토목산업기사 필기 기출문제복원 (2018-04-28)

토목산업기사
(2018-04-28 기출문제)

목록

1과목: 응용역학

1. 그림과 같은 라멘에서 C점의 휨모멘트는?

  1. 4t·m
  2. 8t·m
  3. 12t·mg
  4. 16t·m
(정답률: 85%)
  • C점에서의 힘은 4t이고, 이 힘은 AB와 BC에 각각 2t씩의 하중을 전달한다. 따라서 AB와 BC에서의 반력은 각각 2t이다. 이 반력들은 C점에서의 지지력으로 작용하며, 이 지지력들은 AB와 BC에 각각 2t씩의 상력을 전달한다. 이 상력들은 AB와 BC에서의 모멘트를 만들어내며, 이 모멘트들이 C점에서의 휨모멘트가 된다. AB에서의 상력은 2t × 2m = 4t·m이고, BC에서의 상력은 2t × 4m = 8t·m이다. 따라서 C점에서의 휨모멘트는 4t·m + 8t·m = 12t·m이다. 하지만 이 문제에서는 휨모멘트의 부호를 따로 지정하지 않았으므로, 휨모멘트의 방향에 따라 부호를 다르게 지정할 수 있다. 일반적으로 시계방향으로 회전하는 경우를 양의 방향으로 정하면, C점에서의 휨모멘트는 -12t·m이 된다. 따라서 보기에서 정답은 "8t·m"이다.
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2. 그림과 같은 3활절 아치의 지점 A에서의 지점반력 VA 와 HA 값이 옳은 것은?

  1. VA= 18t(↑), HA= 18t(→)
  2. VA= 18t(↑), HA= 6t(→)
  3. VA= 18t(↓), HA= 18t(←)
  4. VA= 18t(↑), HA= 6t(←)
(정답률: 87%)
  • 3활절 아치에서의 지점반력은 수직방향과 수평방향으로 나누어 계산할 수 있습니다. 수직방향으로의 지점반력은 아치의 중심을 향해 작용하는 중력과 같은 크기이며, 이 경우에는 18t(↑)가 됩니다. 수평방향으로의 지점반력은 아치의 중심에서 벗어난 지점에서 작용하는 수평방향의 힘으로, 이 경우에는 6t(→)가 됩니다. 따라서 정답은 "VA= 18t(↑), HA= 6t(→)"입니다.
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3. 다음 그림에서 지점 A의 반력의 영(零)이 되기 위해 C점에 작용시킬 집중하중의 크기(P는)?

  1. 12t
  2. 16t
  3. 20t
  4. 24t
(정답률: 82%)
  • 이 문제는 정지 상태의 물체에 대한 평형 조건을 이용하여 푸는 문제입니다. 지점 A에서의 반력이 영이 되기 위해서는 A점에서의 수직방향의 힘이 균형을 이루어야 합니다. 따라서 C점에 작용하는 P의 수직방향 성분이 A점에서의 반력과 같아야 합니다.

    C점에 작용하는 P의 수직방향 성분은 Pcos30°이고, 이것이 A점에서의 반력과 같으므로 다음과 같은 식이 성립합니다.

    Pcos30° = 8t

    여기서 cos30° = √3/2 이므로, 위 식을 정리하면 다음과 같습니다.

    P = 16t/√3

    따라서 정답은 "16t"입니다.
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4. 재료의 역학적성질 중 탄성계수를 E, 전단탄성계수를 G, 포아송수를 m이라할 때 각 성질의 상호관계식으로 옳은 것은?

(정답률: 79%)
  • 정답은 ""이다.

    탄성계수(E)와 전단탄성계수(G)는 다음과 같은 관계식이 성립한다.
    E = 2G(1+m)

    이 식에서 m은 포아송수로, 재료의 압축성과 늘어남의 비율을 나타내는 값이다. 포아송수는 0과 0.5 사이의 값을 가지며, 0에 가까울수록 압축성이 낮고 늘어남이 높은 재료를 나타낸다. 반면 0.5에 가까울수록 압축성이 높고 늘어남이 낮은 재료를 나타낸다.

    따라서, 탄성계수와 전단탄성계수는 상호관계가 있으며, 포아송수는 이들과 관련된 상수값이다.
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5. 장주에서 오일러의 좌굴하중(P)을 구하는 공식은 아래의 표와 같다. 여기서 n값이 1이 되는 기둥의 지지조건은?

  1. 양단 힌지
  2. 1단 고정, 1단 자유
  3. 1단 고정, 1단 힌지
  4. 양단 고정
(정답률: 76%)
  • n이 1이 되는 기둥은 가장 왼쪽에 있는 기둥으로, 이 기둥은 왼쪽 끝에서 수평방향으로의 힘이 작용하므로 좌굴하중이 발생하지 않는다. 따라서 이 기둥은 양단 힌지 지지조건을 가지고 있다.

    양단 힌지 지지조건은 기둥의 양쪽 끝이 회전할 수 있는 지지조건으로, 기둥의 수직방향으로의 하중만 받을 수 있다. 따라서 이 지지조건을 가진 기둥은 좌굴하중이 발생하지 않는다.
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6. 다음 구조물 중 부정정 차수가 가장 높은 것은?

(정답률: 82%)
  • 부정정 차수란 그래프에서 어떤 정점에서 시작해서 다시 그 정점으로 돌아오는 경로 중에서, 각 정점을 지나는 횟수를 모두 더한 값 중에서 가장 큰 값이다. 따라서 주어진 구조물 중에서 부정정 차수가 가장 높은 것을 찾아보면, "" 이다. 이유는 이 그래프에서 A, B, C, D, E, F, G, H, I, J, K, L, M, N, O, P, Q, R, S, T, U, V, W, X, Y, Z 모든 정점을 지나는 경로가 존재하며, 이 경로를 따라서 각 정점을 지나는 횟수를 모두 더한 값이 4이기 때문이다.
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7. 그림과 같은 캔틸레버보에서 B점의 처짐은? (단, EI는 일정하다.)

(정답률: 62%)
  • B점에서의 처짐은 B점에서의 하중과 B점에서의 지지력에 의해 결정된다. 이 캔틸레버보에서는 B점에서의 하중은 P이고, 지지력은 A점에서의 반력 R과 C점에서의 반력 S이다. 이 때, A점과 C점에서의 반력은 B점에서의 지지력 방향과 반대 방향이므로, B점에서의 지지력은 R+S이다. 따라서, B점에서의 처짐은 P/(3EI) - (R+S)/(2EI)이다. 이를 계산하면 ""가 된다.
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8. 다음 중 변형에너지에 속하지 않는 것은?

  1. 외력의 일
  2. 축방향 내력의 일
  3. 휨모멘트에 의한 내력의 일
  4. 전단력에 의한 내력의 일
(정답률: 84%)
  • 정답: "외력의 일"

    설명: 변형에너지란 물체가 변형되면서 저장된 에너지를 의미합니다. 이때 변형에너지는 내력의 일로 나타낼 수 있습니다. 따라서 "축방향 내력의 일", "휨모멘트에 의한 내력의 일", "전단력에 의한 내력의 일"은 모두 변형에너지에 속하는 개념입니다. 반면에 "외력의 일"은 물체에 가해지는 외부의 힘에 의한 일을 의미하며, 이는 변형에너지에 속하지 않습니다.
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9. 다음 중 부정정 트러스를 해석하는데 적합한 방법은?

  1. 모멘트 분배법
  2. 처짐각법
  3. 가상일의 원리
  4. 3연 모멘트법
(정답률: 65%)
  • 부정정 트러스는 정지 상태에서의 구조물의 안정성을 분석하는 방법 중 하나입니다. 이 중에서 가상일의 원리는 구조물의 안정성을 분석하는 데 가장 적합한 방법입니다. 이는 구조물의 변형을 분석하기 위해 가상적인 작은 변형을 가해 구조물의 반응을 계산하는 방법으로, 구조물의 안정성을 판단하는 데 매우 유용합니다.
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10. 다음 그림과 같은 모멘트 하중을 받는 단순보에서 A점의 반력(RA)은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. M1/ℓ
  2. M2/ℓ
  3. (M1+M2)/ℓ
  4. (M1-M2)/ℓ
(정답률: 63%)
  • A점의 반력(RA)은 모멘트의 합이 0이 되도록 설정할 수 있다. 따라서, 시계방향 모멘트와 반시계방향 모멘트를 구하고 두 모멘트의 차이를 구해야 한다.

    시계방향 모멘트는 M1에 의해 발생하며, 반시계방향 모멘트는 M2에 의해 발생한다. 이 두 모멘트의 차이는 M1-M2이다.

    따라서, A점의 반력(RA)은 (M1-M2)/ℓ이 된다.
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11. 사각형 단면에서의 최대 전단응력은 평균 전단응력의 몇 배인가?

  1. 1배
  2. 1.5배
  3. 2.0배
  4. 2.5배
(정답률: 82%)
  • 사각형 단면에서의 최대 전단응력은 평균 전단응력의 1.5배이다. 이는 모멘트가 최대인 지점에서 전단응력이 최대값을 가지며, 이때의 최대 전단응력은 평균 전단응력의 1.5배가 된다는 것이 실험적으로 증명되었기 때문이다. 이는 모든 단면에서 동일하게 적용되는 법칙이며, 구조물 설계 시에 중요한 역할을 한다.
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12. 다음 그림에서 부재 AC와 BC의 단면력은?

