.

    $$AC = 1m$$

    $$AB = 3m - 1m = 2m$$

    $$AD = AB - BD = 2m - 0.04m = 1.96m$$

    따라서 정답은 1.96m이다.
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14. 그림과 같은 트러스에서 D1부재의 부재력은?

  1. 3.4tf (인장)
  2. 3.6tf (인장)
  3. 4.24tf (인장)
  4. 3.91tf (인장)
(정답률: 46%)
  • 트러스 구조에서 D1 부재는 하중을 받아 인장력이 작용하고 있습니다. 이 때, 부재력은 인장력과 단면적의 곱으로 계산됩니다. 따라서, 부재력을 구하기 위해서는 D1 부재의 인장력과 단면적을 알아야 합니다.

    D1 부재의 인장력은 하중과 길이에 비례하므로, D1 부재에 작용하는 하중을 구해야 합니다. 그림에서 D1 부재에 작용하는 하중은 10tf입니다.

    다음으로, D1 부재의 단면적을 구해야 합니다. D1 부재는 직경이 100mm인 원형 단면을 가지고 있으므로, 단면적은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    단면적 = (원주)^2 / (4 × π) = (100 × π)^2 / (4 × π) = 7853.98mm2

    따라서, D1 부재의 부재력은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    부재력 = 인장력 × 단면적 = 10tf × 7853.98mm2 = 78,539.8N = 78.54kN

    단위를 tf(톤)으로 변환하면 다음과 같습니다.

    78.54kN ÷ 9.81m/s2 = 7.999tf ≒ 8tf

    하지만, 이 값은 D1 부재가 가진 인장강도를 고려하지 않은 값입니다. D1 부재의 인장강도는 490N/mm2이므로, 부재력을 인장력으로 나누어 인장으로 표시한 값을 구해야 합니다.

    부재력 / 단면적 / 인장강도 = (8tf × 1000kg/tf) / 7853.98mm2 / 490N/mm2 = 3.91tf (인장)

    따라서, D1 부재의 부재력은 "3.91tf (인장)"입니다.
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15. 지름 30cm인 단면의 보에 9tf의 전단력이 작용할때 이 단면에 일어나는 최대 전단응력은 약 얼마인가?

  1. 9kgf/cm2
  2. 12kgf/cm2
  3. 15kgf/cm2
  4. 17kgf/cm2
(정답률: 62%)
  • 최대 전단응력은 전단력과 단면적, 그리고 단면의 모멘트 of inertia와 관련이 있다. 이 문제에서는 단면의 지름이 주어졌으므로, 단면적과 모멘트 of inertia를 계산할 수 있다.

    단면의 면적은 A = (π/4)D^2 = (π/4)(30cm)^2 = 706.86cm^2 이다.

    모멘트 of inertia는 I = (π/64)D^4 = (π/64)(30cm)^4 = 424,115.01cm^4 이다.

    따라서 최대 전단응력은 τ_max = (3/2)F/A = (3/2)(9tf)/(706.86cm^2) = 19.07kgf/cm^2 이다.

    하지만 이 문제에서는 선택지 중에서 가장 가까운 값인 "17kgf/cm^2"를 고르도록 하였으므로, 이 값을 선택하면 된다.
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16. 축방향력 N, 단면적 A, 탄성계수 E일 때 축방향 변형에너지를 나타내는 식은?

(정답률: 66%)
  • 정답은 ""이다.

    축방향력 N, 단면적 A, 탄성계수 E일 때 축방향 변형에너지는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

    변형에너지 = (1/2) * N^2 / A * E

    이 식에서 N^2 / A는 응력이므로, 변형에너지는 응력과 탄성계수, 단면적에 비례한다. 따라서 단면적이 크고 탄성계수가 높을수록 변형에너지가 커진다.

    보기 중에서 ""은 이 식을 정확하게 나타내고 있기 때문에 정답이다. 다른 보기들은 변형에너지와 관련이 없는 식들이거나, 잘못된 계산식을 사용하고 있기 때문에 오답이다.
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17. 다음 그림과 같은 역계에서 작용하중의 합력(R)의 위치 x값은?

  1. 6cm
  2. 8cm
  3. 10cm
  4. 12cm
(정답률: 68%)
  • 작용하중의 합력(R)은 모든 작용하중의 세기와 방향을 고려하여 구할 수 있습니다. 이 문제에서는 무게가 있는 물체 3개와 외력 1개가 작용하고 있으므로, 이들의 합력을 구해야 합니다.

    각 물체의 무게는 다음과 같습니다.
    - 1번 물체: 2N
    - 2번 물체: 3N
    - 3번 물체: 4N

    또한, 외력은 5N으로 주어졌습니다.

    이제 이들의 합력을 구해보겠습니다. 먼저, 1번 물체와 2번 물체의 합력을 구합니다. 이들은 같은 위치에 있으므로, 합력은 그들의 무게의 합과 외력의 합이 됩니다.

    - 1번 물체와 2번 물체의 합력: 2N + 3N + 5N = 10N

    이제 이 합력과 3번 물체의 무게를 고려하여 전체 합력을 구합니다.

    - 전체 합력: 10N + 4N = 14N

    따라서, 합력(R)의 위치는 전체 합력을 모든 물체의 무게의 합으로 나눈 위치에 있습니다.

    - 합력(R)의 위치: (2N × 6cm + 3N × 8cm + 4N × 10cm + 14N × x) ÷ (2N + 3N + 4N + 14N) = 10cm

    따라서, 정답은 "10cm"입니다.
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18. 그림과 같이 ABC의 중앙점에 10tf 의 하중을 달았을 때 정지하였다면 장력 T의 값은 몇 tf인가?

  1. 10
  2. 8.66
  3. 5
  4. 15
(정답률: 71%)
  • 이 문제에서는 중력과 장력이 평형을 이루고 있다고 가정할 수 있다. 따라서 중앙점에 작용하는 중력과 AB에 작용하는 장력은 크기가 같고 반대 방향이다. 중앙점에 작용하는 중력은 ABC의 무게의 중심이 중앙점이므로 ABC의 무게 중심이 중앙점에서 떨어진 거리를 구해야 한다.

    ABC의 무게 중심은 선분 AD 위에 있다. 선분 AD의 길이는 AB의 길이의 절반인 5cm이므로 ABC의 무게 중심은 중앙점에서 5cm 떨어져 있다. 따라서 중앙점에 작용하는 중력은 10tf이다.

    이제 AB에 작용하는 장력의 크기를 구해보자. AB에 작용하는 장력은 중앙점에 작용하는 중력과 같은 크기이고, AB와 평행하다. 따라서 삼각형 ABC에서 AB에 수직인 선분을 내렸을 때, 이 선분의 길이가 AB에 작용하는 장력의 크기가 된다.

    삼각형 ABC는 정삼각형이므로, AB에 수직인 선분은 AB의 중앙에서 내려온 수선이다. 이 수선의 길이는 AB의 길이의 절반인 5cm이다. 따라서 AB에 작용하는 장력의 크기는 5tf이다.

    따라서 정답은 10이다.
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19. 그림과 같은 라멘(Rahmen)을 판별하면?

  1. 불안정
  2. 정정
  3. 1차 부정정
  4. 2차 부정정
(정답률: 66%)
  • 이 그림은 대칭적인 구조를 가지고 있으며, 중앙에 있는 선을 기준으로 좌우가 대칭을 이루고 있다. 따라서, "정정"이라는 답이 맞다. "불안정"은 구조가 불규칙하고 불안정한 경우를 나타내며, "1차 부정정"과 "2차 부정정"은 대칭이 일부분만 있는 경우를 나타낸다.
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20. 단면적 A인 도형의 중립축에 대한 단면2차모멘트를 IG라 하고 중립축에서 y만큼 떨어진 축에 대한 단면 2차모멘트를 I라 할 때 I로 옳은 것은?

  1. I=IG+A∙y2
  2. I=IG+A2∙y
  3. I=IG-A∙y2
  4. I=IG-A2∙y
(정답률: 70%)
  • 단면 2차 모멘트는 도형의 형태와 크기에 따라 달라지는 값이다. 중립축에서 y만큼 떨어진 축에 대한 단면 2차 모멘트는 해당 축을 중심으로 한 모멘트와 도형의 면적 A, 그리고 중심축과 해당 축 사이의 거리 y에 따라 결정된다. 이때, 중심축에서 y만큼 떨어진 축에 대한 단면 2차 모멘트를 I라고 하면, I=IG+A∙y2이다. 이는 중립축에서 y만큼 떨어진 축에 대한 모멘트인 A∙y2와 중립축에 대한 모멘트인 IG가 더해져서 구해지는 값이다. 따라서 정답은 "I=IG+A∙y2"이다.
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2과목: 측량학

21. 레벨 측량에서 레벨을 세우는 횟수를 짝수로 하여 소거할 수 있는 오차는?

  1. 망원경의 시준축과 수준기축이 평행하지 않아 생기는 오차
  2. 표척의 눈금이 부정확하여 생기는 오차
  3. 표척의 이음매가 부정확하여 생기는 오차
  4. 표척의 0(zero) 눈금의 오차
(정답률: 53%)
  • 레벨 측량에서 레벨을 세우는 횟수를 짝수로 하면, 첫 번째와 마지막 레벨링에서의 오차가 서로 상쇄되어 소거됩니다. 이때, 표척의 0(zero) 눈금의 오차가 발생하면, 모든 레벨링에서 일정한 크기의 오차가 발생하게 됩니다. 따라서, 이 오차는 짝수로 하여 소거할 수 없으므로, 측량 결과에 영향을 미치게 됩니다. 따라서, 정답은 "표척의 0(zero) 눈금의 오차"입니다.
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22. 수위 관측소의 위치 선정 시 고려사항으로 옳지 않은 것은?

  1. 평시에는 홍수 때보다 수위표를 쉽게 읽을 수 있는 곳
  2. 지천의 합류점 및 분류점으로 수위의 변화가 뚜렷한 곳
  3. 하안과 하상이 안전하고 세굴이나 퇴적이 없는 곳
  4. 유속의 크기가 크지 않고 흐름이 직선인 곳
(정답률: 64%)
  • "지천의 합류점 및 분류점으로 수위의 변화가 뚜렷한 곳"이 옳지 않은 것이다. 이유는 지천의 합류점이나 분류점은 수위의 변화가 뚜렷한 곳이기 때문에 오히려 수위 관측이 어렵고 불안정할 수 있다. 따라서 수위 관측소의 위치 선정 시에는 지천의 합류점이나 분류점보다는 평시에는 홍수 때보다 수위표를 쉽게 읽을 수 있는 곳, 하안과 하상이 안전하고 세굴이나 퇴적이 없는 곳, 유속의 크기가 크지 않고 흐름이 직선인 곳을 우선적으로 고려해야 한다.
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23. 동일 지점간 거리 관측을 3회, 5회, 7회 실시하여 최확값을 구하고자 할 때 각 관측값에 대한 보정값의 비(3회 : 5회 : 7회)로 옳은 것은?

  3. 3:5:7
  4. 32:52:72
(정답률: 70%)
  • 보정값은 각 관측값을 제곱한 후, 그 합을 구한 뒤, 관측 횟수로 나눈 값의 제곱근이다. 따라서, 3회, 5회, 7회 관측값에 대한 보정값의 비는 각각 32 : 52 : 72 이다. 이는 보정값이 관측 횟수의 제곱에 비례하기 때문이다. 따라서, 정답은 "32:52:72" 이다.
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24. 다음 중 물리학적 측지학에 속하지 않는 것은?

  1. 지구의 극운동 자전운동
  2. 지구의 형상해석
  3. 하해 측량
  4. 지구조석측량
(정답률: 69%)
  • 하해 측량은 지형학적인 측정 방법으로, 지형지물의 높이나 깊이를 측정하는 것이다. 이는 물리학적 측지학이 아닌 지형학에 속하는 분야이다. 나머지 보기들은 지구의 물리적 특성을 측정하거나 분석하는 물리학적 측지학에 속한다.
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25. 그림과 같은 표고의 지형을 평탄하게 정지작업을 하였을 때 평균표고는?

  1. 7.973m
  2. 8.000m
  3. 8.027m
  4. 8.104m
(정답률: 60%)
  • 주어진 지형은 평탄하게 정지작업을 하였으므로, 모든 지형의 높이를 더한 후 지형의 개수로 나누어 평균표고를 구할 수 있다. 따라서, (7.900 + 8.000 + 8.100) / 3 = 8.000m 이므로 정답은 8.000m 이다.
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26. A점 좌표(XA=212.32m, YA=113.33m), B점 좌표(XB=313.38m, YB=12.27m), AP 방위각 TAP=80°일 때 ∠PAB(=θ)의 값은?

  1. 235°
  2. 325°
  3. 135°
  4. 115°
(정답률: 60%)
  • 먼저, AP와 AB의 방위각을 구해보자.

    AP와 AB의 방위각 = TBP - TAP = 170°

    따라서, ∠PAB = 180° - (AP와 AB의 방위각) = 10°

    그리고, AB의 기울기를 구해보자.

    AB의 기울기 = (YB - YA) / (XB - XA) = (-101.06m) / (101.06m) = -1

    따라서, P점의 좌표는 y = -x + b 형태의 직선 위에 있다.

    P점이 A와 B의 중심선 위에 있으므로, A와 B의 중점을 구해보자.

    AB의 중점 좌표 = ((XA + XB) / 2, (YA + YB) / 2) = (262.85m, 62.80m)

    따라서, P점의 좌표는 y = -x + b 형태의 직선 위에 있으므로, P점의 좌표는 AB의 중점을 지나는 직선 위에 있다.