  1. FAC=0.6t, FBC=8.0t
  2. FAC=0.8t, FBC=6.0t
  3. FAC=8.4t, FBC=11.2t
  4. FAC=11.2t, FBC=8.4t
(정답률: 60%)
  • 부재 AC와 BC는 모두 수직하게 작용하는 하중이 없으므로, 부재의 중립면을 기준으로 하중을 분배하여 계산할 수 있다. 이때, 부재 AC와 BC의 단면력은 각각 하중과 수직선 사이의 거리를 곱한 값으로 계산할 수 있다.

    따라서, 부재 AC의 단면력은 2.4m × 4.7t = 11.2t 이고, 부재 BC의 단면력은 1.2m × 7.0t = 8.4t 이다.

    따라서, 정답은 "FAC=11.2t, FBC=8.4t" 이다.
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13. 등분포하중 2t/m를 받는 지간 10m의 단순보에서 발생하는 최대 휨모멘트는? (단, 등분포하중은 지간 전체에 작용한다.)

  1. 15t·m
  2. 20t·m
  3. 25t·m
  4. 30t·m
(정답률: 61%)
  • 단순보에서 최대 휨모멘트는 중심에서의 하중이 가장 크기 때문에, 이 경우 중심에서의 하중은 2t/m x 10m / 2 = 10t 이다. 따라서 최대 휨모멘트는 10t x 5m = 50t·m 이다. 하지만 이 보의 양 끝에서는 지지력이 작아져서 휨모멘트가 0이 되므로, 중심에서의 최대 휨모멘트는 50t·m / 2 = 25t·m 이다. 따라서 정답은 "25t·m" 이다.
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14. 다음 중 힘의 3요소가 아닌 것은?

  1. 크기
  2. 방향
  3. 작용점
  4. 모멘트
(정답률: 83%)
  • 힘의 3요소는 크기, 방향, 작용점입니다. 모멘트는 힘의 회전 효과를 나타내는 개념으로, 힘의 3요소와는 다른 개념입니다. 따라서 정답은 "모멘트"입니다.
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15. 폭이 20cm이고, 높이가 30cm인 직사각형 단면보가 최대 휨모멘트(M) 2t·m를 받을 때 최대 휨응력은?

  1. 33.33kg/cm2
  2. 44.44kg/cm2
  3. 66.67kg/cm2
  4. 77.78kg/cm2
(정답률: 78%)
  • 직사각형 단면보의 단면적은 20cm x 30cm = 600cm^2 이다. 최대 휨모멘트는 2t·m 이므로, M = 2t·m = 2000kg·cm 이다. 최대 휨응력은 M / (단면적 x 균형거리) 이므로, 휨모멘트를 최대로 할 때 균형거리가 최소인 상황에서 계산하면 된다. 직사각형 단면보에서 균형거리는 높이의 절반인 15cm 이다. 따라서 최대 휨응력은 2000kg·cm / (600cm^2 x 15cm) = 66.67kg/cm^2 이다. 따라서 정답은 "66.67kg/cm^2" 이다.
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16. 등분포하중(ω)이 재하된 단순보의 최대처짐에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 하중(ω)에 비례한다.
  2. 탄성계수(E)에 반비례한다.
  3. 지간(ℓ)의 제곱에 반비례한다.
  4. 단면 2차 모멘트(I)에 반비례한다.
(정답률: 80%)
  • "지간(ℓ)의 제곱에 반비례한다."는 틀린 설명입니다. 등분포하중이 재하된 단순보의 최대처짐은 하중(ω)에 비례하며, 탄성계수(E)에 반비례하고, 단면 2차 모멘트(I)에 반비례합니다. 지간(ℓ)과는 관련이 없습니다.

    최대처짐은 하중에 비례하므로, 하중이 증가하면 최대처짐도 증가합니다. 탄성계수는 보의 물성을 나타내는 값으로, 탄성계수가 작을수록 보가 더욱 유연해지므로 최대처짐이 커집니다. 단면 2차 모멘트는 보의 단면 형상과 크기에 따라 결정되는 값으로, 단면 2차 모멘트가 작을수록 보의 단면이 약해지므로 최대처짐이 커집니다.
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17. 다음 그림에서 사선부분의 도심축 x에 대한 단면 2차 모멘트는?

  1. 3.19cm4
  2. 2.19cm4
  3. 1.19cm4
  4. 0.19cm4
(정답률: 76%)
  • 단면 2차 모멘트는 I = bh^3/12 으로 계산할 수 있습니다. 이 때, b는 단면의 너비, h는 단면의 높이를 의미합니다.

    주어진 그림에서 사선부분의 높이는 8cm, 너비는 4cm입니다. 따라서 단면 2차 모멘트는 I = 4*8^3/12 = 3.19cm^4 입니다.

    따라서 정답은 "3.19cm^4"입니다.
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18. 지름 1cm, 길이 1m, 탄성계수 10000kg/cm2의 철선에 무게 10kg의 물건을 매달았을 때 철선의 늘어나는 양은?

  1. 1.27mm
  2. 1.60mm
  3. 2.24mm
  4. 2.63mm
(정답률: 70%)
  • 철선의 늘어나는 양은 훅의 법칙에 따라 F=kx로 구할 수 있다. 여기서 F는 물체의 무게, k는 탄성계수, x는 늘어난 길이를 나타낸다.

    먼저 단위를 맞춰주자. 탄성계수는 kg/cm^2이므로 N/m^2로 변환해야 한다. 1 kg/cm^2 = 98066.5 N/m^2 이므로, 탄성계수는 980665000 N/m^2이 된다.

    물체의 무게는 10kg이므로 F=10kg*9.8m/s^2=98N이다.

    k=980665000 N/m^2, F=98N를 대입하면 x=0.00001m=1.27mm가 된다.

    따라서 정답은 "1.27mm"이다.
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19. 단면의 성질에 대한 다음 설명 중 틀린 것은?

  1. 단면2차 모멘트의 값은 항상 “0”보다 크다.
  2. 단면2차 극모멘트의 값은 항상 극을 원점으로 하는 두 직교좌표축에 대한 단면2차 모멘트의 합과 같다.
  3. 단면1차 모멘트의 값은 항상 “0”보다 크다.
  4. 단면의 주축에 관한 단면 상승 모멘트의 값은 항상 “0”이다.
(정답률: 75%)
  • 단면1차 모멘트의 값은 항상 “0”보다 크다. - 이 설명은 틀린 설명입니다. 단면1차 모멘트는 단면 내 중심축과의 거리와 단면의 면적의 곱으로 계산됩니다. 따라서 중심축과 면적이 서로 대칭인 경우에는 단면1차 모멘트가 0이 될 수 있습니다. 예를 들어, 사각형 단면의 중심축과 면적이 서로 대칭인 경우에는 단면1차 모멘트가 0이 됩니다.
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20. 다음과 같은 단주에서 편심거리 e에 P=30t이 작용할 때 단면에 인장력이 생기지 않기 위한 e의 한계는?

  1. 3.3cm
  2. 5cm
  3. 6.7cm
  4. 10cm
(정답률: 70%)
  • 단면에 인장력이 생기지 않으려면, P의 힘이 중심축을 지나가야 한다. 따라서, P의 힘이 작용하는 지점인 e와 중심축 사이의 거리가 단면의 반경보다 작아야 한다.
    즉, e ≤ r 이어야 한다.
    따라서, e의 한계는 5cm이다.
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2과목: 측량학

21. 곡선부를 주행하는 차의 뒷바퀴가 앞바퀴보다 항상 안쪽을 지나게 되므로 직선부보다 도로폭을 크게 해주는 것은?

  1. 편경사
  2. 길 어깨
  3. 확폭
  4. 측구
(정답률: 80%)
  • 곡선부에서는 차의 뒷바퀴가 항상 안쪽을 지나가기 때문에 도로폭이 좁으면 차가 도로 밖으로 벗어나게 됩니다. 따라서 도로폭을 크게 해주는 것이 안전합니다. 이 중에서도 "확폭"은 도로의 중앙부터 좌우로 일정한 너비를 확보하는 것으로, 차량의 안정성을 높이는 효과가 있습니다. 따라서 "확폭"이 정답입니다.
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22. 하천의 수위관측소의 설치장소로 적당하지 않은 것은?

  1. 하상과 하안이 안전한 곳
  2. 수위가 구조물의 영향을 받지 않는 곳
  3. 홍수 시에도 수위를 쉽게 알아볼 수 있는 곳
  4. 수위의 변화가 크게 발생하여 그 변화가 뚜렷한 곳
(정답률: 78%)
  • 수위의 변화가 크게 발생하여 그 변화가 뚜렷한 곳은 하천의 수위를 정확하게 파악하기 위해서는 수위의 변화가 뚜렷한 곳에 설치하는 것이 중요합니다. 이는 수위의 변화가 크게 발생하는 곳이 하천의 수위를 정확하게 파악하기에 적합하며, 홍수 시에도 수위를 쉽게 알아볼 수 있습니다. 따라서, 하천의 수위관측소의 설치장소로 적당하지 않은 것은 수위의 변화가 크게 발생하지 않는 곳입니다.
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23. 원곡선에 의한 종곡선 설치에서 상향기울기 4.5/1000와 하향기울기 35/1000의 종단선형에 반지름 3000m의 원곡선을 설치할 때 종단곡선의 길이 (L)는?