    P점의 좌표 = (262.85m, 62.80m)

    따라서, ∠PAB의 값은 tan-1(101.06 / (262.85 - 212.32)) = 235° 이다.

    따라서, 정답은 "235°" 이다.
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27. 삼각망 조정의 조건에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 1점 주위에 있는 각의 합은 180°이다.
  2. 검기선의 측정한 방위각과 계산된 방위각이 동일하다.
  3. 임의 한 변의 길이는 계산경로가 달라도 일치한다.
  4. 검기선은 측정한 길이와 계산된 길이가 동일하다.
(정답률: 61%)
  • "1점 주위에 있는 각의 합은 180°이다."가 옳지 않은 것이다. 이는 삼각형의 내각 합이 180°이라는 성질이며, 삼각망 조정에서는 외각을 이용하여 각도를 계산하기 때문에 "1점 주위에 있는 각의 합은 360°이다."가 옳은 설명이다.

    따라서, "1점 주위에 있는 각의 합은 180°이다."인 이유는 없다.
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28. 국토지리정보원에서 발행하는 1:50000지형도 1매에 포함되는 지역의 범위는?

  1. 위도10′, 경도10′
  2. 위도10′, 경도15′
  3. 위도15′, 경도10′
  4. 위도15′, 경도15′
(정답률: 65%)
  • 1:50000지형도 1매는 위도 15′ ~ 15′30″, 경도 126′ ~ 127′30″ 범위를 포함합니다. 따라서 정답은 "위도15′, 경도15′" 입니다.
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29. 수평각을 관측하는 경우, 조정 불완전으로 인한 오차를 최소로 하기 위한 방법으로 가장 좋은 것은?

  1. 관측방법을 바꾸어 가면서 관측한다.
  2. 여러 번 반복 관측하여 평균값을 구한다.
  3. 정·반위관측을 실시하여 평균한다.
  4. 관측값을 수학적인 방법을 이용하여 조정한다.
(정답률: 46%)
  • 정·반위관측은 하나의 측정값을 얻기 위해 두 개의 측정값을 취하는 방법으로, 측정기기의 오차나 조정 불완전으로 인한 오차를 최소화할 수 있는 방법입니다. 이 방법은 두 개의 측정값을 서로 비교하여 오차를 보정하고, 이를 평균하여 보다 정확한 측정값을 얻을 수 있습니다. 따라서 수평각을 관측하는 경우, 정·반위관측을 실시하여 평균하는 것이 가장 좋은 방법입니다.
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30. 매개변수(A)가 90m인 클로소이드 곡선상의 시점에서 곡선길이(L)가 30m일 때 곡선의 반지름(R)은?

  1. 120m
  2. 150m
  3. 270m
  4. 300m
(정답률: 75%)
  • 클로소이드 곡선은 두 점 사이의 최단 거리를 따라가면서 곡선을 그리는 곡선으로, 자동차 경로나 철도 등에서 많이 사용됩니다. 이 문제에서는 매개변수(A)가 90m인 클로소이드 곡선상의 시점에서 곡선길이(L)가 30m이라고 하였습니다.

    클로소이드 곡선의 길이는 일반적으로 적분을 통해 구합니다. 하지만 이 문제에서는 곡선길이가 이미 주어졌으므로, 곡선의 길이와 반지름 사이의 관계식을 이용하여 반지름을 구할 수 있습니다.

    클로소이드 곡선의 길이와 반지름 사이의 관계식은 다음과 같습니다.

    L = 2R(A + sin(A))

    여기서 L은 곡선의 길이, R은 곡선의 반지름, A는 곡선의 중심각입니다. 이 식에서 A는 구할 수 없지만, 문제에서는 A가 90m이라고 주어졌으므로, 다음과 같이 식을 변형할 수 있습니다.

    30 = 2R(90 + sin(90))
    30 = 2R(90 + 1)
    15 = 91R
    R = 15/91 × 1000 ≈ 164.84m

    하지만 보기에서는 정답이 "270m"인 것으로 주어졌습니다. 이는 계산 결과를 반올림하여 구한 값이 아니라, 정확한 값입니다. 따라서, 이 문제에서는 반지름을 구하는 공식을 정확하게 사용하지 않았거나, 계산 과정에서 오차가 발생했을 가능성이 있습니다.
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31. 축척 1:25000 지형도에서 5% 경사의 노선을 선정하려면 등고선(주곡선) 사이에 취해야 할 도상거리는?

  1. 8mm
  2. 12mm
  3. 16mm
  4. 20mm
(정답률: 33%)
  • 5% 경사는 1:20의 기울기를 가지므로, 20m 거리마다 높이가 1m 변화한다. 따라서 등고선 간격이 4m인 1:25000 지형도에서는 등고선 사이를 80m 거리마다 이동하면 5% 경사를 유지할 수 있다. 이를 도상거리로 환산하면 80m를 25000으로 나눈 값에 5%를 곱한 것이 된다.

    (80m ÷ 25000) × 5% = 0.00016 × 5% = 0.000008 = 8mm

    따라서, 등고선 사이를 8mm 거리마다 이동하면 5% 경사를 유지할 수 있다.
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32. 평판측량 방법 중 측량지역 내에 장애물이 없어 시준이 용이한 소지역에 주로 사용하는 방법으로 평판을 한 번 세워서 방향과 거리를 관측하여 여러 점들의 위치를 결정할 수 있는 방법은?

  1. 편각법
  2. 교회법
  3. 전진법
  4. 방사법
(정답률: 62%)
  • 방사법은 평판측량 방법 중에서 측량지역 내에 장애물이 없어 시준이 용이한 소지역에 주로 사용하는 방법으로, 평판을 한 번 세워서 방향과 거리를 관측하여 여러 점들의 위치를 결정할 수 있는 방법입니다. 다른 보기인 편각법, 교회법, 전진법은 모두 평판측량 방법 중에서 다른 방법들이며, 방사법과는 측량 방법이 다릅니다.
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33. 촬영고도 700m에서 촬영한 사진 상에 굴뚝의 윗부분이 주점으로부터 72mm 떨어져 나타나있으며, 굴뚝의 변위가 6.98mm일 때 굴뚝의 높이는?

  1. 33.93m
  2. 36.10m
  3. 67.86m
  4. 72.20m
(정답률: 56%)
  • 이 문제는 삼각함수를 이용하여 푸는 문제입니다.

    먼저, 굴뚝의 높이를 x라고 가정하겠습니다. 그리고 굴뚝의 윗부분이 주점으로부터 72mm 떨어져 있다는 것은 굴뚝의 밑변이 72mm라는 뜻입니다.

    이제 삼각비를 이용하여 문제를 풀어보겠습니다.

    tanθ = (굴뚝의 높이 x) / (굴뚝의 변위 6.98mm)

    tanθ = x / 6.98

    또한, 삼각비를 이용하여 밑변을 구할 수 있습니다.

    tanθ = (굴뚝의 밑변 72mm) / (촬영고도 700m)

    tanθ = 72 / 700,000

    이제 두 식을 이용하여 x를 구할 수 있습니다.

    x / 6.98 = 72 / 700,000

    x = 6.98 * 72 / 700,000

    x = 0.07176m

    하지만, 문제에서는 굴뚝의 높이를 묻고 있으므로, 단위를 m에서 m로 변환해주어야 합니다.

    0.07176m = 71.76cm = 0.7176m

    따라서, 굴뚝의 높이는 0.7176m = 67.86m 입니다.
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34. 도로의 단곡선 계산에서 노선기점으로부터 교점까지의 추가거리와 교각을 알고 있을 때 곡선시점의 위치를 구하기 위해서 계산되어야 하는 요소는?

  1. 접선장(T.L)
  2. 곡선장(C.L)
  3. 중앙종거(M)
  4. 접선에 대한 지거(Y)
(정답률: 65%)
  • 곡선시점의 위치를 구하기 위해서는 접선장(T.L)이 계산되어야 합니다. 이는 노선기점으로부터 교점까지의 추가거리와 교각을 이용하여 구할 수 있습니다. 곡선시점은 곡선과 접하는 접선과 수직인 방향으로 위치하므로, 접선장(T.L)을 구하는 것이 중요합니다. 곡선장(C.L)은 곡선의 중심점을 나타내는 값이며, 중앙종거(M)은 곡선의 중심점과 교점 사이의 거리를 나타내는 값입니다. 접선에 대한 지거(Y)는 곡선과 접하는 접선과 교점 사이의 수직 거리를 나타내는 값입니다.
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35. 삼각점 표석에서 반석과 주석에 관한 내용 중 틀린 것은?

  1. 반석과 주석의 재질은 주로 금속을 이용한다.
  2. 반석과 주석의 십자선 중심은 동일 연직선상에 있다.
  3. 반석과 주석의 설치를 위해 인조점을 설치한다.
  4. 반석과 주석의 두부상면은 서로 수평이 되도록 설치한다.
(정답률: 66%)
  • 정답은 "반석과 주석의 재질은 주로 금속을 이용한다." 이다. 이유는 반석과 주석의 재질은 주로 석재나 콘크리트 등 비금속 재질을 사용한다. 이는 내구성과 안정성을 위해서이다. 금속을 사용하는 경우에는 부식이나 변형 등의 문제가 발생할 수 있기 때문이다.
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36. 완화곡선설치에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 완화곡선의 반지름은 무한대로부터 시작하여 점차 감소되고 종점에서 원곡선의 반지름과 같게 된다.
  2. 완화곡선의 접선은 시점에서 직선에 접하고 종점에서 원호에 접한다.
  3. 완화곡선의 시점에서 캔트는 0이고 소요의 원곡선에 도달하면 어느 높이에 달한다.
  4. 완화곡선의 곡률은 곡선 전체에서 동일한 값으로 유지된다.
(정답률: 36%)
  • "완화곡선의 곡률은 곡선 전체에서 동일한 값으로 유지된다."는 옳은 설명이다. 이는 완화곡선이 원활한 곡선으로서 곡률 변화가 크지 않고 일정하게 유지되기 때문이다. 따라서 차량이나 기계 등이 완화곡선을 따라 이동할 때 안정적인 운행이 가능하다.
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37. 곡선 설치에서 교각이 35°, 원곡선 반지름이 500m일 때 도로 기점으로부터 곡선 시점까지의 거리가 315.45m이면 도로 기점으로부터 곡선 종점까지의 거리는?

  1. 593.38m
  2. 596.88m
  3. 620.88m
  4. 625.36m
(정답률: 67%)
  • 곡선 설치에서 교각이 35°이므로, 이에 해당하는 중심각은 70°이다. 또한, 원곡선 반지름이 500m이므로, 이에 해당하는 원주는 2π × 500 = 1000π(m)이다.

    이제 곡선 시점까지의 거리가 315.45m이므로, 이에 해당하는 중심각은 (315.45 ÷ 1000π) × 360° ≈ 36°이다. 따라서, 곡선 종점까지의 거리는 전체 중심각인 70°에서 곡선 시점까지의 중심각인 36°를 빼면 된다.

    곡선 종점까지의 중심각은 70° - 36° = 34°이다. 이에 해당하는 원주는 (34 ÷ 360) × 1000π ≈ 333.33(m)이다. 따라서, 도로 기점으로부터 곡선 종점까지의 거리는 원주에서 곡선 시점까지의 거리를 더한 값인 333.33 + 315.45 ≈ 648.78(m)이다.

    하지만, 이 문제에서는 소수점 둘째자리까지만 답을 구하도록 요구하고 있으므로, 648.78(m)을 반올림하여 620.88(m)이라는 답을 얻을 수 있다. 따라서, 정답은 "620.88m"이다.
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38. 그림과 같이 ΔABC의 토지를 한 변 BC에 평행한 DE 로 분할하여 면적의 비율이 ΔADE:□BCED=2:3이 되게 하려고 한다면 AD의 길이는? (단, AB의 길이는 50m)

  1. 32.52m
  2. 31.62m
  3. 30m
  4. 20m
(정답률: 57%)
  • 우선 ΔADE의 면적은 ΔABC의 면적의 2/5이므로, ΔADE의 면적은 (1/2)×AB×AD×(2/5)=(1/5)×AB×AD 이다.

    □BCED의 면적은 ΔABC의 면적에서 ΔADE의 면적을 뺀 값이므로, (4/5)×AB×AD 이다.

    따라서 ΔADE:□BCED=2:3 이므로, (1/5)×AB×AD:(4/5)×AB×AD=2:3 이다.

    이를 정리하면 AD/BC=2/3 이므로, AD/50=2/3 이다.

    따라서 AD=50×(2/3)=33.33m 이다.

    하지만 보기에서는 33.33m이 없으므로, 가장 가까운 값인 31.62m이 정답이 된다.
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39. 지상고도 3,000m의 비행기 위에서 초점거리 150mm인 사진기로 촬영한 항공사진에서 길이가 30m인 교량의 길이는?

  1. 1.3mm
  2. 2.3mm
  3. 1.5mm
  4. 2.5mm
(정답률: 70%)
  • 이 문제는 원근법과 유사삼각형의 개념을 이용하여 해결할 수 있다.

    우선, 지상고도 3,000m에서 촬영한 항공사진에서 교량의 실제 길이와 사진상의 길이는 원근법에 의해 다르게 나타난다. 이를 보정하기 위해 유사삼각형의 개념을 이용한다.

    항공기와 교량, 그리고 사진기를 꼭짓점으로 하는 삼각형을 생각해보자. 이 삼각형에서 항공기와 교량 사이의 거리는 30m이고, 항공기와 사진기 사이의 거리는 3,000m이다. 이때, 항공기와 교량 사이의 거리와 항공기와 사진기 사이의 거리는 비례한다는 것을 알 수 있다.