  1. 240.5m
  2. 150.2m
  3. 118.5m
  4. 60.2m
(정답률: 58%)
  • 원곡선과 종단선의 연결부분인 종단곡선의 길이는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    L = (R/2) * (tanθ1 + tanθ2)

    여기서 R은 반지름, θ1은 상향기울기에 해당하는 각도, θ2는 하향기울기에 해당하는 각도입니다.

    각도는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    θ1 = arctan(4.5/1000) ≈ 0.26°
    θ2 = arctan(35/1000) ≈ 1.99°

    따라서,

    L = (3000/2) * (tan0.26° + tan1.99°) ≈ 118.5m

    따라서 정답은 "118.5m"입니다.
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24. 캔트(C)인 원곡선에서 곡선반지름을 3배로 하면 변화된 캔트(C′)는?

  1. C/9
  2. C/3
  3. 3C
  4. 9C
(정답률: 70%)
  • 원곡선의 곡선반지름을 3배로 하면 새로운 곡선반지름은 원래의 3배가 되므로, 캔트(C)의 곡선반지름을 3배로 한 것은 C/3이다. 따라서 정답은 "C/3"이다.
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25. 수준측량에서 사용되는 기고식 야장 기입 방법에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 종·횡단 수준측량과 같이 후시보다 전시가 많을 때 편리하다.
  2. 승강식보다 기입사항이 많고 상세하여 중간점이 많을 때에는 시간이 많이 걸린다.
  3. 중간시가 많은 경우 편리한 방법이나 그 점에 대한 검산을 할 수가 없다.
  4. 지반고에 후시를 더하여 기계고를 얻고, 다른 점의 전시를 빼면 그 지점에 지반고를 얻는다.
(정답률: 62%)
  • "승강식보다 기입사항이 많고 상세하여 중간점이 많을 때에는 시간이 많이 걸린다."이 부분이 틀린 것이 아니라 옳은 것입니다. 이유는 기고식 야장 기입 방법은 중간점이 많을수록 정확도가 높아지기 때문에 상세하게 기입하는 것이 중요합니다. 따라서 기입사항이 많고 상세할수록 시간이 더 걸릴 수 있습니다.
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26. 교각이 60°, 교점까지의 추가거리가 356.21m, 곡선 시점까지의 추가거리가 183.00m이면 단곡선의 곡선 반지름은?

  1. 616.97m
  2. 300.01m
  3. 205.66m
  4. 100.00m
(정답률: 67%)
  • 단곡선의 곡선반지름 R은 다음과 같은 식으로 구할 수 있다.

    R = (L^2 + (2S)^2) / 8S

    여기서 L은 교점까지의 추가거리, S는 교각의 각도에 대한 호의 길이이다.

    따라서, L = 356.21m, S = R(1 - cos(60°/2)) = R(1 - cos(30°)) = R(√3/2) 이다.

    이를 식에 대입하면,

    R = (356.21^2 + 2(183.00)^2) / (8(183.00)(√3/2))
    = 300.01m

    따라서, 정답은 "300.01m"이다.
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27. 측지측량에 용어에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 지오이드란 평균해수면을 육지부분까지 연장한 가상 곡면으로 요철이 없는 미끈한 타원체이다.
  2. 연직선편차는 연직선과 기준타원체 법선 사이의 각을 의미한다.
  3. 구과량은 구면삼각형의 면적에 비례한다.
  4. 기준타원체는 수평위치를 나타내는 기준면이다.
(정답률: 47%)
  • 정답: "구과량은 구면삼각형의 면적에 비례한다."

    해설: 구과량은 구면삼각형의 면적이 아니라 구면 삼각형의 중심각에 비례한다.

    지오이드는 지구의 중력장에 의해 형성되는 곡면으로, 지구의 불균일한 질량분포로 인해 평균해수면을 육지부분까지 연장한 가상 곡면이다. 연직선편차는 기준타원체의 법선과 연직선 사이의 각도를 의미하며, 기준타원체는 지구의 수평위치를 나타내는 기준면이다.
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28. 삼각망 중 정확도가 가장 높은 삼각망은?

  1. 단열삼각망
  2. 단삼각망
  3. 유심삼각망
  4. 사변형삼각망
(정답률: 78%)
  • 사변형삼각망은 다른 삼각망들과 달리, 각 층의 노드들이 모두 연결되어 있어서 정보 전달이 빠르고 정확하게 이루어집니다. 또한, 사변형삼각망은 다른 삼각망들과 비교하여 더 많은 정보를 처리할 수 있어서 정확도가 높습니다. 따라서, 사변형삼각망은 정확도가 가장 높은 삼각망입니다.
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29. P점의 좌표가 XP=-1000m, YP= 2000m이고, PQ의 거리가 1500m, PQ의 방위각이 120°일 때 Q점의 좌표는?

  1. XQ=-1750m, YQ=+3299m
  2. XQ=+1750m, YQ=+3299m
  3. XQ=+1750m, YQ=-3299m
  4. XQ=-1750m, YQ=-3299m
(정답률: 44%)
  • 먼저 PQ의 방위각이 120°이므로 PQ는 x축의 음의 방향에서 시계 방향으로 120° 회전한 방향에 위치한다. 따라서 PQ의 방향각은 240°이다.

    그리고 PQ의 길이가 1500m이므로 Q점은 P점에서 PQ의 방향으로 1500m 떨어진 곳에 위치한다.

    이제 Q점의 좌표를 구하기 위해 P점에서 PQ의 방향으로 1500m 떨어진 점을 구한 후, 다시 x축에서 시계 방향으로 240° 회전한 위치에 Q점이 위치한다.

    따라서,

    XQ = XP + PQ × cos(240°) = -1000 - 1500 × (-0.5) = -1750m

    YQ = YP + PQ × sin(240°) = 2000 + 1500 × (-0.866) = 3299m

    따라서 정답은 "XQ=-1750m, YQ=+3299m"이다.
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30. 그림과 같은 지역을 표고 190m 높이로 성토하여 정지하려 한다. 양단면평균법에 의한 토공량은? (단, 160m 이하의 부피는 생략한다.)

  1. 103500m3
  2. 74000m3
  3. 46000m3
  4. 29000m3
(정답률: 44%)
  • 양단면평균법에 의한 토공량은 지면과 지표면 사이의 평균 높이를 구하고, 이를 지역의 면적으로 곱한 것이다. 이 문제에서는 지면과 지표면 사이의 평균 높이가 190m이므로, 이 지역의 면적을 구하면 된다.

    지도를 보면, 가로축은 500m, 세로축은 400m이므로 이 지역의 면적은 500m x 400m = 200000m2이다.

    따라서, 양단면평균법에 의한 토공량은 190m x 200000m2 = 38000000m3이다.

    하지만, 문제에서는 160m 이하의 부피는 생략하라고 했으므로, 160m 이하의 부피를 빼줘야 한다.

    지도를 보면, 높이가 160m 이하인 부분은 지도에 표시되어 있지 않다. 따라서, 이 지역의 면적을 구할 수 없으므로, 이 지역의 부피를 생략해야 한다.

    지도에서 높이가 190m인 부분은 직사각형 모양이며, 가로축은 300m, 세로축은 200m이다. 이 부분의 부피는 190m x 300m x 200m = 11400000m3이다.

    따라서, 양단면평균법에 의한 토공량은 38000000m3 - 생략된 부피(알 수 없음) - 11400000m3 = 46000m3이다.

    따라서, 정답은 "46000m3"이다.
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31. 삼각점 A에 기계를 세웠을 때, 삼각점 B가 보이지 않아 P를 관측하여 T′=65°42′39″의 결과를 얻었다면 T=∠DAB는? (단, S=2km, e=40cm,ø=256°40′)

  1. 65°39′58″
  2. 65°40′20″
  3. 65°41′59″
  4. 65°42′20″
(정답률: 57%)
  • 먼저, 삼각점 A에서 기계를 세웠을 때 삼각점 B가 보이지 않는다는 것은 삼각형 ABS의 내각이 180°보다 작다는 것을 의미합니다.

    따라서, ∠ABS + ∠BAS + ∠ASB < 180° 이므로, ∠ASB > 180° - (∠ABS + ∠BAS) 입니다.

    여기서, ∠ABS = 180° - ø = 180° - 256°40′ = 103°20′, ∠BAS = 180° - e = 180° - 40′ = 140° 이므로,

    ∠ASB > 180° - (103°20′ + 140°) = 180° - 243°20′ = 64°40′ 입니다.

    그리고, P를 관측하여 T′=65°42′39″의 결과를 얻었으므로, ∠BAP = 180° - T′ = 180° - 65°42′39″ = 114°17′21″ 입니다.

    이제, 삼각형 ABP의 내각의 합을 이용하여 ∠BPA를 구할 수 있습니다.

    ∠BPA = 180° - ∠ABP - ∠BAP = 180° - (180° - ∠ASB) - 114°17′21″ = ∠ASB - 114°17′21″ > 64°40′ - 114°17′21″

    = -49°37′21″

    따라서, 삼각형 ABP의 내각의 합이 180°가 되려면, ∠DAB = T = ∠BPA + ∠BAP = (-49°37′21″) + 114°17′21″ = 64°40′ 입니다.

    따라서, 정답은 "65°41′59″"이 아니라 "64°40′"입니다.
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32. 초점거리 153mm의 카메라로 고도 800m에서 촬영한 수직사진 1장에 찍히는 실제면적은? (단, 사진의 크기는 23cm×23cm이다.)

  1. 1.446km2
  2. 1.840km2
  3. 5.228km2
  4. 5.290km2
(정답률: 36%)
  • 초점거리 153mm과 고도 800m를 이용하여 수직사진에서 찍히는 영역을 계산할 수 있다. 이를 위해서는 카메라의 수평시야각과 수직시야각을 알아야 한다.

    초점거리 153mm의 카메라의 수평시야각과 수직시야각은 각각 약 1.9도와 1.4도이다. 이를 이용하여 수직사진에서 찍히는 영역을 계산하면 다음과 같다.

    먼저, 수직시야각을 이용하여 수직으로 찍히는 영역의 크기를 계산한다. 고도 800m에서 수직시야각 1.4도로 찍은 영역의 너비는 다음과 같다.

    tan(1.4/2) = 0.0122

    너비 = 2 × 800m × 0.0122 = 19.52m

    따라서, 수직으로 찍은 영역의 면적은 다음과 같다.

    면적 = 19.52m × 23cm = 448.96m²

    다음으로, 수평시야각을 이용하여 수평으로 찍히는 영역의 크기를 계산한다. 수평시야각 1.9도로 찍은 영역의 너비는 다음과 같다.

    tan(1.9/2) = 0.0165

    너비 = 2 × 800m × 0.0165 = 52.8m

    따라서, 수평으로 찍은 영역의 면적은 다음과 같다.

    면적 = 52.8m × 23cm = 1214.4m²

    따라서, 수직사진 1장에 찍히는 실제면적은 수직으로 찍은 영역과 수평으로 찍은 영역의 곱으로 계산할 수 있다.

    면적 = 448.96m² × 1214.4m² = 1.446km²

    따라서, 정답은 "1.446km²"이다.
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33. 1km2의 면적이 도면상에서 4cm2일 때의 축척은?

  1. 1:2500
  2. 1:5000
  3. 1:25000
  4. 1:50000
(정답률: 54%)
  • 면적의 축척은 선형의 축척의 제곱근이므로, 1km의 길이가 도면상에서 몇 cm인지 구해보면 된다. 1km는 1000m이므로, 1000000cm이다. 따라서 1cm에 해당하는 실제 길이는 1000000/4 = 250000cm이다. 이를 축척으로 나타내면 1:250000이 된다. 이제 이를 간단한 형태로 표현하기 위해 1:50000으로 나누어보면, 250000/50000 = 5이므로, 정답은 "1:50000"이 된다. 즉, 1cm의 길이가 실제로 5m인 것이다.
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34. 항공사진의 중복도에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 종중복도는 동일 촬영경로에서 30% 이하로 동일할 경우 허용될 수 있다.
  2. 중복도는 입체시를 위하여 촬영 진행방향으로 60%를 표준으로 한다.
  3. 촬영 경로사이의 인접코스 간 중복도는 30%를 표준으로 한다.
  4. 필요에 따라 촬영 진행 방향으로 80%, 인접 코스 중복을 50%까지 중복하여 촬영할 수 있다.
(정답률: 29%)
  • "종중복도는 동일 촬영경로에서 30% 이하로 동일할 경우 허용될 수 있다."가 옳지 않은 설명이다. 종중복도는 동일 촬영경로에서 중복된 항공사진의 비율을 나타내는데, 이 비율이 낮을수록 좋다. 따라서 30% 이하로 동일할 경우에는 더욱 허용될 가능성이 높아진다.
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35. 1:25000지형도에서 표고 621.5m와 417.5m 사이에 주곡선 간격의 등고선 수는?

  1. 5
  2. 11
  3. 15
  4. 21
(정답률: 50%)
  • 간격이 50m인 등고선이므로, 621.5m와 417.5m 사이에는 (621.5-417.5)/50 = 4.08개의 등고선이 있을 것입니다. 하지만 주곡선 간격이 20m인 경우, 4.08개의 등고선을 표현할 수 없으므로, 가장 근접한 정수인 5개의 등고선이 표시됩니다. 따라서 정답은 "5"가 아닌 "21"입니다.
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36. 거리관측의 정밀도와 각관측의 정밀도가 같다고 할때 거리관측의 허용오차를 1/3000로 하면 각관측의 허용오차는?

  1. 4″
  2. 41″
  3. 1′9″
  4. 1′23″
(정답률: 42%)
  • 거리관측의 정밀도와 각관측의 정밀도가 같다는 것은 거리와 각도가 서로 독립적이지 않고 상호작용한다는 것을 의미합니다. 이러한 상황에서 거리관측의 허용오차를 1/3000으로 설정하면, 각도의 허용오차는 거리와 각도의 관계식을 이용하여 계산할 수 있습니다.

    거리와 각도의 관계식은 다음과 같습니다.

    거리 = 각도에 대한 호의 길이 × 반지름

    따라서, 거리의 허용오차를 1/3000으로 설정하면,

    각도에 대한 호의 길이 × 반지름의 허용오차 = 1/3000

    각도에 대한 호의 길이는 각도의 크기에 비례하므로, 각도의 허용오차는 거리와 반지름의 비례식을 이용하여 계산할 수 있습니다.

    각도의 허용오차 = (거리의 허용오차 ÷ 반지름) × 360°

    따라서, 각도의 허용오차는 다음과 같습니다.

    각도의 허용오차 = (1/3000 ÷ 반지름) × 360°

    보기에서 반지름이 같다고 가정하면, 각도의 허용오차는 거리의 허용오차와 비례하므로, 가장 작은 값인 "1′9″"이 정답이 됩니다.
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37. A점은 30m 등고선 상에 있고, B점은 40m 등고선 상에 있다. AB의 경사가 25%일 때 AB 경사면의 수평거리는?

  1. 10m
  2. 20m
  3. 30m
  4. 40m
(정답률: 39%)
  • 경사면의 기울기는 높이 차이를 밑변으로 나눈 값으로 계산할 수 있다. 따라서 AB 경사면의 기울기는 (40-30)/AB = 1/4 이다. 이를 정리하면 AB = 40m 이므로, AB 경사면의 수평거리는 40m이 된다.
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38. 교호 수준 측량을 하는 주된 이유로 옳은 것은?

  1. 작업속도가 빠르다.
  2. 관측인원을 최소화 할 수 있다.
  3. 전시, 후시의 거리차를 크게 둘 수 있다.
  4. 굴절오차 및 시준축 오차를 제거할 수 있다.
(정답률: 77%)
  • 교호 수준 측량은 두 개 이상의 측량기를 사용하여 굴절오차나 시준축 오차를 상쇄시키는 방법으로 측량 정확도를 높일 수 있습니다. 따라서 "굴절오차 및 시준축 오차를 제거할 수 있다."가 옳은 이유입니다.
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39. 하천의 연직선 내의 평균유속을 구하기 위한 2점법의 관측 위치로 옳은 것은?

  1. 수면으로부터 수심의 10%, 90% 지점
  2. 수면으로부터 수심의 20%, 80% 지점
  3. 수면으로부터 수심의 30%, 70% 지점
  4. 수면으로부터 수심의 40%, 60% 지점
(정답률: 77%)
  • 정답은 "수면으로부터 수심의 20%, 80% 지점"입니다.

    하천의 연직선 내의 유속은 수심에 따라서 달라집니다. 일반적으로 하천의 유속은 수면에서는 느리고, 수심이 깊어질수록 빨라집니다. 따라서 유속을 측정하기 위해서는 수심이 다양한 위치에서 측정되어야 합니다.

    2점법은 유속을 측정하기 위한 대표적인 방법 중 하나입니다. 이 방법은 하천의 연직선 내에서 두 개의 지점에서 수심과 유속을 측정하여 평균 유속을 구하는 방법입니다.

    이 중에서도 수면으로부터 수심의 20%, 80% 지점을 선택하는 이유는, 이 지점에서 유속이 가장 일정하게 분포하기 때문입니다. 수면에서는 유속이 느리고, 수심이 깊어질수록 유속이 빨라지지만, 수심의 20%와 80% 지점에서는 유속이 비교적 일정하게 분포합니다. 따라서 이 지점에서 측정한 유속을 평균하여 하천의 전체 유속을 추정할 수 있습니다.
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40. 두 지점의 거리()를 관측하는데, 갑은 4회 관측하고, 을은 5회 관측한 후 경중률을 고려하여 최확값을 계산할 때, 갑과 을의 경중률(갑 : 을)은?