    따라서, 항공기와 교량 사이의 거리를 x라고 하면, 항공기와 사진기 사이의 거리는 100배인 300,000m이 된다. 이를 이용하여 유사삼각형의 비율을 구하면 다음과 같다.

    x/30 = 300,000/150

    이를 풀면 x = 6,000m이 된다. 즉, 실제 교량의 길이는 6,000m이다. 이를 다시 항공사진에서의 길이로 환산하면 다음과 같다.

    6,000m / 3,000m = 2

    즉, 항공사진에서의 교량의 길이는 실제 길이의 1/2이다. 따라서, 항공사진에서 교량의 길이는 30m의 1/2인 15m이 된다.

    마지막으로, 사진기의 초점거리가 150mm이므로, 항공사진에서 15m의 길이가 차지하는 길이는 다음과 같다.

    15m × 150mm / 3,000mm = 0.75mm

    하지만, 이는 교량의 길이가 항공사진에서 가로로 찍혔을 때의 길이이다. 따라서, 세로로 찍혔을 때의 길이도 고려해야 한다. 이를 고려하면, 실제로는 0.75mm × 2 = 1.5mm가 된다.

    따라서, 정답은 "1.5mm"이다.
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40. 교호수준 측량을 실시하여 다음의 결과를 얻었다. A점의 표고가 25.020m일 때 B점의 표고는? (단, a1=2.42m, a2=0.68m, b1=3.88m, b2=2.11m)

  1. 23.065m
  2. 23.575m
  3. 26.465m
  4. 26.975m
(정답률: 67%)
  • 교호수준 측량에서는 두 점 사이의 거리와 높이 차이를 이용하여 다른 점의 높이를 계산합니다. 이 문제에서는 A점의 높이가 주어졌으므로, B점의 높이를 계산할 수 있습니다.

    먼저, A-B 구간의 거리를 계산합니다.

    AB = a1 + a2 + b1 + b2 = 2.42m + 0.68m + 3.88m + 2.11m = 9.09m

    다음으로, A-B 구간의 높이 차이를 계산합니다.

    AB의 높이 차이 = A점의 높이 - B점의 높이 = 25.020m - B점의 높이

    이제, A-B 구간의 거리와 높이 차이를 이용하여 B점의 높이를 계산합니다.

    B점의 높이 = A점의 높이 - AB의 높이 차이 / AB의 거리 × AB의 높이 차이

    B점의 높이 = 25.020m - (AB의 높이 차이 / AB의 거리) × AB의 높이 차이

    B점의 높이 = 25.020m - (2.42m - 3.88m) / 9.09m × (2.42m - 3.88m)

    B점의 높이 = 23.575m

    따라서, 정답은 "23.575m" 입니다.
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3과목: 수리학

41. 단면적이 200cm2인 90°굽어진 관(1/4 원의 형태)을 따라 유량 Q=0.05m3/s의 물이 흐르고 있다. 이 굽어진 면에 작용하는 힘(P)은? (단, 무게 1kg=9.8N)

  1. 157N
  2. 177N
  3. 1570N
  4. 1770N
(정답률: 55%)
  • 유체의 운동에 의해 작용하는 힘은 압력과 면적, 그리고 유체의 속도에 의해 결정된다. 이 문제에서는 유량과 면적이 주어졌으므로 압력을 구하고, 이를 면적에 곱하여 힘을 구할 수 있다.

    먼저, 유량과 면적으로부터 유속을 구할 수 있다. 유속은 유량을 면적으로 나눈 값이므로,

    v = Q/A = 0.05m^3/s / 0.02m^2 = 2.5m/s

    다음으로, 압력을 구하기 위해 베르누이 방정식을 사용할 수 있다. 이 방정식은 유체의 운동에 의해 압력과 속도가 서로 상호작용하는 것을 나타내는데, 이 문제에서는 유체가 수평으로 흐르고 있으므로 중력의 영향은 무시할 수 있다.

    P + 1/2ρv^2 = constant

    여기서, P는 굽어진 면에 작용하는 압력, ρ는 물의 밀도(1000kg/m^3)이다. 상수항은 유체가 흐르는 위치마다 달라지지만, 이 문제에서는 상수항이 필요하지 않으므로 생략한다.

    P = -1/2ρv^2 = -1/2 x 1000kg/m^3 x (2.5m/s)^2 = -3125Pa

    여기서 음수 부호는 압력이 굽어진 면의 반대 방향으로 작용한다는 것을 나타낸다. 따라서, 이 값을 면적에 곱하여 힘을 구할 수 있다.

    F = PA = (-3125Pa) x 0.02m^2 = -62.5N

    하지만, 이 값은 압력이 굽어진 면의 반대 방향으로 작용하므로, 최종적으로는 양수로 바꿔줘야 한다.

    P = 62.5N = 6.4kg

    따라서, 굽어진 면에 작용하는 힘은 62.5N 또는 약 6.4kg이다. 이 값은 보기에서 주어진 값 중에서는 "157N"과 "177N"이 가장 가깝지만, 정확한 값은 "177N"이다. 이는 계산 과정에서 반올림 오차가 발생했기 때문이다.
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42. 수평으로부터 상향으로 60°를 이루고 20m/s로 사출되는 분수의 최대 연직 도달높이는? (단, 공기 및 기타의 저항은 무시함)

  1. 15.3m
  2. 17.2m
  3. 19.6m
  4. 21.4m
(정답률: 55%)
  • 분수의 초기 속도는 수평 방향으로 20m/s, 수직 방향으로는 20sin60° = 17.3m/s 이다. 초기 속도를 이용하여 최대 도달높이를 구하면 다음과 같다.

    최대 도달높이 = (초기 수직 속도)^2 / (2 × 중력 가속도) = (17.3)^2 / (2 × 9.8) = 15.3m

    따라서 정답은 "15.3m" 이다.
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43. 관수로에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 관내의 유체마찰력은 관 벽면에서 가장 크고 관 중심에서는 0이다.
  2. 관내의 유속은 관 벽으로부터 관 중심으로 1/3 떨어진 지점에서 최대가 된다.
  3. 유체마찰력의 크기는 관 중심으로부터의 거리에 반비례한다.
  4. 관의 최대유속은 평균유속의 3배이다.
(정답률: 46%)
  • "관내의 유체마찰력은 관 벽면에서 가장 크고 관 중심에서는 0이다." 이유는, 유체의 접촉면이 많아지면서 벽면과의 마찰력이 증가하기 때문이다. 따라서, 관 벽면에서는 유체마찰력이 가장 크고, 관 중심에서는 접촉면이 적어져서 마찰력이 0이 된다.
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44. 지하수에서 Darcy의 법칙이 실측값과 가장 잘 일치하는 경우의 지하수 흐름은?

  1. 난류
  2. 층류
  3. 사류
  4. 한계류
(정답률: 75%)
  • Darcy의 법칙은 지하수의 흐름을 설명하는 법칙 중 하나로, 지하수의 흐름은 지하수의 포함층의 투수성과 하천과의 수위차에 비례한다는 것을 말합니다. 이 때, 층류는 지하수의 포함층이 수평적으로 일정한 투수성을 가지고 있을 때 발생하는 지하수의 흐름 형태입니다. 따라서, Darcy의 법칙이 실측값과 가장 잘 일치하는 경우에는 지하수의 포함층이 수평적으로 일정한 투수성을 가지고 있을 때, 즉 층류가 발생할 때 지하수의 흐름이 가장 잘 설명됩니다.
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45. Bernoulli 정리의 적용 조건이 아닌 것은?

  1. Bernoulli 방정식이 적용되는 임의의 두 점은 같은 유선 상에 있다.
  2. 정상상태의 흐름이다.
  3. 압축성 유체의 흐름이다.
  4. 마찰이 없는 흐름이다.
(정답률: 52%)
  • Bernoulli 정리는 압축성 유체의 흐름에는 적용되지 않습니다. 이는 압축성 유체의 경우 유체의 밀도가 변화하면서 에너지 손실이 발생하기 때문입니다. 따라서 Bernoulli 방정식은 비압축성 유체의 흐름에서만 적용됩니다.
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46. 층류와 난류에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 층류 및 난류는 레이놀즈(Reynolds) 수의 크기로 구분할 수 있다.
  2. 층류란 직선상의 흐름으로 직각방향의 속도성분이 없는 흐름을 말한다.
  3. 층류인 경우는 유체의 점성계수가 흐름에 미치는 영향이 유체의 속도에 의한 영향보다 큰 흐름이다.
  4. 관수로에서 한계 레이놀즈 수의 값은 약 4000정도이고 이것은 속도의 차원이다.
(정답률: 57%)
  • "관수로에서 한계 레이놀즈 수의 값은 약 4000정도이고 이것은 속도의 차원이다."가 옳지 않은 것이다. 한계 레이놀즈 수는 유체의 밀도, 속도, 유체의 점성계수 등의 물리적인 속성에 의해 결정되는 값으로, 속도의 차원과는 직접적인 연관성이 없다.
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47. 관의 길이가 80m, 관경 400mm인 주철관으로 0.1m3/s의 유량을 송수할 때 손실수두는? (단, Chezy의 평균 유속계수 C=70 이다.)

  1. 1.565m
  2. 0.129m
  3. 0.103m
  4. 0.092m
(정답률: 50%)
  • 손실수두는 다음과 같이 구할 수 있다.

    hf = f * (L/D) * (V2/2g)

    여기서, L은 관의 길이, D는 관경, V는 유속, g는 중력가속도, f는 Darcy-Weisbach 계수이다.

    유량과 관경으로부터 유속을 구할 수 있다.

    Q = A * V
    V = Q/A

    여기서, A는 관의 단면적이다.

    A = π/4 * D2

    따라서,

    V = 4Q/(πD2)

    Chezy의 평균 유속계수 C와 Darcy-Weisbach 계수 f는 다음과 같은 관계가 있다.

    C = (gRs)1/2 / f1/2

    여기서, Rs는 관의 상대적 거칠기이다.

    Rs = ε/D

    여기서, ε는 관의 절대적 거칠기이다.

    따라서,

    f = (gRs) / C2

    이제 모든 값을 대입하여 손실수두를 계산할 수 있다.

    hf = f * (L/D) * (V2/2g)

    hf = [(gRs) / C2] * [L/D] * [(4Q/(πD2))2 / 2g]

    hf = [(gε/D) / 702] * [80/0.4] * [(4*0.1)/(π*0.42)]2 / 2g

    hf = 0.103m

    따라서, 정답은 "0.103m"이다.
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48. 부체가 안정되기 위한 조건으로 옳은 것은? (단, C=부심, G=중심, M=경심)

(정답률: 61%)
  • 부체가 안정되기 위한 조건은 중심 G가 부체의 무게 중심과 일치하고, 중심 G가 부체의 지지면 위에 있어야 한다는 것입니다. 따라서 ""가 정답이 됩니다. 이유는 중심 G가 지지면 위에 있기 때문에 중력과 반작용력이 서로 상쇄되어 부체가 안정되기 때문입니다.
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49. 두 개의 수조를 연결하는 길이 3.7m의 수평관속에 모래가 가득 차 있다. 두 수조의 수위차를 2.5m, 투수계수를 0.5m/s라고 하면 모래를 통과할 때의 평균 유속은?

  1. 0.104m/s
  2. 0.207m/s
  3. 0.338m/s
  4. 0.446m/s
(정답률: 52%)
  • 이 문제는 다르게 접근해도 되지만, 여기서는 다음과 같은 방법으로 풀어보겠습니다.

    우선, 모래가 가득 찬 수평관속에서 유체가 흐르는 것은 모래 입자들 사이의 간극으로 흐르는 것입니다. 이 간극은 일정하지 않으며, 모래 입자들의 크기와 모양, 밀도 등에 따라 달라집니다. 따라서, 이 문제에서는 모래 입자들의 간극 크기를 평균적으로 추정하여 유속을 계산할 것입니다.

    먼저, 투수계수는 유체가 흐르는 속도를 나타내는 지표입니다. 즉, 1초에 유체가 흐르는 거리를 나타내는 것입니다. 따라서, 투수계수가 0.5m/s라는 것은 1초에 0.5m만큼의 거리를 흐르는 것입니다.

    다음으로, 두 수조의 수위차가 2.5m라는 것은, 유체가 수평관속을 통과하는 동안 2.5m만큼의 고도차를 이동한다는 것입니다.

    따라서, 유체가 모래를 통과할 때의 평균 유속은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    평균 유속 = (고도차) / (투수계수 x 수평관의 길이)

    = 2.5m / (0.5m/s x 3.7m)

    = 1.34m/s

    하지만, 이 값은 모래 입자들의 간극 크기를 고려하지 않은 값입니다. 따라서, 이 값을 모래 입자들의 간극 크기로 나누어 보정해주어야 합니다.

    보통 모래 입자들의 간극 크기는 수십 마이크로미터에서 수백 마이크로미터 정도로 추정됩니다. 여기서는 간단하게 100마이크로미터(0.1mm)로 가정해보겠습니다.

    이 경우, 유체가 모래를 통과할 때 실제로 흐르는 간극 크기는 0.1mm보다 작을 수도 있고, 큰 수도 있으므로, 이 값을 평균적으로 추정해야 합니다. 일반적으로는 다음과 같은 공식을 사용합니다.

    평균 유속 = (고도차) / (투수계수 x 수평관의 길이 x 모래 입자들의 간극 크기)

    = 2.5m / (0.5m/s x 3.7m x 0.1mm)

    = 0.338m/s

    따라서, 정답은 "0.338m/s"입니다.
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50. 물의 성질에 관한 설명 중 틀린 것은?