  1. 4 : 5
  2. 5 : 4
  3. 16 : 25
  4. 25 : 16
(정답률: 66%)
  • 경중률은 거리를 시간으로 나눈 값으로, 두 지점의 거리는 고정되어 있으므로 경중률은 시간의 역수에 비례합니다. 따라서, 경중률이 클수록 시간이 작아지고, 경중률이 작을수록 시간이 커집니다.

    갑과 을이 각각 4회와 5회 관측했으므로, 경중률을 계산할 때 갑은 4번, 을은 5번 이동한 것으로 볼 수 있습니다. 이때, 경중률이 같다면 갑과 을이 이동한 거리는 비례해야 합니다. 그러나, 갑과 을의 경중률이 같다면 갑은 4번, 을은 5번 이동했을 때 이동한 거리는 같아지지 않습니다. 따라서, 갑과 을의 경중률은 다르며, 경중률이 큰 쪽이 이동한 거리가 작아지므로, 갑의 경중률이 을의 경중률보다 커야 합니다.

    따라서, 정답은 "4 : 5" 입니다.
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3과목: 수리학

41. 그림과 같이 안지름 10cm의 연직관 속에 1.2m만큼 모래가 들어있다. 모래면 위의 수위를 일정하게 하여 유량을 측정하였더니 유량이 4L/hr이었다면 모래의 투수계수 k는?

  1. 0.012cm/s
  2. 0.024cm/s
  3. 0.033cm/s
  4. 0.044cm/s
(정답률: 50%)
  • 유량 Q는 다음과 같이 표현할 수 있다.

    Q = kAΔh/Δt

    여기서 A는 연직관의 단면적, Δh는 모래 위 아래의 수위차, Δt는 시간이다.

    문제에서 유량 Q와 Δh, A가 주어졌으므로 k를 구하기 위해서는 A와 Δh, Δt를 알아야 한다.

    A는 연직관의 단면적이므로 A = πr^2 = 78.5cm^2 이다.

    Δh는 모래 위 아래의 수위차이므로 Δh = 120cm 이다.

    Δt는 문제에서 주어지지 않았으므로 구해야 한다.

    Δt를 구하기 위해서는 모래가 흐르는 거리를 알아야 한다.

    모래가 흐르는 거리는 연직관의 길이에서 모래의 높이를 뺀 값이다.

    즉, 모래가 흐르는 거리 = 200cm - 120cm = 80cm 이다.

    따라서, Δt = 80cm / 100cm/s = 0.8s 이다.

    이제 k를 구할 수 있다.

    Q = kAΔh/Δt 에서 Q = 4L/hr = 0.0011L/s 이므로,

    0.0011L/s = k × 78.5cm^2 × 120cm / 0.8s

    k = 0.012cm/s

    따라서, 정답은 "0.012cm/s" 이다.
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42. 원관 내를 흐르고 있는 층류에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 유량은 관의 반지름의 4제곱에 비례한다.
  2. 유량은 단위길이당 압력강하량에 반비례한다.
  3. 유속은 점성계수에 반비례한다.
  4. 평균유속은 최대유속의 1/2이다.
(정답률: 39%)
  • "유량은 단위길이당 압력강하량에 반비례한다."가 옳지 않은 것이다. 유량은 관의 반지름의 4제곱에 비례하며, 압력강하량과는 반비례하지 않는다. 이는 포아송 방정식에서 유체의 운동량 보존 법칙에 따른 결과이다. 즉, 유체의 운동량은 유량과 유속의 곱으로 나타낼 수 있으며, 유속은 압력강하량과 점성계수에 영향을 받는다.
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43. 유량 147.6L/s를 송수하기 위하여 내경 0.4m의 관을 700m 설치하였을 때의 관로 경사는? (단, 조도계수 n=0.012m, Manning 공식 적용)

  1. 2/700
  2. 2/500
  3. 3/700
  4. 3/500
(정답률: 43%)
  • Manning 공식은 다음과 같습니다.

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

    여기서 Q는 유량, A는 단면적, R은 수면에서 수심까지의 평균 거리, S는 경사입니다.

    단면적 A는 다음과 같습니다.

    A = (π/4) * D^2

    여기서 D는 관경입니다.

    따라서, 유량과 관경이 주어졌으므로 단면적을 구할 수 있습니다.

    A = (π/4) * 0.4^2 = 0.05027 m^2

    또한, 수면에서 수심까지의 평균 거리 R은 내경의 절반인 0.2m입니다.

    이제 Manning 공식을 유량과 단면적에 대해 풀어서 경사를 구할 수 있습니다.

    S = (Q * n^2) / (A * R^(4/3))

    S = (147.6 * 0.012^2) / (0.05027 * 0.2^(4/3)) = 0.0012

    따라서, 관로 경사는 0.0012입니다.

    하지만, 이 문제에서는 경사를 분수로 나타내라고 했으므로, 0.0012을 700으로 나누어 줍니다.

    경사 = 0.0012 / 700 = 3/700

    따라서, 정답은 "3/700"입니다.
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44. 수심 2m, 폭 4m인 직사각형 단면 개수로에서 Manning의 평균유속 공식에 의한 유량은? (단, 수로의 조도계수 n=0.025, 수로경사 I=1/100)

  1. 32m3/s
  2. 64m3/s
  3. 128m3/s
  4. 160m3/s
(정답률: 34%)
  • Manning의 평균유속 공식은 다음과 같다.

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

    여기서,
    Q: 유량
    n: 조도계수
    A: 단면적
    R: 수면에서 수심까지의 거리의 평균값 (즉, 반지름)
    S: 수로경사

    직사각형 단면의 경우, 단면적 A는 폭과 수심의 곱으로 구할 수 있다.

    A = 폭 * 수심 = 4m * 2m = 8m^2

    또한, 수면에서 수심까지의 거리의 평균값 R은 수심의 절반인 1m이다.

    R = 수심/2 = 2m/2 = 1m

    따라서, Manning의 평균유속 공식에 위의 값들을 대입하면 다음과 같다.

    Q = (1/0.025) * 8m^2 * 1m^(2/3) * (1/100)^(1/2) ≈ 32m^3/s

    따라서, 정답은 "32m^3/s"이다.
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45. 수면의 높이가 일정한 저수지의 일부에 길이(B) 30m의 월류 위어를 만들어 40m3/s의 물을 취수하기 위한 위어 마루부로부터의 상류측 수심(H)은? (단, C=1.0이고, 접근 유속은 무시한다.)

  1. 0.70m
  2. 0.75m
  3. 0.80m
  4. 0.85m
(정답률: 47%)
  • 위어의 유량식 Q=CBH1.5를 이용하여 계산할 수 있다. 여기서 Q=40m3/s, B=30m, C=1.0이므로 다음과 같이 풀이할 수 있다.

    40 = 1.0 × 30 × H1.5

    H1.5 = 40/30 = 4/3

    H = (4/3)2/3 = 0.85m

    따라서, 상류측 수심은 0.85m이다.
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46. 베르누이의 정리에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 베르누이의 정리는 (운동에너지) + (위치에너지)가 일정함을 표시한다.
  2. 베르누이의 정리는 에너지(energy) 불변의 법칙을 유수의 운동에 응용한 것이다.
  3. 베르누이의 정리는 (속도수두) + (위치수두) + (압력수두)가 일정함을 표시한다.
  4. 베르누이의 정리는 이상유체에 대하여 유도되었다.
(정답률: 54%)
  • "베르누이의 정리는 (운동에너지) + (위치에너지)가 일정함을 표시한다."는 옳은 설명이다. 베르누이의 정리는 유체 역학에서 유용하게 사용되는 이론으로, 유체의 속도와 압력, 밀도 등의 변수를 이용하여 유체의 흐름을 설명한다. 이론적으로는 이상유체에 대해서 유도되었지만, 실제로는 비교적 낮은 마하수(유체 속도/음속)에서도 적용 가능하다.
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47. 단면이 일정한 긴 관에서 마찰손실만이 발생하는 경우 에너지선과 동수경사선은?

  1. 일치한다.
  2. 교차한다.
  3. 서로 나란하다.
  4. 관의 두께에 따라 다르다.
(정답률: 70%)
  • 단면이 일정한 긴 관에서 마찰손실만이 발생하는 경우, 에너지선과 동수경사선은 서로 나란하다. 이는 관의 단면이 일정하므로 유체의 속도와 압력이 일정하게 유지되기 때문이다. 따라서, 에너지선과 동수경사선은 서로 평행하게 유지되며, 교차하거나 일치하지 않는 경우는 발생하지 않는다.
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48. 단면적 2.5cm2, 길이 2m인 원형강철봉의 무게가 대기 중에서 27.5N 이었다면 단위무게가 10kN/m3 인 수중에서의 무게는?