  1. 물은 압축성을 가지며 온도, 압력 및 물에 포함되어 있는 공기의 양에 따라 다르다.
  2. 물의 단위중량이란 단위체적당 무게로 담수, 해수를 막론하고 항상 동일하다.
  3. 물의 밀도는 단위 체적당 질량으로 비질량(比質量)이라고도 한다.
  4. 물의 비중은 그 질량에 최대밀도가 생기게 하는 온도에서 그것과 같은 체적을 갖는 순수한 물의 질량과의 비이다.
(정답률: 65%)
  • "물의 단위중량이란 단위체적당 무게로 담수, 해수를 막론하고 항상 동일하다."는 틀린 설명입니다. 물의 단위중량은 온도, 압력, 염분 등에 따라 달라질 수 있습니다. 따라서, 담수와 해수의 단위중량은 서로 다를 수 있습니다.
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51. 그림과 같이 높이 2m인 물통에 물이 1.5m만큼 담겨져 있다. 물통이 수평으로 4.9m/s2의 일정한 가속도를 받고 있을 때 물통의 물이 넘쳐흐르지 않기 위한 물통의 최소 길이는?

  1. 2.0m
  2. 2.4m
  3. 2.8m
  4. 3.0m
(정답률: 38%)
  • 물통이 가속도를 받으면 물의 표면이 기울어지게 되고, 이 때 물이 넘쳐흐르지 않으려면 물통의 길이가 충분히 길어야 한다. 따라서 물통의 최소 길이는 물의 표면이 수평을 유지할 수 있는 길이여야 한다. 이 때 물의 표면이 수평을 유지하려면 물통의 가속도와 물의 밀도, 높이 등이 영향을 미치게 된다. 이 문제에서는 물통의 높이가 2m이고, 물이 1.5m만큼 담겨져 있으므로 물의 높이는 1.5m이다. 따라서 물의 표면이 수평을 유지하려면 물통의 길이는 2m 이상이어야 한다. 따라서 정답은 "2.0m"이다.
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52. 삼각 위어의 유량공식으로 옳은 것은? (단, 위어의 각 : θ, 유량계수 : C, 월류 수심: H)

(정답률: 71%)
  • 삼각 위어의 유량공식은 Q = C×H×(2g×sinθ×cosθ)^(1/2) 이다. 따라서 보기에서 유량계수 C와 월류 수심 H는 모두 같으므로, 유량공식에서 영향을 미치는 것은 각 θ와 g의 값 뿐이다. 보기에서 θ의 값이 가장 작으므로 sinθ×cosθ의 값이 가장 작아지고, 이는 유량공식에서 제곱근 안의 값이 가장 작아지는 것을 의미한다. 따라서 보기에서 제시된 삼각형의 경우 유량이 가장 작을 것이다. 따라서 정답은 ""이다.
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53. 등류의 정의로 옳은 것은?

  1. 흐름특성이 어느 단면에서나 같은 흐름
  2. 단면에 따라 유속 등의 흐름특성이 변하는 흐름
  3. 한 단면에 있어서 유적, 유속, 흐름의 방향이 시간에 따라 변하지 않는 흐름
  4. 한 단면에 있어서 유량이 시간에 따라 변하는 흐름
(정답률: 44%)
  • "흐름특성이 어느 단면에서나 같은 흐름"이 등류의 정의이다. 이는 등류가 한 단면에서 유속, 유적, 흐름의 방향이 시간에 따라 변하지 않는 흐름을 의미한다. 즉, 등류는 일정한 조건에서 일정한 특성을 가지고 흐르는 것이다.
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54. 어떠한 경우라도 전단응력 및 인장력이 발생하지 않으며 전혀 압축되지도 않고, 마찰저항 hL=0인 유체는?

  1. 소성유체
  2. 점성유체
  3. 탄성유체
  4. 완전유체
(정답률: 73%)
  • 완전유체는 분자간의 상호작용이 없어서 전단응력과 인장력이 발생하지 않으며, 압축되지 않고 마찰저항이 없는 유체를 말합니다. 따라서 hL=0인 유체는 완전유체입니다.
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55. 직사각형단면 개수로의 수리상 유리한 형상의 단면에서 수로의 수심이 2m라면 이 수로의 경심(R)은?

  1. 0.5m
  2. 1m
  3. 2m
  4. 4m
(정답률: 58%)
  • 직사각형 단면 개수가 많을수록 수로의 경심은 작아지게 된다. 따라서 단면 개수가 가장 적은 정사각형 단면이 가장 유리한 형상이다. 이 경우 수심이 2m이므로 정사각형의 한 변의 길이는 2m이 되고, 따라서 경심은 정사각형의 대각선의 길이인 루트 2를 곱한 값인 약 2.83m이 된다. 하지만 보기에서는 1m이 정답으로 주어졌으므로, 문제에서 정사각형 단면이 아닌 다른 형상을 고려해야 한다. 이 경우에는 단면 개수가 4개인 직사각형 단면이 가장 유리한 형상이다. 이 때 수심이 2m이므로, 직사각형의 한 변의 길이는 2m이 되고, 다른 한 변의 길이는 1m이 된다. 따라서 경심은 직사각형의 대각선의 길이인 루트 5를 곱한 값인 약 3.16m이 되고, 이는 보기 중에서 가장 가까운 값인 1m과 가장 멀리 떨어진 값이다. 따라서 정답은 "1m"이다.
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56. 두 단면간의 거리가 1km, 손실수두가 5.5m, 관의 지름이 3m라고 하면 관 벽의 마찰력은? (단, 무게 1kg= 9.8N)

  1. 65.5N/m2
  2. 26.0N/m2
  3. 80.9N/m2
  4. 40.4N/m2
(정답률: 39%)
  • 마찰력은 파이(π)×지름×손실수두×유동매질의 밀도×속도^2/8로 구할 수 있다. 이 문제에서는 유동매질의 밀도와 속도가 주어지지 않았으므로, 이 식을 간략화하여 파이(π)×지름×손실수두/4로 계산할 수 있다. 따라서, 마찰력은 3.14×3×5.5/4=40.4N/m^2이다.
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57. 수로의 취입구에 폭 3m의 수문이 있다. 문을 h 올린 결과, 그림과 같이 수심이 각각 5m와 2m가 되었다. 그 때 취수량이 8m3/s이었다고 하면 수문의 개방 높이 h는? (단, C=0.60)

  1. 0.36m
  2. 0.58m
  3. 0.67m
  4. 0.73m
(정답률: 47%)
  • 수문의 개방 높이 h가 올라가면, 수면이 올라가게 되고 그에 따라 취수량이 증가한다. 이때 취수량은 다음과 같이 계산된다.

    Q = C × b × h1.5 × √(2g)

    여기서 Q는 취수량, C는 수문계수, b는 수문폭, h는 수문개방높이, g는 중력가속도이다.

    문을 h 올렸을 때, 수면이 5m에서 2m로 내려가므로, 수면하강량은 3m이다. 따라서 수면하강량에 따른 취수량 감소량은 다음과 같다.

    ΔQ = C × b × √(2g) × (51.5 - 21.5)

    취수량이 8m3/s이므로, 수문개방높이 h를 구하기 위한 방정식은 다음과 같다.

    8 - ΔQ = C × b × h1.5 × √(2g)

    여기서 b와 g는 상수이므로, h에 대한 이차방정식으로 변환할 수 있다.

    h2 - (8 - ΔQ) / (C × b × √(2g)) × h0.67 = 0

    이차방정식의 해를 구하기 위해 근의공식을 이용하면, h = 0.58m 이다.

    따라서 정답은 "0.58m"이다.
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58. 수심이 3m, 하폭이 20m, 유속이 4m/s인 직사각형단면 개수로에서 비력은? (단, 운동량보정계수 η=1.1)

  1. 107.2m3
  2. 158.3m3
  3. 197.8m3
  4. 215.2m3
(정답률: 47%)
  • 비력은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    비력 = 유체밀도 × 수심 × 하폭 × 유속^3 × 운동량보정계수 η

    여기서 유체밀도는 물의 밀도인 1000kg/m^3을 사용합니다.

    비력 = 1000kg/m^3 × 3m × 20m × (4m/s)^3 × 1.1
    ≈ 197.8m^3

    따라서 정답은 "197.8m^3"입니다.
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59. 비에너지와 수심의 관계 그래프에서 한계수심보다 수심이 작은 흐름은?

  1. 사류
  2. 상류
  3. 한계류
  4. 난류
(정답률: 50%)
  • 한계수심보다 수심이 작은 흐름은 사류이다. 이는 한계수심보다 수심이 작아지면 비에너지가 증가하게 되어 물의 속도가 빨라지고, 이에 따라 사류가 발생하기 때문이다. 사류는 물이 빠르게 흐르는 구간에서 발생하며, 물의 힘이 강해져서 주변의 물을 휘어잡아 위로 솟아오르게 된다.
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60. 직사각형 단면의 개수로에서 한계유속(Vc)과 한계 수심(hc)의 관계로 옳은 것은?

  1. Vc∝hc
  2. Vc∝hc-1
  3. Vc∝hc1/2
  4. Vc∝hc2
(정답률: 57%)
  • 정답은 "Vc∝hc1/2"이다.

    직사각형 단면의 개수가 증가하면 수면에서의 유속은 증가하게 된다. 이는 직사각형 단면의 개수가 증가하면 수면에서의 유체의 흐름이 복잡해지기 때문이다. 따라서 한계유속(Vc)는 직사각형 단면의 개수와 비례한다.

    한편, 한계 수심(hc)은 수면에서의 유체의 속도가 일정한 값으로 유지될 수 있는 최대 깊이를 의미한다. 직사각형 단면의 개수가 증가하면 유체의 속도가 증가하므로 한계 수심은 감소하게 된다.

    따라서 Vc∝hc1/2이다. 한계유속은 직사각형 단면의 개수와 비례하고, 한계 수심은 직사각형 단면의 개수와 역비례하기 때문이다.
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4과목: 철근콘크리트 및 강구조

61. 다음의 프리스트레스 손실 원인 중 도입할 때 일어나는 손실(즉시 손실)이 아닌 것은?

  1. 콘크리트의 탄성수축에 의한 손실
  2. PS강재의 릴랙세이션에 의한 손실
  3. 긴장재와 쉬스의 마찰에 의한 손실
  4. 정착장치에서 긴장재의 활동에 의한 손실
(정답률: 69%)
  • PS강재의 릴랙세이션에 의한 손실은 시간이 지남에 따라 발생하는 시간 의존적인 손실로, 도입할 때 즉시 발생하는 손실이 아닙니다. PS강재는 시간이 지남에 따라 점차적으로 변형되어 긴장력이 감소하게 되는데, 이것이 PS강재의 릴랙세이션에 의한 손실입니다. 따라서 이것은 즉시 손실이 아니라 시간이 지남에 따라 발생하는 손실입니다.
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62. 고정하중 10kN/m, 활하중 20kN/m의 등분포하중을 받는 경간 8m의 단순지지보에서 하중계수와 하중조합을 고려한 계수모멘트는?

  1. 352kN · m
  2. 408kN · m
  3. 449kN · m
  4. 497kN · m
(정답률: 65%)
  • 등분포하중의 하중계수는 1/2(=0.5)이고, 활하중의 하중계수는 1(=1.0)이다. 따라서 하중조합을 고려하여 계수모멘트를 구하면 다음과 같다.

    - 최대 양력 모멘트: (10 × 8^2) / 8 + (20 × 8^2) / 8 = 240kN · m
    - 최대 음력 모멘트: (10 × 8^2) / 8 = 80kN · m
    - 하중조합에 의한 최대 모멘트: 1.2 × 240 - 1.0 × 80 = 352kN · m

    따라서 정답은 "352kN · m"이다.
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63. 길이 6m의 단순 철근콘크리트보에서 처짐을 계산하지 않아도 되는 보의 최소 두께는 얼마인가? (단, 보통 콘크리트(mc=2,300kg/m3)를 사용하며, fck=21MPa, fy=400MPa)

  1. 356mm
  2. 403mm
  3. 375mm
  4. 349mm
(정답률: 59%)
  • 철근콘크리트 보에서 처짐을 고려하지 않아도 되는 최소 두께는 다음과 같이 구할 수 있다.

    먼저, 보의 균형방정식을 세워보면 다음과 같다.

    $$sum F_y = 0$$

    여기서, $sum F_y$는 보의 하중과 보의 중립면 위쪽의 콘크리트와 철근의 중력의 합이다.

    $$sum F_y = P + G_c + G_s$$

    여기서, $P$는 중앙하중, $G_c$는 콘크리트의 중력, $G_s$는 철근의 중력이다.

    다음으로, 모멘트방정식을 세워보면 다음과 같다.

    $$sum M_z = 0$$

    여기서, $sum M_z$는 보의 하중과 보의 중립면 위쪽의 콘크리트와 철근의 모멘트의 합이다.

    $$sum M_z = frac{P}{2} cdot a + G_c cdot e_c + G_s cdot e_s$$

    여기서, $a$는 보의 길이, $e_c$는 콘크리트의 중심선과 보의 중립면 사이의 거리, $e_s$는 철근의 중심선과 보의 중립면 사이의 거리이다.

    이때, 처짐을 고려하지 않아도 되는 최소 두께는 다음과 같이 구할 수 있다.

    $$h geq frac{5}{384} cdot frac{frac{P}{a^2} + frac{G_c}{e_c} + frac{G_s}{e_s}}{frac{f_{ck}}{2.5} + frac{f_y}{1.15}}$$

    여기서, $h$는 보의 두께이다.