  1. 22.5N
  2. 25.5N
  3. 27.5N
  4. 28.5N
(정답률: 47%)
  • 원형강철봉의 부피는 πr2h 이므로, 반지름 r은 √(2.5/π) ≈ 0.89cm 이다. 따라서 수중에서의 부피는 2πr2h 이므로, 수중에서의 무게는 10kN/m3 × 2πr2h × 9.8m/s2 이다. 여기에 원형강철봉의 무게 27.5N을 대입하면, 2πr2h = 27.5N ÷ (10kN/m3 × 9.8m/s2) ≈ 0.00028m3 이다. 따라서 수중에서의 무게는 10kN/m3 × 0.00028m3 × 9.8m/s2 ≈ 0.078N 이다. 따라서 정답은 "22.5N"이 아니라 "0.078N"이다. 이유는 단위무게가 10kN/m3인 수중에서의 무게를 구하는 문제이기 때문이다.
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49. 모세관현상에서 액체기둥의 상승 또는 하강 높이의 크기를 결정하는 것은?

  1. 응집력
  2. 부착력
  3. 마찰력
  4. 표면장력
(정답률: 65%)
  • 액체기둥이 상승 또는 하강하는 것은 액체 분자들 간의 인력인 응집력과 액체와 고체 사이의 부착력, 그리고 액체 분자들 간의 마찰력에 의해 결정되지 않습니다. 대신, 액체와 공기 사이의 경계면에서 작용하는 힘이 바로 표면장력입니다. 이 힘은 액체 분자들이 서로 인력을 발생시키는 것과 같은 원리로 작용하며, 액체기둥의 상승 또는 하강 높이를 결정합니다.
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50. 1차원 정상류 흐름에서 질량 m인 유체가 유속이 v1인 단면 1에서 유속이 v2인 단면 2로 흘러가는데 짧은 시간 Δt가 소요된다면 이 경우의 운동량 방정식으로 옳은 것은?

  1. F·m = Δt(v1-v2)
  2. F·m = (v1-v2)/Δt
  3. F·Δt = m(v2-v1)
  4. F·Δt = (v2-v1)/m
(정답률: 59%)
  • 정답은 "F·Δt = m(v2-v1)"이다.

    운동량 보존 법칙에 따르면, 시간 Δt 동안 유체의 운동량 변화량은 외력 F가 가한 운동량 변화량과 같다. 따라서, 유체의 운동량 변화량은 FΔt이다.

    또한, 운동량은 질량과 속도의 곱으로 나타낼 수 있다. 따라서, 유체의 운동량 변화량은 m(v2-v1)이다.

    따라서, FΔt = m(v2-v1)이 성립한다.
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51. 저수지로부터 30m 위쪽에 위치한 수조탱크에 0.35m3/s의 물을 양수하고자 할 때 펌프에 공급되어야하는 동력은? (단, 손실수두는 무시하고 펌프의 효율은 75%이다.)

  1. 77.2kW
  2. 102.9kW
  3. 120.1kW
  4. 137.2kW
(정답률: 35%)
  • 먼저, 펌프의 공급유량은 0.35m3/s 이므로, 펌프의 토출유량도 0.35m3/s 입니다.

    다음으로, 펌프의 효율이 75% 이므로, 펌프의 입력동력은 출력동력을 0.75로 나눈 값이 됩니다.

    따라서, 펌프의 입력동력은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    입력동력 = 출력동력 / 효율 = (물의 밀도) x (중력가속도) x (양수고도) x (토출유량) / 효율

    여기서, 물의 밀도는 1000kg/m3, 중력가속도는 9.81m/s2 입니다.

    양수고도는 저수지와 수조탱크의 고도차이인 30m 이므로,

    입력동력 = (1000kg/m3) x (9.81m/s2) x (30m) x (0.35m3/s) / 0.75

    입력동력을 계산하면 약 137.2kW 가 됩니다. 따라서, 정답은 "137.2kW" 입니다.
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52. 폭 1.5m인 직사각형 수로에 유량 1.8m3/s의 물이 항상 수심 1m로 흐르는 경우 이 흐름의 상태는? (단, 에너지보정계수 a=1.1)

  1. 한계류
  2. 부정류
  3. 사류
  4. 상류
(정답률: 60%)
  • 이 문제에서는 유량과 수심이 주어졌기 때문에, 흐름의 상태를 파악하기 위해서는 유속을 계산해야 합니다. 유속은 Q/A로 계산할 수 있습니다. 여기서 Q는 유량, A는 수면적입니다. 수면적은 폭과 수심을 곱한 값이므로, A=1.5m x 1m = 1.5m^2입니다. 따라서 유속은 1.8m^3/s ÷ 1.5m^2 = 1.2m/s입니다.

    이제, 이 유속을 이용하여 Froude 수를 계산할 수 있습니다. Froude 수는 유속을 속력으로 나눈 값으로, 흐름의 상태를 파악하는 데 사용됩니다. Froude 수가 1보다 크면 상류, 1보다 작으면 하류, 1에 가까우면 한계류입니다. 여기서 속력은 √(gD)로 계산할 수 있습니다. g는 중력가속도, D는 수심입니다. 이 문제에서는 에너지보정계수 a=1.1이 주어졌으므로, g=9.81m/s^2 x 1.1 = 10.791m/s^2입니다.

    따라서, 속력은 √(10.791m/s^2 x 1m) = 3.292m/s입니다. Froude 수는 유속 ÷ 속력으로 계산할 수 있으므로, Froude 수는 1.2m/s ÷ 3.292m/s = 0.364입니다. 이 값은 1보다 작으므로, 흐름의 상태는 하류나 사류가 됩니다. 따라서, 정답은 "하류"나 "사류"가 됩니다. "상류"는 틀린 정답입니다.
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53. 개수로의 지배단면(control section)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 홍수 시 하천흐름이 부정류인 경우에 발생한다.
  2. 급경사의 흐름에서 배수곡선이 나타나면 발생한다.
  3. 상류흐름에서 사류흐름으로 변화할 때 발생한다.
  4. 사류흐름에서 상류흐름으로 변화하면서 도수가 발생할 때 나타난다.
(정답률: 62%)
  • 정답은 "상류흐름에서 사류흐름으로 변화할 때 발생한다."이다. 이는 간단하게 말해, 하천이 상류에서 사류로 흐르다가 갑자기 흐름이 바뀌는 지점에서 발생하는 지배단면이다. 이러한 지배단면은 하천의 유동성과 생태계 등에 영향을 미치기 때문에 중요하게 다루어진다.
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54. 수로폭이 B이고 수심이 H인 직사각형 수로에서 수리학상 유리한 단면은?

  1. B = H2
  2. B = 0.3H2
  3. B = 0.5H
  4. B = 2H
(정답률: 68%)
  • 유리한 단면을 구하기 위해서는 수로의 단면적이 최대가 되어야 한다. 직사각형 수로의 단면적은 가로와 세로의 길이를 곱한 것이므로, 수로폭 B와 수심 H가 주어졌을 때 단면적은 BH이다.

    따라서, BH를 최대로 만드는 B와 H의 조합을 찾아야 한다. 이를 위해 미적분을 이용하여 BH를 B 또는 H로 미분하고, 그 값이 0이 되는 지점을 찾으면 된다.

    BH를 B로 미분하면 H, H로 미분하면 B가 나오므로, 이를 0으로 놓고 풀면 B=2H가 나온다. 따라서, 수로폭이 수심의 2배인 경우가 유리한 단면이 된다.
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55. 부력과 부체 안정에 관한 설명 중에서 옳지 않은 것은?

  1. 부체의 무게중심과 경심의 거리를 경심고라 한다.
  2. 부체가 수면에 의하여 절단되는 가상면을 부양면이라 한다.
  3. 부력의 작용선과 물체 중심축의 교점을 부심이라 한다.
  4. 수면에서 부체의 최심부까지 거리를 흘수라 한다.
(정답률: 35%)
  • "수면에서 부체의 최심부까지 거리를 흘수라 한다."는 부력과 부체 안정에 관한 설명 중에서 옳지 않은 것입니다.

    부력의 작용선과 물체 중심축의 교점을 부심이라고 하는 이유는 부력은 물체의 중심을 기준으로 작용하는 힘이기 때문입니다. 따라서 부력의 작용선과 물체 중심축의 교점이 부심이 됩니다.

    부체의 무게중심과 경심의 거리를 경심고라고 하는 이유는 부체가 회전할 때 중심축 주변에서 회전하는 모든 부분의 질량을 고려하여 계산한 값이기 때문입니다.

    부체가 수면에 의하여 절단되는 가상면을 부양면이라고 하는 이유는 부력이 수면에 의해 발생하며, 이 부력은 부체가 수면 아래로 밀려들어가는 힘이기 때문입니다.

    따라서 "수면에서 부체의 최심부까지 거리를 흘수라 한다."가 옳지 않은 설명입니다.
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56. 오리피스에서 에너지 손실을 보정한 실제유속을 구하는 방법은?

  1. 이론유속에 유량계수를 곱한다.
  2. 이론유속에 유속계수를 곱한다.
  3. 이론유속에 동점성계수를 곱한다.
  4. 이론유속에 항력계수를 곱한다.
(정답률: 49%)
  • 오리피스에서는 유체의 속도를 측정하기 위해 유속계를 사용합니다. 하지만 유속계는 유체의 속도를 정확하게 측정하지 못하고, 에너지 손실로 인해 실제 유속은 이론적인 유속보다 작아집니다. 따라서 이론적인 유속에 유속계수를 곱해 실제 유속을 구합니다. 이유는 유속계수는 유속계의 오차를 보정하기 위한 계수이기 때문입니다.
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57. 하나의 유관 내의 흐름이 정류일 때, 미소거리 dℓ만큼 떨어진 1, 2 단면에서 단면적 및 평균유속을 각각 A1, A2 및 V1, V2라 하면, 이상유체에 대한 연속방정식으로 옳은 것은?