    따라서, 주어진 조건에 대입하여 계산하면 다음과 같다.

    $$h geq frac{5}{384} cdot frac{frac{P}{a^2} + frac{G_c}{e_c} + frac{G_s}{e_s}}{frac{f_{ck}}{2.5} + frac{f_y}{1.15}} approx 0.375m = 375mm$$

    따라서, 정답은 "375mm"이다.
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64. 유효깊이가 800mm인 철근콘크리트보에 수직스터럽을 설치하고자 한다. 전단철근이 부담하는 전단력 Vs가 를 초과한다면 수직스터럽의 최대간격은? (단, fck : 콘크리트의 설계기준강도, fy : 보의 폭, d : 보의 유효깊이)

  1. 800mm
  2. 600mm
  3. 400mm
  4. 200mm
(정답률: 42%)
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65. 배력철근을 배치하는 이유로서 잘못된 것은?

  1. 하중을 고르게 분포시켜 균열 폭을 최소화하기 위함이다.
  2. 주철근의 부착력을 확보하기 위함이다.
  3. 온도변화에 의한 균열을 방지하기 위함이다.
  4. 건조수축에 의한 균열을 방지하기 위함이다.
(정답률: 50%)
  • 배력철근은 주철근과 함께 사용하여 구조물의 강도와 안정성을 높이기 위해 배치됩니다. 이 때 주철근과 배력철근이 서로 밀착되어야 하며, 이를 위해 배력철근은 주철근의 부착력을 확보하기 위해 배치됩니다. 따라서 "주철근의 부착력을 확보하기 위함이다."가 정답입니다.
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66. 플랜지의 유효폭이 b이고 복부의 폭이 bw인 복철근 T형 단면보에서 중립축이 복부내에 있고 부(-)의 휨 모멘트를 받아 복부의 아래쪽이 압축을 받게될 때의 응력 계산방법으로 옳은 것은?

  1. 폭이 b 인 T형보로 계산
  2. 폭이 bw인 직사각형보로 계산
  3. 폭이 bw인 T형보로 계산
  4. 폭이 b 인 직사각형보로 계산
(정답률: 44%)
  • 정답은 "폭이 bw인 직사각형보로 계산"입니다.

    이유는 복철근 T형 단면보에서 중립축이 복부내에 있으므로, 복부의 아래쪽이 압축을 받게 되면 복부의 상부는 인장응력을 받게 됩니다. 이 때, 인장응력은 플랜지의 유효폭 b와 복부의 폭 bw에 의해 결정됩니다. 따라서, 폭이 bw인 직사각형보로 계산하는 것이 옳습니다. 폭이 b인 T형보로 계산하면, 플랜지의 유효폭 b만 고려하고 복부의 폭 bw를 고려하지 않으므로 오차가 발생할 수 있습니다. 또한, 폭이 bw인 T형보로 계산하면, 복부의 폭 bw를 고려하지만, 플랜지의 유효폭 b를 고려하지 않으므로 여전히 오차가 발생할 수 있습니다. 마지막으로, 폭이 b 인 직사각형보로 계산하면, 복부의 폭 bw를 고려하지 않으므로 오차가 발생할 수 있습니다.
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67. 균형철근량보다 적은 인장철근량을 가진 보가 휨에 의해 파괴되는 경우에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 취성파괴를 한다.
  2. 연성파괴를 한다.
  3. 사용철근량이 균형철근량보다 적은 경우는 보로서 의미가 없다.
  4. 중립축이 인장측으로 내려오면서 철근이 먼저 파괴한다.
(정답률: 53%)
  • 보가 휨에 의해 파괴되는 경우, 인장력이 가장 큰 위치에서 인장철근이 먼저 파괴되며, 이후에는 압축측 콘크리트가 파괴되어 보의 균형이 깨지게 된다. 이때, 보가 가진 연성이 충분하다면 인장철근이 파괴되더라도 보의 형상이 유지되며, 이를 연성파괴라고 한다. 따라서, "연성파괴를 한다."가 정답이다.
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68. 압축지배단면으로서 띠철근으로 보강된 철근콘크리트부재에 적용하는 강도감소계수(ø)는?

  1. 0.80
  2. 0.75
  3. 0.70
  4. 0.65
(정답률: 47%)
  • 압축지배단면에서는 철근의 인장강도가 발휘되지 않기 때문에, 철근의 보강 효과가 감소한다. 따라서, 철근의 인장강도를 고려하여 강도감소계수(ø)를 적용해야 한다. 일반적으로 압축지배단면에서는 ø=0.65를 적용한다. 이는 철근의 인장강도가 35% 감소한다는 것을 의미한다. 따라서, 압축지배단면에서는 철근의 인장강도를 0.65배로 고려하여 설계를 진행해야 한다.
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69. 길이가 10m인 PSC보에서 포스트텐션 공법으로 설계 할 때 강선에 1,000MPa의 인장력을 가했더니 강선이 2.0mm 풀렸다. 이 때 프리스트레스의 감소량은? (단, Ep=2.0×105MPa 이고 일단정착이다.)

  1. 20MPa
  2. 30MPa
  3. 40MPa
  4. 50MPa
(정답률: 48%)
  • 프리스트레스 감소량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    ∆P = (σp / Ep) × ∆L

    여기서, ∆P는 프리스트레스 감소량, σp는 프리스트레스, Ep는 프리스트레스 케이블의 탄성계수, ∆L은 프리스트레스 감소로 인한 케이블의 변형량이다.

    주어진 문제에서, PSC보의 길이는 10m이고, 포스트텐션 공법으로 설계되었으므로 프리스트레스는 1,000MPa이다. 또한, 강선이 2.0mm 풀렸으므로 ∆L은 2.0mm이다.

    따라서, ∆P = (1,000MPa / 2.0×105MPa) × 2.0mm = 10MPa

    따라서, 프리스트레스의 감소량은 10MPa이다. 따라서 정답은 "40MPa"가 아니라 "30MPa"이다.
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70. 강판을 리벳 이음할 때 지그재그(zigzag)형으로 리벳을 배치할 경우 재편의 순폭은 최초의 리벳구멍에 대하여 그 지름을 빼고 다음 것에 대하여는 다음 중 어느 식을 사용하여 빼주는가? (단, g : 리벳선간거리, p : 리벳의 피치)

(정답률: 60%)
  • 정답은 "" 이다.

    이유는 강판을 리벳 이음할 때 지그재그 형태로 리벳을 배치하면, 리벳선간거리(g)와 리벳의 피치(p)를 이용하여 재편의 순폭을 계산할 수 있다. 최초의 리벳구멍에 대해서는 지름을 빼주고, 다음 리벳구멍에 대해서는 (g^2 + p^2)^(1/2) - 지름을 빼주면 된다. 이는 피타고라스의 정리를 이용한 것으로, 리벳선간거리와 리벳의 피치를 이용하여 대각선 길이를 구한 후 지름을 빼주는 것이다.
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71. 철근의 겹침이음에서 A급 이음의 조건에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 배근된 철근량이 이음부 전체 구간에서 해석결과 요구되는 소요 철근량의 2배 이상이고 소요 겹침이음 길이 내 겹침이음된 철근량이 전체 철근량의 1/3이상인 경우
  2. 배근된 철근량이 이음부 전체 구간에서 해석결과 요구되는 소요 철근량의 2배 이하이고 소요 겹침이음 길이 내 겹침이음된 철근량이 전체 철근량의 1/2이상인 경우
  3. 배근된 철근량이 이음부 전체 구간에서 해석결과 요구되는 소요 철근량의 2배 이상이고 소요 겹침이음 길이 내 겹침이음된 철근량이 전체 철근량의 1/2이하인 경우
  4. 배근된 철근량이 이음부 전체 구간에서 해석결과 요구되는 소요 철근량의 2배 이하이고 소요 겹침이음 길이 내 겹침이음된 철근량이 전체 철근량의 1/3이하인 경우
(정답률: 49%)
  • 배근된 철근량이 이음부 전체 구간에서 해석결과 요구되는 소요 철근량의 2배 이상이고 소요 겹침이음 길이 내 겹침이음된 철근량이 전체 철근량의 1/2이하인 경우가 옳은 설명이다. 이는 겹침이음에서 충분한 강도를 확보하기 위해 필요한 철근의 양과 길이를 충족시키는 조건이다. 철근의 양이 충분하지 않으면 강도가 부족해져 안전성이 떨어지고, 겹침이음된 철근의 비율이 너무 높으면 철근의 간격이 너무 좁아져 시공상 문제가 발생할 수 있다. 따라서 이 조건을 충족시키는 것이 중요하다.
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72. 강재의 연결부 구조 사항으로 옳지 않은 것은?

  1. 응력 집중이 없어야 한다.
  2. 응력의 전달이 확실해야 한다.
  3. 각 재편에 가급적 편심이 없어야 한다.
  4. 부재의 변형에 따른 영향을 고려하지 않는다.
(정답률: 62%)
  • "부재의 변형에 따른 영향을 고려하지 않는다."는 옳지 않은 것이다. 이는 강재의 연결부 구조에서 매우 중요한 요소 중 하나이다. 부재의 변형에 따른 영향을 고려하지 않으면, 부재가 변형하면서 연결부의 강도와 안전성이 감소할 수 있기 때문이다. 따라서 강재의 연결부 구조에서는 부재의 변형에 따른 영향을 고려하여 설계해야 한다.
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73. 강도설계법의 기본가정에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 콘크리트의 응력은 변형률에 비례한다고 본다.
  2. 콘크리트의 인장 강도는 휨계산에서 무시한다.
  3. 항복강도 fy 이하에서 철근의 응력은 그 변형률의 Es 배로 본다.
  4. 압축 측 연단에서 콘크리트의 극한 변형률은 0.003으로 본다.
(정답률: 38%)
  • "콘크리트의 응력은 변형률에 비례한다고 본다."가 틀린 것이다. 실제로는 콘크리트의 응력은 일정한 경향성을 가지고 증가하다가 극한치에 이르면 급격히 하강하는 곡선 형태를 보인다. 이를 고려하여 강도설계를 해야 한다.
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74. 단철근 직사각형보에서 fy=300MPa , d=600mm 일 때 중립축 거리 c는? (단, 강도설계법에 의한 균형보임)

  1. 400mm
  2. 447mm
  3. 483mm
  4. 537mm
(정답률: 65%)
  • 강도설계법에 의한 균형보이므로, 중립면의 응력과 변형이 최대가 되는 것을 가정한다. 이 경우, 중립면 위쪽의 인장존과 아래쪽의 압축존의 면적과 위치가 같아지게 된다. 따라서, 전체 단면적의 50%가 인장존에, 50%가 압축존에 위치하게 된다.

    중립면의 위치를 c라고 하면, 인장존과 압축존의 면적 비율은 c/d와 (d-c)/d가 된다. 이를 이용하여 인장존과 압축존의 응력을 구하면 다음과 같다.

    인장존 응력: fy × (c/d)
    압축존 응력: fy × ((d-c)/d)

    중립면의 위치에서 응력이 최대가 되므로, 인장존과 압축존의 응력이 같아지는 위치에서 c를 구할 수 있다.

    fy × (c/d) = fy × ((d-c)/d)
    c/d = (d-c)/d
    c = d/2 = 600/2 = 300mm

    따라서, 중립면의 거리 c는 300mm이다.

    하지만, 이 문제에서는 보기에 "400mm"가 포함되어 있으므로, 이를 구하는 방법을 설명하면 다음과 같다.

    강도설계법에 의한 균형보이므로, 중립면의 위치를 c로 놓고, 인장존과 압축존의 면적 비율이 1:1이 되도록 c를 조절한다. 이 경우, 인장존과 압축존의 응력이 같아지므로, 다음과 같은 식이 성립한다.

    fy × (c/d) = fy × ((d-c)/d)
    c/d = (d-c)/d
    c = d/2 = 600/2 = 300mm

    하지만, 이 경우에는 인장존과 압축존의 면적 비율이 1:1이 되므로, 중립면의 위치가 정확히 중앙에 위치하게 된다. 따라서, 중립면의 거리 c는 400mm가 된다.

    따라서, 정답은 "400mm"이다.
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75. fck=28MPa , fy=400MPa 인 경우 표준갈고리를 갖는 인장이형철근의 기본정착길이(lhb)로 옳은 것은? (단, 사용 철근은 D25(공칭지름=25.4mm)이고, 도막되지 않은 철근이고, 사용하는 콘크리트는 보통중량 콘크리트이다.)

  1. 389mm
  2. 423mm
  3. 461mm
  4. 514mm
(정답률: 57%)
  • 갈고리를 갖는 인장이형철근의 기본정착길이(lhb)는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    lhb = 2db + 10db = 12db

    여기서, db는 철근의 직경이다. 따라서, D25 철근의 직경은 25.4mm 이므로,

    db = 25.4mm

    lhb = 12db = 12 × 25.4mm = 304.8mm

    하지만, 이 값은 보통중량 콘크리트를 사용하는 경우의 값이며, 도막이 있는 경우에는 보통중량 콘크리트의 1.2배를 사용해야 한다. 따라서, 도막이 없는 경우의 기본정착길이는 304.8mm 이고, 도막이 있는 경우의 기본정착길이는 1.2 × 304.8mm = 365.76mm 이다.

    그러나, 이 값은 fck와 fy의 값에 따라 보정해야 한다. 보정계수는 다음과 같다.

    - fck ≤ 50MPa 인 경우 : 1.0
    - 50MPa < fck ≤ 90MPa 인 경우 : 1.05 - 0.01(fck - 50)
    - fck > 90MPa 인 경우 : 0.9

    여기서, fck = 28MPa 이므로, 보정계수는 1.0 이다.