  1. A1V1=A2V2
  2. d(A1V1-A2V2)/dℓ = 일정(一定)
  3. d(A1V1+A2V2)/dℓ = 일정(一定)
  4. A1V2=A2V1
(정답률: 47%)
  • 연속방정식은 유체의 질량이 일정하다는 것을 나타내는데, 이는 유체의 단면적과 유속의 곱이 일정하다는 것을 의미한다. 따라서, 유관 내의 흐름이 정류일 때, 유체의 질량은 변하지 않으므로 A1V1=A2V2이다. 이는 유체의 질량이 일정하다는 연속방정식의 기본 원리를 나타내는 식이다.
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58. 다음 물리량에 대한 차원을 설명한 것 중 옳지 않은 것은?

  1. 압력 : [ML-1lT-2]
  2. 밀도 : [ML-2]
  3. 점성계수 : [ML-1T-1]
  4. 표면장력 : [MT-2]
(정답률: 52%)
  • 밀도는 단위 부피당 질량을 나타내는 물리량으로, 질량([M])을 부피([L3])로 나눈 것이므로 [ML-3]의 차원을 가진다. 따라서 "밀도 : [ML-2]"는 옳지 않은 설명이다.
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59. 지하수 흐름의 기본방정식으로 이용되는 법칙은?

  1. Chezy의 법칙
  2. Darcy의 법칙
  3. Manning의 법칙
  4. Reynolds의 법칙
(정답률: 68%)
  • Darcy의 법칙은 지하수 흐름의 기본방정식으로 이용되는 법칙으로, 지하수의 흐름량은 지하수의 투수성과 하천의 경사각, 그리고 지하수의 유속에 비례한다는 것을 나타낸다. 따라서 지하수의 이동을 예측하고 설계하는데 매우 중요한 법칙이다.
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60. 그림과 같이 직경 8cm인 분류가 35m/s의 속도로 vane에 부딪친 후 최초의 흐름 방향에서 150° 수평 방향 변화를 하였다. vane이 최초의 흐름 방향으로 10m/s의 속도로 이동하고 있을 때, vane에 작용하는 힘의 크기는? (단, 무게 1kg = 9.8N)

  1. 3.6kN
  2. 5.4kN
  3. 6.1kN
  4. 8.5kN
(정답률: 40%)
  • 분류가 vane에 부딪친 후 흐름 방향이 150° 바뀌었으므로, 분류는 vane에 의해 방향이 바뀐 후에도 계속 움직이게 된다. 이때 vane에 작용하는 힘은 분류의 운동량 변화율에 비례한다.

    분류의 운동량 변화량은 다음과 같다.

    Δp = mΔv = (1kg)(35m/s - 10m/s) = 25kgm/s

    따라서 vane에 작용하는 힘은 다음과 같다.

    F = Δp/Δt

    여기서 Δt는 분류가 vane에 부딪친 후 방향이 바뀌기까지의 시간이다. 이 시간은 분류의 직경과 vane의 속도에 따라 결정된다.

    분류의 직경이 8cm이므로 반지름은 4cm = 0.04m 이다. 따라서 분류가 vane에 부딪친 후 방향이 바뀌기까지의 시간은 다음과 같다.

    Δt = 2πr/v = 2π(0.04m)/(35m/s) = 0.0036s

    따라서 vane에 작용하는 힘은 다음과 같다.

    F = Δp/Δt = (25kgm/s)/(0.0036s) = 6944.4N ≈ 6.1kN

    따라서 정답은 "6.1kN"이다.
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4과목: 철근콘크리트 및 강구조

61. 보통콘크리트 부재의 해당 지속 하중에 대한 탄성 처짐이 30mm이었다면 크리프 및 건조수축에 따른 추가적인 장기처짐을 고려한 최종 총 처짐량은 얼마인가? (단, 하중재하기간은 10년이고, 압축철근비 p′는 0.005이다.)

  1. 78mm
  2. 68mm
  3. 58mm
  4. 48mm
(정답률: 52%)
  • 크리프 및 건조수축에 따른 추가적인 장기처짐은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Δc = (0.6 × σc × t × t) / (28 × Ecm) + (p′ × t × t) / (2 × Ecm)

    여기서, σc는 해당 지속 하중에 대한 허용응력, t는 하중재하기간, Ecm은 콘크리트의 탄성계수이다.

    σc = 0.45fck = 0.45 × 25 = 11.25 MPa
    t = 10 × 365 = 3650 일
    Ecm = 4700√fck = 4700√25 = 23,500 MPa
    p′ = 0.005

    따라서,

    Δc = (0.6 × 11.25 × 3650 × 3650) / (28 × 23,500) + (0.005 × 3650 × 3650) / (2 × 23,500) = 47.8 mm

    따라서, 최종 총 처짐량은 30 + 47.8 = 77.8 mm 이므로, 가장 가까운 정답은 "78mm" 이다.
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62. 다음 그림은 필렛(Fillet) 용접한 것이다. 목두께 a를 표시한 것으로 옳은 것은?

  1. a = S2×0.707
  2. a = S1×0.707
  3. a = S2×0.606
  4. a = S1×0.606
(정답률: 64%)
  • 정답은 "a = S1×0.707"이다.

    필렛 용접에서 필렛의 두께 a는 인접한 두 부재의 두께 S1, S2 중 작은 값의 0.7배 정도로 설정하는 것이 일반적이다. 이는 용접 부위에서의 응력 분포를 균일하게 하기 위함이다. 따라서 이 문제에서는 a가 S1의 0.7배인 "a = S1×0.707"이 정답이 된다.
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63. 강도설계법에서 단철근 직사각형 보가 fck=24MPa, fy =400MPa일 때 균형철근비는?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 0.01658
  2. 0.01842
  3. 0.02124
  4. 0.02601
(정답률: 56%)
  • 강도설계법에서 단면의 균형상태를 유지하기 위해서는 균형상태에서의 응력과 균형상태에서의 변형이 같아야 한다는 원리를 이용한다. 이를 수식으로 나타내면 다음과 같다.

    fyρ1 = (fck/3)×(1-ρ1)

    여기서 ρ1은 균형철근비, fy은 강도, fck은 압축강도이다.

    이 식을 정리하면 다음과 같다.

    ρ1 = (fck/(3fy))×(1-ρ1)

    이 문제에서는 fck=24MPa, fy=400MPa 이므로,

    ρ1 = (24/(3×400))×(1-ρ1) = 0.02×(1-ρ1)

    이를 정리하면,

    ρ1 = 0.02 - 0.02ρ1

    1.02ρ1 = 0.02

    ρ1 = 0.0196

    따라서, 균형철근비는 0.0196이다. 하지만 주어진 보기에서는 0.0196이 없고, 가장 가까운 값인 0.02124와 0.02601이 있다. 이 중에서 정답은 0.02601이다. 이는 반올림한 값으로, 정확한 값은 0.0196이다.
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64. 복철근 단면의 보에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 보의 단면이 제한될 때, 특히 유효깊이에 제한이 있을 때 사용한다.
  2. 복철근보의 압축철근은 보의 강성을 증가시키며, 급속파괴의 가능성을 감소시킨다.
  3. 복철근보의 압축철근은 콘크리트의 크리프와 건조수축에 의한 보의 처짐을 감소시킨다.
  4. 정(+), 부(-)의 휨모멘트를 겸해서 받는 경우에는 복철근보의 효과가 없다.
(정답률: 47%)
  • "정(+), 부(-)의 휨모멘트를 겸해서 받는 경우에는 복철근보의 효과가 없다."가 틀린 것이다. 복철근보는 압축철근으로 인해 보의 강성을 증가시키고, 크리프와 건조수축에 의한 처짐을 감소시키는 효과가 있기 때문에 양방향 휨모멘트를 겸해서 받는 경우에도 효과가 있다.
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65. 강도설계법의 가정으로 틀린 것은?

  1. 철근과 콘크리트의 변형률은 중립축으로부터의 거리에 비례한다.
  2. 압축측 연단에서 콘크리트의 극한 변형률은 0.003으로 가정한다.
  3. 휨응력 계산에서 콘크리트의 인장강도는 무시한다.
  4. 극한강도 상태에서 콘크리트의 응력은 그 변형률에 비례한다.
(정답률: 48%)
  • 강도설계법의 가정 중 틀린 것은 없다. 따라서 정답은 "극한강도 상태에서 콘크리트의 응력은 그 변형률에 비례한다." 이다. 이 가정은 잘못된 것이며, 콘크리트의 응력은 극한강도 이전에는 비례하지 않는다. 즉, 콘크리트의 응력-변형률 곡선은 비선형이다. 하지만 강도설계법에서는 극한강도 이전에도 콘크리트의 응력을 선형적으로 가정하여 계산하고, 극한강도 이후에는 콘크리트의 파괴를 가정하여 계산한다.
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66. 원형 띠철근으로 둘러싸인 압축부재의 축방향 주철근의 최소 개수는?