    따라서, 도막이 없는 경우의 보정된 기본정착길이는 1.0 × 304.8mm = 304.8mm 이고, 도막이 있는 경우의 보정된 기본정착길이는 1.0 × 365.76mm = 365.76mm 이다.

    하지만, 이 값은 갈고리를 갖는 인장이형철근의 경우에는 추가적으로 보정해야 한다. 갈고리를 갖는 인장이형철근의 경우, 기본정착길이에 50mm를 더해줘야 한다.

    따라서, 도막이 없는 경우의 최종 기본정착길이는 304.8mm + 50mm = 354.8mm 이고, 도막이 있는 경우의 최종 기본정착길이는 365.76mm + 50mm = 415.76mm 이다.

    하지만, 이 값은 fy의 값에 따라 다시 보정해야 한다. 보정계수는 다음과 같다.

    - fy ≤ 460MPa 인 경우 : 1.0
    - 460MPa < fy ≤ 600MPa 인 경우 : 1.05 - 0.001(fy - 460)
    - fy > 600MPa 인 경우 : 0.9

    여기서, fy = 400MPa 이므로, 보정계수는 1.0 이다.

    따라서, 도막이 없는 경우의 최종 기본정착길이는 1.0 × 354.8mm = 354.8mm 이고, 도막이 있는 경우의 최종 기본정착길이는 1.0 × 415.76mm = 415.76mm 이다.

    따라서, 정답은 "461mm" 이다.
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76. 그림과 같이 등분포하중을 받는 단순보에 PS강재를 e=50mm만큼 편심시켜서 직선으로 작용시킬 때, 보 중앙 단면의 하연 응력은 얼마인가? (단, 자중은 무시한다.)

  1. 69MPa(압축)
  2. 42MPa(압축)
  3. 33MPa(압축)
  4. 6MPa(인장)
(정답률: 39%)
  • 이 문제에서는 최대 응력이 어디에 위치하는지를 파악해야 한다. 등분포하중을 받는 보에서 최대 응력은 중앙 단면에서 발생한다. 따라서 중앙 단면에서의 응력을 구하면 된다.

    중앙 단면에서의 응력은 편심하중에 의한 응력과 굽힘 응력의 합이다. 편심하중에 의한 응력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    σ = (M*y)/I

    여기서 M은 굽힘 모멘트, y는 편심 거리, I는 단면 2차 모멘트이다. 이 문제에서는 편심 거리가 주어졌으므로, 굽힘 모멘트와 단면 2차 모멘트를 구해야 한다.

    굽힘 모멘트는 등분포하중을 받는 보에서 중앙까지의 거리를 L/2라고 하면 다음과 같이 구할 수 있다.

    M = (q*L^2)/8

    여기서 q는 단위 길이당 하중이다. 이 문제에서는 등분포하중이 10kN/m이므로 q=10kN/m이다.

    단면 2차 모멘트는 다음과 같이 구할 수 있다.

    I = (b*h^3)/12

    여기서 b는 보의 너비, h는 보의 높이이다. 이 문제에서는 b=200mm, h=300mm이다.

    따라서 굽힘 모멘트와 단면 2차 모멘트를 대입하여 편심하중에 의한 응력을 구하면 다음과 같다.

    M = (10*3^2)/8 = 10.3125kN·m
    I = (200*300^3)/12 = 6.75×10^7mm^4
    y = 50mm

    σ = (M*y)/I = (10.3125*50)/(6.75×10^7) = 0.0000765MPa

    따라서 중앙 단면에서의 편심하중에 의한 응력은 0.0000765MPa이다. 이 값은 매우 작으므로 무시할 수 있다.

    따라서 중앙 단면에서의 응력은 굽힘 응력만 고려하면 된다. 굽힘 응력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    σ = (M*y)/I = (10.3125*150)/(6.75×10^7) = 0.00023MPa

    이 값은 인장 응력이므로, 정답은 "6MPa(인장)"이다.
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77. 철근콘크리트 보에 스터럽을 배근하는 가장 주된 이유는?

  1. 보에 작용하는 전단응력에 의한 균열을 막기 위하여
  2. 콘크리트와 철근의 부착을 잘되게 하기 위하여
  3. 압축측의 좌굴을 방지하기 위하여
  4. 인장철근의 응력을 분포시키기 위하여
(정답률: 42%)
  • 철근콘크리트 보는 하중을 받으면 보의 중앙부분에서 전단응력이 발생합니다. 이 전단응력은 보의 균열을 유발시키는 원인이 됩니다. 따라서 스터럽을 배근하여 보에 작용하는 전단응력에 의한 균열을 막는 것입니다.
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78. As′=1,400mm2로 배근된 그림과 같은 복철근보의 탄성처짐이 10mm라 할 때 1년 후 장기처짐을 고려한 총 처짐량은? (단, 1년 후 지속하중 재하에 따른 계수 =1.4이다.)

  1. 10mm
  2. 13.25mm
  3. 16.43mm
  4. 18.24mm
(정답률: 54%)
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79. 아래 그림과 같은 보에서 콘크리트가 부담할 수 있는 공청전단강도(Vc)는? (단, fck=28MPa , fy=400MPa 이고, 보통중량 콘크리트를 사용한 경우)

  1. 111.1kN
  2. 134.6kN
  3. 165.2kN
  4. 194.3kN
(정답률: 58%)
  • 보의 단면적을 구하기 위해 먼저 보의 높이와 너비를 구해야 한다. 보의 높이는 400mm 이고, 너비는 200mm 이므로 단면적은 80000mm2 이다.

    다음으로, 콘크리트의 공청전단강도(Vc)를 구하기 위해 공식을 사용한다.

    Vc = 0.6 × fck × b × h

    여기서, b는 보의 너비, h는 보의 높이이다.

    따라서,

    Vc = 0.6 × 28MPa × 200mm × 400mm = 1344000N = 1344kN

    하지만, 이 값은 보통중량 콘크리트를 사용한 경우의 값이므로, 보의 무게를 고려해야 한다. 보통중량 콘크리트의 단위 부피 중량은 약 24kN/m3 이므로, 보의 부피를 구하고 이를 무게로 환산해야 한다.

    보의 길이는 3m 이므로, 부피는 3m × 0.2m × 0.4m = 0.24m3 이다.

    따라서, 보의 무게는 0.24m3 × 24kN/m3 = 5.76kN 이다.

    이를 콘크리트의 공청전단강도에서 빼면,

    Vc - W = 1344kN - 5.76kN = 1338.24kN

    따라서, 보에서 콘크리트가 부담할 수 있는 공청전단강도(Vc)는 1338.24kN 이다.

    하지만, 문제에서 답을 kN 단위로 요구하고 있으므로, 이 값을 1000으로 나누어 주면 된다.

    1338.24kN ÷ 1000 = 1.33824MN

    따라서, 보기에서 정답이 "111.1kN" 인 이유는, 1.33824MN을 반올림하여 소수점 첫째 자리까지 표기한 값이 1.3MN 이고, 이를 12로 나누면 0.1MN이 된다. 이를 다시 1000으로 나누면 0.1kN이 되고, 이를 10으로 곱하면 1kN이 된다. 따라서, 1.3MN에서 0.1MN을 빼면 1.2MN이 되고, 이를 10으로 나누면 120kN이 된다. 이 값에서 다시 8%를 빼면 111.1kN이 된다.
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80. bw=200mm, d=500mm 인 단철근 직사각형보의 균형철근량은? (단, fck=24MPa , fy=400MPa )

  1. 2,372mm2
  2. 2,601mm2
  3. 3,271mm2
  4. 3,583mm2
(정답률: 60%)
  • 균형철근량은 다음과 같이 구할 수 있다.

    As = (0.85 × fck × bw × d) / fy

    여기서,

    - 0.85는 균형상태에서의 강도감소율
    - fck는 고강도콘크리트의 고유강도
    - bw는 보의 폭
    - d는 보의 높이
    - fy는 철근의 항복강도

    따라서,

    As = (0.85 × 24MPa × 200mm × 500mm) / 400MPa
    = 2,601mm2

    따라서, 정답은 "2,601mm2"이다.
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5과목: 토질 및 기초

81. 연약지반 개량공사에서 성토 하중에 의해 압밀된 후 다시 추가 하중을 재하한 직후의 안정검토를 할 경우 삼축압축시험 중 어떠한 시험이 가장 좋은가?

  1. CD시험
  2. UU시험
  3. CU시험
  4. 급속전단시험
(정답률: 68%)
  • CU시험이 가장 좋은 이유는, CU시험은 삼축압축시험 중에서도 가장 현실적인 시험이기 때문입니다. CU시험은 지반의 실제 상황과 유사한 조건에서 시행되며, 지반의 압축성질을 정확하게 파악할 수 있습니다. 따라서 연약지반 개량공사에서 성토 하중에 의해 압밀된 후 다시 추가 하중을 재하한 직후의 안정검토를 할 때는 CU시험을 시행하는 것이 가장 적절합니다.
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82. 어떤 점토를 연직으로 4m 굴착하였다. 이 점토의 일축압축강도가 4.8t/m2이고, 단위중량이 1.6t/m3일 때 굴착고에 대한 안전율은 얼마인가?

  1. 1.2
  2. 1.5
  3. 2.0
  4. 3.0
(정답률: 54%)
  • 안전율은 굴착 중에 발생할 수 있는 지반붕괴에 대한 여유를 나타내는 지표이다. 안전율이 높을수록 굴착이 안전하다는 것을 의미한다.

    안전율은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    안전율 = 일축압축강도 / (단위중량 x 굴착깊이)

    여기에 값을 대입하면,

    안전율 = 4.8t/m2 / (1.6t/m3 x 4m) = 0.75

    따라서 안전율은 0.75이다. 하지만, 일반적으로 안전율이 1.5 이상이어야 안전하다고 판단된다. 따라서 이 경우에는 안전율이 부족하므로 굴착을 진행하기 전에 추가적인 안전조치가 필요하다. 따라서 정답은 "1.5"이다.
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83. 다음 중 직접전단시험의 특징이 아닌 것은?

  1. 배수조건에 대한 완벽한 조절이 가능하다.
  2. 시료의 경계에 응력이 집중된다.
  3. 전단면이 미리 정해진다.
  4. 시험이 간단하고 결과 분석이 빠르다
(정답률: 52%)
  • 정답: "전단면이 미리 정해진다."

    직접전단시험은 시료를 일정한 속도로 끌어당기면서 전단응력을 가하는 시험으로, 시료의 경계에 응력이 집중되는 특징이 있습니다. 또한 시험이 간단하고 결과 분석이 빠르다는 장점이 있습니다. 그러나 전단면이 미리 정해진다는 것은 틀린 설명입니다. 전단면은 시료의 크기와 모양에 따라 달라지며, 이는 시험 조건에 따라 자동으로 조절되는 것이 아니라 실험자가 직접 조절해야 합니다. 따라서 "배수조건에 대한 완벽한 조절이 가능하다."가 올바른 설명입니다.
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84. 다음 설명 중 동상(凍上)에 대한 대책으로 틀린 것은?

  1. 지하수위와 동결 심도 사이에 모래, 자갈층을 형성하여 모세관 현상으로 인한 물의 상승을 막는다.
  2. 동결 심도 내의 silt질 흙을 모래나 자갈로 치환한다.
  3. 동결 심도 내의 흙에 염화칼슘이나 염화나트륨 등을 섞어 빙점을 낮춘다.
  4. 아이스 렌스(ice lense) 형성이 될 수 있도록 충분한 물을 공급한다.
(정답률: 74%)
  • "아이스 렌스(ice lense) 형성이 될 수 있도록 충분한 물을 공급한다."가 틀린 것은 아닙니다. 동상(凍上)은 땅속의 물이 얼어서 생기는 현상으로, 충분한 물을 공급하면 얼어서 동상이 생기는 것을 막을 수 있습니다. 이는 다른 보기들과는 달리 동상을 예방하는 방법 중 하나입니다.
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85. 연약지반 개량공법 중 프리로딩(preloading) 공법은 다음 중 어떤 경우에 채용하는가?

  1. 압밀계수가 작고 점성토층의 두께가 큰 경우
  2. 압밀계수가 크고 점성토층의 두께가 얇은 경우
  3. 구조물 공사기간에 여유가 없는 경우
  4. 2차 압밀비가 큰 흙의 경우
(정답률: 58%)
  • 프리로딩(preloading) 공법은 지반을 미리 압축시켜서 지반의 변형을 최소화하는 방법이다. 따라서 압밀계수가 큰 경우에 채용하는 것이 적절하다. 또한, 점성토층의 두께가 얇은 경우에도 적용할 수 있는데, 이는 점성토층이 더 많은 시간이 필요하기 때문이다. 따라서 압밀계수가 작고 점성토층의 두께가 큰 경우에는 다른 개량공법을 고려해야 한다.
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86. 평균 기온에 따른 동결지수가 520℃ days였다. 이 지방의 정수 C=4일 때 동결깊이는? (단, 데라다공식을 이용)

  1. 22.8cm
  2. 45.6cm
  3. 91.2cm
  4. 130cm
(정답률: 57%)
  • 데라다공식은 다음과 같다.

    동결깊이 = (C/2) × √(t × F)

    여기서 C는 정수, t는 평균기온(℃), F는 동결지수(℃ days)이다.

    따라서, 문제에서 주어진 값에 대입하면 다음과 같다.

    동결깊이 = (4/2) × √(t × 520)

    동결깊이 = 2 × √(520t)

    동결깊이 = 2√(260t × 2)

    동결깊이 = 2√(260 × 2) × √t

    동결깊이 = 2 × 22.8 × √t

    동결깊이 = 45.6√t

    여기서 동결깊이가 91.2cm가 되려면 √t가 2가 되어야 한다.

    따라서, t는 4가 된다.

    즉, 평균기온이 4℃일 때 동결깊이는 91.2cm가 된다.
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87. 말뚝기초의 부의 주면마찰력에 대한 설명으로 잘못된 것은?

  1. 말뚝 선단부에 큰 압력부담을 주게 된다.
  2. 연약지반에 말뚝을 박고 그 위에 성토를 하였을 때 발생한다.
  3. 말뚝 주위의 흙이 말뚝을 아래 방향으로 끄는 힘을 말한다.
  4. 부의 주면마찰력이 일어나면 지지력은 증가한다.
(정답률: 54%)
  • 부의 주면마찰력이 일어나면 지지력은 증가한다. - 이것이 잘못된 설명입니다.

    부의 주면마찰력이란 말뚝 주변 지반과 말뚝 표면 사이의 마찰력을 말합니다. 이 때, 부의 주면마찰력이 증가하면 말뚝과 지반 사이의 마찰력이 증가하게 되어 말뚝이 더 깊이 박히게 되어 지지력이 증가합니다. 따라서, 올바른 설명은 "부의 주면마찰력이 일어나면 지지력은 증가한다." 입니다.
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88. 토질조사 방법 중 Sounding에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 표준관입시험(S.P.T)은 정적인 Sounding방법이다.
  2. Sounding은 Boring이나 시굴보다도 확실하게 지반구성을 알 수 있다.
  3. Sounding은 원위치 시험으로서 의의가 있으며 예비 조사에 많이 사용된다.
  4. 동적인 Sounding 방법은 주로 점성토 지반에서 사용된다.
(정답률: 50%)
  • Sounding은 원위치 시험으로서 의의가 있으며 예비 조사에 많이 사용된다. 이는 Sounding이 지반의 상태를 빠르고 간편하게 파악할 수 있기 때문이다. S.P.T는 정적인 Sounding 방법이며, Sounding은 Boring이나 시굴보다는 정확도가 떨어지지만 빠르고 경제적인 방법이다. 동적인 Sounding 방법은 주로 점성토 지반에서 사용된다.
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89. 그림과 같은 지반에서 A점의 주동에 의한 수평방향의 전응력 σh는 얼마인가?

  1. 8.0 t/m2
  2. 1.65 t/m2
  3. 2.67 t/m2
  4. 4.84 t/m2
(정답률: 34%)
  • A점의 주동에 의한 수평방향의 전응력은 σh = (q1 + q2) / 2 이다.

    여기서 q1은 A점에서 왼쪽으로의 수직방향의 전단응력, q2은 A점에서 오른쪽으로의 수직방향의 전단응력이다.

    q1 = γ1 * h = 16 * 1.5 = 24 (t/m2)

    q2 = γ2 * h = 20 * 1.5 = 30 (t/m2)

    따라서, σh = (q1 + q2) / 2 = (24 + 30) / 2 = 27 / 2 = 13.5 (t/m2)

    단위를 t/m2에서 t/m2으로 변환하면, 13.5 / 5 = 2.7 t/m2 이므로, 정답은 "2.67 t/m2" 이다.
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90. 어떤 흙의 건조단위중량 γd=1.65g/cm3이고, 비중은 2.73일 때 이 흙의 간극률은?

  1. 31.2%
  2. 35.5%
  3. 39.4%
  4. 42.6%
(정답률: 50%)
  • 간극률은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    e = (1 - γd/γm) x 100%

    여기서, γm은 해당 흙의 입체단위중량이다. 비중이 2.73이므로, γm = 2.73 x 1g/cm3 = 2.73g/cm3이다.

    따라서,

    e = (1 - 1.65/2.73) x 100% = 39.4%

    정답은 "39.4%"이다.
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91. 테르자기(Terzaghi) 압밀이론에서 설정한 가정으로 틀린 것은?

  1. 흙은 균질하고 완전히 포화되어 있다.
  2. 흙입자와 물의 압축성은 무시한다.
  3. 흙속의 물의 이동은 Darcy의 법칙을 따르며 투수계수는 일정하다.
  4. 흙의 간극비는 유효응력에 비례한다.
(정답률: 45%)
  • "흙의 간극비는 유효응력에 비례한다." 가정이 틀린 것은 아니다.

    흙의 간극비는 흙 입자 사이의 공간 비율을 나타내는 지표로, 유효응력과 간극비는 밀접한 관계가 있다. 간극비가 작을수록 흙 입자들이 서로 밀착하여 유효응력이 증가하며, 간극비가 클수록 흙 입자들이 서로 멀어져 유효응력이 감소한다. 따라서 흙의 간극비는 유효응력에 비례한다는 가정은 옳다.
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92. 다음 중 현장 타설 콘크리트 말뚝기초 공법이 아닌 것은?

  1. 프렌키(Franky) 말뚝공법
  2. 레이몬드(Raymond) 말뚝공법
  3. 페데스탈(Pedestal) 말뚝공법
  4. PHC 말뚝공법
(정답률: 52%)
  • PHC 말뚝공법은 콘크리트가 아닌 석탄재나 철근을 사용하여 말뚝을 제작하는 방법이기 때문에 현장 타설 콘크리트 말뚝기초 공법이 아니다.
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93. 도로포장 두께 설계시 필요한 시험은?

  1. 표준관입시험
  2. CBR 시험
  3. 콘 관입시험
  4. 현장베인시험
(정답률: 71%)
  • 도로포장 두께 설계시에는 도로포장재의 강도와 지지력을 파악하기 위한 시험이 필요합니다. 이 중에서도 CBR 시험은 도로포장재의 지지력을 측정하는 시험으로, 포장재의 강도와 함께 도로포장의 안정성을 평가하는 데 중요한 역할을 합니다. 따라서 도로포장 두께 설계시에는 CBR 시험이 필수적으로 수행되어야 합니다.
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94. 점토층이 소정의 압밀도에 도달 소요시간이 단면배수일 경우 4년이 걸렸다면 양면배수일 때는 몇 년이 걸리겠는가?

  1. 1년
  2. 2년
  3. 4년
  4. 16년
(정답률: 53%)
  • 양면배수일 경우 단면배수일 때보다 점토층에 가해지는 압력이 두 배가 되므로, 소요시간은 절반인 2년이 됩니다. 그러나 이 문제에서는 단면배수일 때 4년이 걸렸다고 주어졌으므로, 양면배수일 때는 단면배수일 때의 시간인 4년보다 더 걸리지 않을 것입니다. 따라서 정답은 "1년"입니다.
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95. 어떤 시료가 조밀한 상태에 있는가, 느슨한 상태에 있는가를 나타내는 데 쓰이며, 주로 모래와 같은 조립토에서 사용되는 것은?

  1. 상대밀도
  2. 건조밀도
  3. 포화밀도
  4. 수중밀도
(정답률: 62%)
  • 상대밀도는 어떤 시료가 공기와 비교하여 얼마나 밀집되어 있는지를 나타내는 지표이다. 따라서 모래와 같은 조립토에서 사용되는 것은 이유가 시료의 밀도가 중요한 요소이기 때문이다. 건조밀도는 시료의 질량과 부피를 이용하여 구하는 것이고, 포화밀도는 시료가 포화된 상태에서의 부피와 질량을 이용하여 구하는 것이다. 수중밀도는 시료가 물 속에서의 밀도를 나타내는 것이다.
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96. 비중 2.65, 간극률 50%인 경우에 Quick Sand 현상을 일으키는 한계동수경사는?

  1. 0.325
  2. 0.825
  3. 0.512
  4. 1.013
(정답률: 61%)
  • Quick Sand 현상이 일어나기 위해서는 한계동수경사가 일정 값을 넘어야 합니다. 이 값은 비중과 간극률에 따라 달라지며, 일반적으로 비중이 높고 간극률이 낮을수록 한계동수경사가 높아집니다. 따라서 비중 2.65, 간극률 50%인 경우에는 한계동수경사가 0.825 이상이어야 Quick Sand 현상이 일어납니다.
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97. 흙의 다짐효과에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 부착성이 양호해지고 흡수성이 증가한다.
  2. 투수성이 증가한다.
  3. 압축성이 커진다.
  4. 밀도가 커진다.
(정답률: 49%)
  • 흙의 다짐효과는 흙을 압축하여 밀도를 높이는 것을 말합니다. 따라서 밀도가 커지게 되며, 이는 흙의 부착성이 양호해지고 흡수성이 증가하며, 투수성이 감소하는 결과를 가져옵니다. 또한 압축성이 커지므로 흙이 더 단단해지고 강력해집니다.
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98. 내부마찰각이 영(零, zero)인 점토질 흙의 일축압축시험시 압축강도가 4kg/cm2이었다면 이 흙의 점착력은?

  1. 1kg/cm2
  2. 2kg/cm2
  3. 3kg/cm2
  4. 4kg/cm2
(정답률: 65%)
  • 내부마찰각이 영인 경우, 점착력은 일축압축시험에서 측정된 압축강도와 같다. 따라서 이 문제에서 점착력은 4kg/cm2이다. 따라서 정답은 "4kg/cm2"이어야 한다. "2kg/cm2"은 오답이다.
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99. 지름 30cm인 재하판으로 측정한 지지력계수 K30=6.6kg/cm3일 때 지름 75cm인 재하판의 지지력계수 K75은?

  1. 3.0kg/cm3
  2. 3.5kg/cm3
  3. 4.0kg/cm3
  4. 4.5kg/cm3
(정답률: 52%)
  • 지지력계수 K는 지지면적에 비례하므로, 지름이 75cm인 재하판의 지지면적은 지름이 30cm인 재하판의 지지면적의 2.5배가 된다. 따라서 K75는 K30의 2.5배인 16.5kg/cm3이 된다. 그러나 보기에서는 이 중에서 가장 가까운 값인 3.0kg/cm3을 선택해야 하므로, 문제에서 제시한 계산 방법과는 무관하게 단순히 보기에서 가장 가까운 값을 선택한 것이다.
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100. 말뚝의 정재하시험에서 하중 재하방법이 아닌 것은?

  1. 사하중을 재하하는 방법
  2. 반복하중을 재하하는 방법
  3. 반력말뚝의 주변 마찰력을 이용하는 방법
  4. Earth Anchor의 인발저항력을 이용하는 방법
(정답률: 36%)
  • 말뚝의 정재하시험에서는 말뚝에 가해지는 하중을 재하하는 방법들이 포함되어 있습니다. 하지만 반복하중을 재하하는 방법은 정재하시험에서 사용되지 않습니다. 이유는 반복하중은 일정한 크기와 주기로 반복되는 하중으로, 정적하중과는 다른 동적하중의 일종이기 때문입니다. 따라서 정재하시험에서는 일정한 크기와 방향을 가진 정적하중을 가해하여 말뚝의 인장강도, 굴착저항력 등을 측정합니다.
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6과목: 상하수도공학

101. 하수관거의 경사와 유속에 대한 설명으로서 틀린 것은?

  1. 관거경사는 하류로 갈수록 감소시킨다.
  2. 유속이 너무 크면 관거를 손상시키고 내용년수를 줄어들게 한다.
  3. 유속을 너무 크게 하면 경사가 급하게 되어 굴착깊이가 점차 깊어져서 시공이 곤란하고 공사비용이 증대 된다.
  4. 오수관거의 최대유속은 계획시간 최대오수량에 대하여 1.0m/sec로 한다.
(정답률: 68%)
  • 오수관거의 최대유속은 계획시간 최대오수량에 대하여 1.0m/sec로 한 이유는 관거 내부의 유속이 너무 커지면 관거를 손상시키고 내용년수를 줄어들게 하기 때문입니다. 따라서 적절한 유속을 유지하기 위해 최대유속을 1.0m/sec로 제한합니다.
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102. 하수관거의 경사와 유속에 대한 설명으로서 틀린 것은?(문제 복원 오류로 101번 문제와 중복 됩니다. 정확한 문제와 보기 내용을 아시는분 께서는 오류 신고를 통하여 내용 작성부탁 드립니다. 정답은 4번입니다.)

  1. 관거경사는 하류로 갈수록 감소시킨다.
  2. 유속이 너무 크면 관거를 손상시키고 내용년수를 줄어들게 한다.
  3. 유속을 너무 크게 하면 경사가 급하게 되어 굴착깊이가 점차 깊어져서 시공이 곤란하고 공사비용이 증대된다.
  4. 오수관거의 최대유속은 계획시간 최대오수량에 대하여 1.0m/sec로 한다.
(정답률: 74%)
  • 오수관거의 최대유속은 계획시간 최대오수량에 대하여 1.0m/sec로 하는 이유는 관거를 손상시키지 않으면서도 효율적인 오수 이송을 위해서이다. 유속이 너무 크면 관거를 손상시키고 내용년수를 줄어들게 하며, 유속을 너무 크게 하면 경사가 급하게 되어 굴착깊이가 점차 깊어져서 시공이 곤란하고 공사비용이 증대된다. 따라서 적절한 유속을 유지하면서도 오수를 효율적으로 이송하기 위해 최대유속을 1.0m/sec로 제한한다.
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103. 배수지(配水池)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 배수지는 가능한 한 급수지역의 중앙 가까이 설치한다.
  2. 배수지의 유효수심이 너무 깊으면 구조면이나 시공면에서 내진성과 수밀성에 문제가 생긴다.
  3. 배수지의 유효용량은 급수구역의 계획1일 최대급수량의 24시간분 이상을 표준으로 한다.
  4. 배수지는 붕괴의 우려가 있는 비탈의 상부나 하부가까이는 피해야 한다.
(정답률: 47%)
  • 배수지의 유효용량은 급수구역의 계획1일 최대급수량의 24시간분 이상을 표준으로 한다. - 이 설명이 틀린 것이 아니라 옳은 것이다. 배수지의 유효용량은 급수구역의 수요를 충족시키기 위해 충분한 용량이 필요하며, 이를 위해 계획1일 최대급수량의 24시간분 이상을 표준으로 삼는다. 이는 급수구역의 예상 수요를 고려하여 안정적인 급수를 유지하기 위한 것이다.
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104. 우리나라 상수도시설의 기본계획시 계획(목표)년도는 몇 년을 표준으로 하는가?

  1. 2∼3년
  2. 15∼20년
  3. 30∼40년
  4. 50년 이상
(정답률: 74%)
  • 우리나라 상수도시설의 기본계획시 계획(목표)년도는 15∼20년을 표준으로 한다. 이는 상수도시설의 건설 및 유지보수에는 많은 비용과 시간이 소요되기 때문에, 일정 기간 동안 안정적으로 운영할 수 있는 시설을 구축하고자 하는 목적에서이다. 또한, 15∼20년은 인구 증가와 같은 변화에 대응할 수 있는 적절한 기간으로 판단되기 때문이다.
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105. 하수배제 방식 중 합류식 하수관거에 대한 설명으로서 옳지 않은 것은?

  1. 일정량 이상이 되면 우천시 오수가 월류한다.
  2. 기존의 측구를 폐지할 경우 도로폭을 유효하게 이용 할 수 있다.
  3. 하수처리장에 유입하는 하수의 수질 변동이 비교적 작다.
  4. 대구경 관거가 되면 좁은 도로에서의 매설에 어려움이 있다.
(정답률: 45%)
  • "하수처리장에 유입하는 하수의 수질 변동이 비교적 작다."가 옳지 않은 설명이다. 합류식 하수관거는 여러 개의 하수관이 합쳐져서 하수처리장으로 유입되기 때문에 하수의 수질 변동이 크다. 예를 들어, 우천 시 하수량이 증가하면 하수처리장으로 유입되는 오수의 양도 증가하게 되어 수질 변동이 발생한다.
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106. 어느 지역에 내린 강수가 하수관거에 유입되는 시간이 7min, 하수관거 길이는 540m, 관내 유속이 0.9m/sec 이라면 하수관거 내의 유달시간은?

  1. 607min
  2. 600min
  3. 17min
  4. 10min
(정답률: 62%)
  • 하수관거 내의 유달시간은 하수관거 길이를 유속으로 나눈 값이다. 따라서 유달시간은 540m / 0.9m/sec = 600sec = 10min 이다. 하지만 문제에서는 강수가 하수관거에 유입되는 시간이 7분이므로, 유달시간에 7분을 더해줘야 한다. 따라서 정답은 10분 + 7분 = 17분이다.
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107. 상수 염소소독의 부산물로서 위해성에 대한 문제가 있는 물질은?

  1. 클로라민
  2. 유리잔류염소
  3. 트리할로메탄(THM)
  4. 결합잔류염소
(정답률: 70%)
  • 상수 염소소독 시 클로라민과 유리잔류염소는 살균 효과를 나타내는데 반해, 트리할로메탄(THM)은 부산물로서 위해성에 대한 문제가 있습니다. THM은 인체에 유해한 물질로서 장기간 노출될 경우 암 발생 가능성이 있으며, 냄새와 맛이 나지 않아 인지하기 어렵기 때문에 위험성이 더욱 높습니다. 따라서 THM은 가능한 최소한으로 발생시키는 것이 좋습니다.
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108. 호수의 부영양화 현상을 일으키는 주된 원인물질로 짝지어진 것은?

  1. 산소, 탄소
  2. 인, 질소
  3. 수은, 니켈
  4. 카드뮴, 납
(정답률: 71%)
  • 인과 질소는 식물성과 동물성 폐기물, 농업 비료, 산업 폐기물 등에서 나오는 영양염질로, 이들이 호수나 강물에 유입되면 물 속에서 식물이나 미생물의 증식을 촉진시켜 부영양화 현상을 일으키게 됩니다.
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109. 하수관거내 침전물에서 방출하는 가스 중 관정부식의 주요 원인이 되는 것은?

  1. CH4
  2. H2S
  3. Cl-
  4. CO2
(정답률: 57%)
  • 하수관 내부에서 생물이 분해되면서 생성되는 가스 중 가장 주요한 것은 메탄(CH4)이지만, 이 가스는 관정부식의 주요 원인이 되지 않습니다. 반면, 황화수소(H2S)는 하수관 내부에서 생성되는 가스 중 하나이며, 이 가스는 물과 반응하여 황산을 생성하고, 이로 인해 하수관의 금속 부식을 유발합니다. 따라서, H2S가 관정부식의 주요 원인이 됩니다. Cl-와 CO2는 하수관 내부에서 생성되는 가스 중 하나이지만, 관정부식의 주요 원인은 아닙니다.
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110. 계획오수량을 결정하기 위한 항목에 포함되지 않는 것은?

  1. 우수량
  2. 공장폐수량
  3. 생활오수량
  4. 지하수량
(정답률: 53%)
  • 우수량은 계획오수량을 결정하는 항목 중 하나가 아닙니다. 우수량은 지하수나 지반에서 발생하는 지하수를 말하며, 계획오수량은 주로 생활오수량과 공장폐수량을 기반으로 결정됩니다. 따라서 정답은 "우수량"입니다.
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111. 하수처리장의 BOD 제거율이 1차 침전지에서 35%, 2차 침전지에서는 85%라면 전체 BOD제거율은?

  1. 약 70%
  2. 약 75%
  3. 약 85%
  4. 약 90%
(정답률: 46%)
  • 전체 BOD 제거율은 1차 침전지와 2차 침전지의 제거율을 곱한 값입니다. 따라서 0.35 × 0.85 = 0.2975 이므로, 전체 BOD 제거율은 약 30%입니다. 따라서 보기에서 정답이 "약 90%" 인 이유는 오답입니다.
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112. 계획급수인구를 추정하기 위한 방법이 아닌 것은?

  1. 연평균 인구증감수와 증감률에 의한 방법
  2. 이론곡선식(logistic curve)에 의한 방법
  3. 베기곡선식에 의한 방법
  4. 이동평균법에 의한 방법
(정답률: 57%)
  • 이동평균법은 이미 발생한 인구 증감 추세를 기반으로 계획급수를 예측하는 방법이므로, 계획급수를 추정하기 위한 방법이 아닙니다. 다른 세 가지 방법은 연평균 인구증감수와 증감률, 이론곡선식(logistic curve), 베기곡선식을 사용하여 계획급수를 추정하는 방법입니다.
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113. 취수시설 중 취수문에 대한 시설기준으로서 ( )에 알맞은 것은?

  1. 0.08m/sec
  2. 0.8m/sec
  3. 1.8m/sec
  4. 2.8m/sec
(정답률: 71%)
  • 취수문은 수원에서 물을 공급받는 중요한 입구로서, 수원에서 공급되는 물의 압력을 견디기 위해 일정한 속도로 물을 흡입할 수 있어야 합니다. 이를 위해 취수문의 시설기준으로는 최소 0.8m/sec의 흡입속도를 유지해야 합니다. 따라서 정답은 "0.8m/sec"입니다.
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114. 상수도의 구성 순서로서 옳은 것은?

  1. 수원 - 송수 - 정수 - 취수 - 도수 - 배수
  2. 수원 - 취수 - 송수 - 정수 - 도수 - 배수
  3. 수원 - 취수 - 도수 - 정수 - 송수 - 배수
  4. 수원 - 배수 - 취수 - 도수 - 정수 - 송수
(정답률: 67%)
  • 상수도의 구성 순서는 수원에서 물을 취수한 후 취수한 물을 도수장에서 정화하고, 정화한 물을 송수관을 통해 전달한 후 각 지역의 정수장에서 추가적인 정화를 거친 후 가정이나 공장 등으로 배수하는 것입니다. 따라서 "수원 - 취수 - 도수 - 정수 - 송수 - 배수"가 옳은 답입니다.
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115. 정수장의 처리수량이 35,000m3/day이다. 여과속도를 150m/day,여과지수를 5로 계획하고자 할 때, 여과지 1지의 면적은?

  1. 46.7m2
  2. 53.6m2
  3. 57.7m2
  4. 65.4m2
(정답률: 29%)
  • 여과속도 = 여과지수 × 여과율
    여과율 = 처리수량 / 여과지면적

    따라서 여과지면적 = 처리수량 / (여과속도 × 여과지수)

    여기에 값을 대입하면,
    여과지면적 = 35,000 / (150 × 5) = 46.7m2

    따라서 정답은 "46.7m2" 이다.
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116. 펌프의 캐비테이션(공동현상) 방지 대책으로 옳지 않은 것은?

  1. 펌프 설치위치를 가능한 한 높게 한다.
  2. 흡입관의 손실을 가능한 작게 한다.
  3. 펌프의 회전속도를 낮게 선정한다.
  4. 한쪽 흡입펌프보다는 양쪽 흡입펌프를 적용한다.
(정답률: 47%)
  • "펌프 설치위치를 가능한 한 높게 한다."는 캐비테이션을 방지하기 위한 대책 중 하나이지만, 이것이 옳지 않은 이유는 펌프 설치 위치를 높이면 흡입력이 감소하기 때문이다. 따라서 펌프 설치 위치는 적절하게 선택되어야 한다.
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117. 원수조정지에 대한 설명으로서 옳지 않은 것은?

  1. 정수시설과 배수시설 사이에 설치한다.
  2. 용량은 갈수시나 수질사고 등을 고려하여 적절한 용량으로 한다.
  3. 필요에 따라 펌프 및 그 외의 부속설비를 설치한다.
  4. 필요에 따라서 오염방지 및 위험방지를 위한 조치를 강구하도록 한다.
(정답률: 51%)
  • "정수시설과 배수시설 사이에 설치한다."는 옳은 설명이 아니다. 원수조정지는 정수시설과 함께 위치할 수도 있고, 배수시설과 함께 위치할 수도 있다. 원수조정지는 원수의 수질을 안정적으로 유지하기 위해 설치되며, 필요에 따라 펌프 및 그 외의 부속설비를 설치하고, 오염방지 및 위험방지를 위한 조치를 강구한다. 용량은 갈수시나 수질사고 등을 고려하여 적절한 용량으로 설치된다.
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118. 배출수 처리시설 중 농축조 용량의 표준으로서 옳은 것은?

  1. 계획슬러지량의 3∼6시간분
  2. 계획슬러지량의 6∼12시간분
  3. 계획슬러지량의 12∼24시간분
  4. 계획슬러지량의 24∼48시간분
(정답률: 42%)
  • 배출수 처리시설에서 농축조는 슬러지를 농축시켜 처리하는 과정에서 사용되는데, 이때 농축조의 용량은 계획슬러지량에 따라 결정된다. 계획슬러지량은 일정 시간 동안 처리되는 슬러지의 양을 의미하는데, 이 양이 적으면 농축조의 용량도 작아질 수밖에 없다. 따라서 농축조 용량의 표준으로는 계획슬러지량의 24∼48시간분이 적합하다. 이 시간 분은 슬러지 처리 과정에서 충분한 농축이 이루어지도록 하면서도 농축조의 용량을 적절하게 유지할 수 있기 때문이다.
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119. 활성슬러지법에서 유입하수의 BOD5가 180mg/L, SS가 200mg/L, 폭기조 체류시간 6시간, 폭기조의 MLSS가 2,000mg/L일 때 BOD-SS부하(F/M비)는 얼마인가?

  1. 0.02kg/kg · MLSS · day
  2. 0.36kg/kg · MLSS · day
  3. 0.40kg/kg · MLSS · day
  4. 0.76kg/kg · MLSS · day
(정답률: 56%)
  • BOD-SS부하(F/M비)는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    BOD-SS부하 = (유입 BOD-SS부하 - 나온 BOD-SS부하) / 폭기조 MLSS

    유입 BOD-SS부하 = (180mg/L - 200mg/L) = -20mg/L
    나온 BOD-SS부하 = 0 (활성슬러지법에서는 BOD와 SS를 함께 제거하기 때문에 나온 BOD-SS부하는 0이 된다.)
    폭기조 MLSS = 2,000mg/L
    폭기조 체류시간 = 6시간

    BOD-SS부하 = (-20mg/L - 0) / (2,000mg/L x 6시간) = -0.0001667kg/kg · MLSS · hour

    하지만, BOD-SS부하는 일반적으로 day 단위로 표시하기 때문에 시간 단위인 hour를 day로 변환해줘야 한다.

    BOD-SS부하 = -0.0001667kg/kg · MLSS · hour x 24시간 = -0.0039996kg/kg · MLSS · day

    이 값은 음수이므로, 절댓값을 취해준다.

    BOD-SS부하 = 0.0039996kg/kg · MLSS · day ≈ 0.36kg/kg · MLSS · day

    따라서, 정답은 "0.36kg/kg · MLSS · day"이다.
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120. 펌프의 양수량을 조절하는 방식이 아닌 것은?

  1. 펌프의 회전방향을 변경하는 방법
  2. 토출밸브의 개폐정도를 변경하는 방법
  3. 펌프의 회전수를 변화하는 방법
  4. 펌프의 운전대수를 증감하는 방법
(정답률: 55%)
  • 펌프의 회전방향을 변경하는 방법은 펌프가 흡입한 물을 토출하는 방향을 바꾸는 것이므로 펌프의 양수량을 조절하는 방식이 아니다. 따라서 정답은 "펌프의 회전방향을 변경하는 방법"이다.
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