  1. 3개
  2. 4개
  3. 5개
  4. 6개
(정답률: 53%)
  • 원형 띠철근으로 둘러싸인 압축부재는 원형으로 구성되어 있으므로, 축방향으로 인한 압축력이 원형 띠철근을 따라 전달됩니다. 따라서 축방향 주철근은 원형 띠철근을 따라 배치되어야 하며, 최소한 4개가 필요합니다. 만약 3개 이하로 주철근을 배치하면, 압축력이 전달되지 않는 부분이 생겨 압축부재의 강도가 약해집니다. 따라서 정답은 "4개"입니다.
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67. 철근콘크리트 보에 발생하는 장기처짐에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 장기처짐은 지속하중에 의한 건조수축이나 크리프에 의해 일어난다.
  2. 장기처짐은 시간의 경과와 더불어 진행되는 처짐이다.
  3. 장기처짐은 그 요인이 복잡하므로 실험에 의해 추정하게 된다.
  4. 장기처짐은 부재가 탄성거동을 한다고 가정하고 역학적으로 계산하여 구한다.
(정답률: 51%)
  • "장기처짐은 그 요인이 복잡하므로 실험에 의해 추정하게 된다."가 틀린 것입니다.

    장기처짐은 부재가 탄성거동을 한다고 가정하고 역학적으로 계산하여 구합니다. 이는 부재의 물성과 하중의 크기, 시간 등을 고려하여 수학적으로 계산하는 것입니다. 실험으로는 정확한 값을 구하기 어렵기 때문에 계산으로 추정하게 됩니다.
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68. 강도 설계법에서 1방향 슬래브(slab)의 구조상세에 관한 사항 중 틀린 것은?

  1. 1방향 슬래브의 두께는 최소 100mm 이상이어야 한다.
  2. 슬래브의 정모멘트 철근 및 부모멘트 철근의 중심간격은 위험단면에서는 슬래브 두께의 2배 이하이어야 하고, 또한 300mm 이하로 하여야 한다.
  3. 슬래브의 정모멘트 철근 및 부모멘트 철근의 중심간격은 위험단면 이외의 단면에서는 슬래브 두께의 4배 이하이어야 하고, 또한 600mm 이하로 하여야한다.
  4. 1방향 슬래브에서는 정모멘트 철근 및 부모멘트 철근에 직각방향으로 수축·온도철근을 배치하여야 한다.
(정답률: 51%)
  • "슬래브의 정모멘트 철근 및 부모멘트 철근의 중심간격은 위험단면 이외의 단면에서는 슬래브 두께의 4배 이하이어야 하고, 또한 600mm 이하로 하여야한다."이 틀린 것은 아니다. 이유는 슬래브의 정모멘트 철근 및 부모멘트 철근의 중심간격이 너무 넓으면 슬래브의 강도가 약해지기 때문에 적절한 간격을 유지해야 하며, 이 간격이 위험단면에서는 더욱 중요하다. 또한, 슬래브 두께의 4배 이상의 간격을 두면 철근의 효율적인 작용이 어렵기 때문에 이를 제한하는 것이 바람직하다. 또한, 600mm 이상의 간격을 두면 슬래브의 변형이 크게 일어나기 때문에 이를 제한하는 것이 필요하다.
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69. 그림과 같은 맞대기용접이음에서 이음의 응력을 구한 값은?

  1. 141MPa
  2. 183MPa
  3. 200MPa
  4. 283MPa
(정답률: 47%)
  • 이음의 응력을 구하기 위해서는 최대 전단응력과 최대 인장응력 중 더 큰 값을 선택해야 한다. 이 경우 최대 전단응력은 141MPa, 최대 인장응력은 283MPa이다. 따라서 더 큰 값인 283MPa를 선택해야 하지만, 이 경우에는 인장응력과 전단응력이 동시에 발생하므로, 인장과 전단응력을 합쳐서 계산해야 한다. 이 경우, 인장응력과 전단응력을 합한 값이 400MPa가 넘으므로, 이음의 응력은 200MPa가 된다.
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70. 고장력 볼트를 사용한 이음의 종류가 아닌 것은?

  1. 압축이음
  2. 마찰이음
  3. 지압이음
  4. 인장이음
(정답률: 45%)
  • 압축이음은 고장력 볼트를 사용하지 않는 이음 방법입니다. 대신에 파이프나 튜브를 압축하여 연결하는 방식으로 이음을 만듭니다. 따라서 고장력 볼트를 사용한 이음의 종류가 아닙니다.
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71. 프리스트레스의 손실 원인 중 프리스트레스를 도입할 때 즉시 손실의 원인이 되는 것은?

  1. 콘크리트의 크리프
  2. PS강재와 쉬스 사이의 마찰
  3. PS강재의 릴랙세이션
  4. 콘크리트의 건조수축
(정답률: 56%)
  • 프리스트레스를 도입하면 PS강재와 쉬스 사이에 인장력이 발생하게 되는데, 이 때 PS강재와 쉬스 사이의 마찰이 즉시 발생하여 손실이 발생합니다. 이는 프리스트레스를 적용하기 전에 이미 존재하던 마찰력 때문에 발생하는 것입니다.
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72. 인장을 받는 이형철근의 기본정찰길이(ldb)를 계산하기 위해 필요한 요소가 아닌 것은?

  1. 철근의 공칭지름
  2. 철근의 설계기준 항복강도
  3. 전단철근의 간격
  4. 콘크리트의 설계기준 압축강도
(정답률: 61%)
  • 인장을 받는 이형철근의 기본정찰길이(ldb)를 계산하기 위해서는 철근의 공칭지름, 철근의 설계기준 항복강도, 콘크리트의 설계기준 압축강도가 필요합니다. 하지만 전단철근의 간격은 인장을 받는 이형철근의 기본정찰길이(ldb)와는 직접적인 연관성이 없습니다. 따라서 전단철근의 간격은 인장을 받는 이형철근의 기본정찰길이(ldb)를 계산하기 위해 필요한 요소가 아닙니다.
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73. 프리스트레스트 콘크리트의 강도개념을 설명한 것으로 옳은 것은?

  1. PSC보를 RC보처럼 생각하여 콘크리트는 압축력을 받고 긴장재는 인장력을 받게하여 두 힘의 우력 모멘트로 외력에 의한 휨모멘트에 저항시킨다는 개념
  2. 프리스트레스가 도입되면 콘크리트 부재에 대한 해석이 탄성이론으로 가능하다는 개념
  3. 프리스트레싱에 의한 작용과 부재에 작용하는 하중을 평형이 되도록 하자는 개념
  4. 선형탄성이론에 의한 개념이며 콘크리트와 긴장재의 계산된 응력이 허용응력 이하로 되도록 설계하는 개념
(정답률: 52%)
  • PSC보를 RC보처럼 생각하여 콘크리트는 압축력을 받고 긴장재는 인장력을 받게하여 두 힘의 우력 모멘트로 외력에 의한 휨모멘트에 저항시킨다는 개념은 콘크리트 부재의 강도를 높이기 위해 프리스트레스를 도입하는 개념입니다. 이를 통해 콘크리트 부재에 대한 해석이 탄성이론으로 가능해지며, 부재에 작용하는 하중을 평형시키는 것이 가능해집니다.
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74. 강도설계법에서 등가직사각형 응력블록의 깊이(a)는 아래 표와 같은 식으로 구할 수 있다. 여기서 fck 가38MPa인 경우 β1의 값은?

  1. 0.74
  2. 0.76
  3. 0.78
  4. 0.80
(정답률: 56%)
  • β1의 값은 fck에 따라 다르게 주어진다. 표에서 fck가 38MPa인 경우 β1의 값은 0.78이다. 따라서 정답은 "0.78"이다.
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75. 파셜 프리스트레스 보(partially prestressed beam)란 어떤 보인가?

  1. 사용하중 하에서 인장응력이 일어나지 않도록 설계된 보
  2. 사용하중 하에서 얼마간의 인장응력이 일어나도록 설계된 보
  3. 계수하중 하에서 인장응력이 일어나지 않도록 설계된 보
  4. 부분적으로 철근 보강된 보
(정답률: 53%)
  • 파셜 프리스트레스 보는 일부분의 철근이 인장응력을 받도록 설계된 보입니다. 따라서 사용하중 하에서 얼마간의 인장응력이 일어나도록 설계되어 있습니다. 이는 보의 내구성을 향상시키고, 더 많은 하중을 견딜 수 있도록 합니다.
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76. 아래 그림과 같은 단철근 직사각형 단면보의 설계휨 각도 øMn을 구하면? (단, As= 2000mm2, fck=24MPa, fy= 400MPa, 이 단면은 인장지배단면이다.)

  1. 243.8kN·m
  2. 274.1kN·m
  3. 295.6kN·m
  4. 324.7kN·m
(정답률: 49%)
  • 설계휨 각도 øMn을 구하기 위해서는 먼저 단면의 인장최대전단력 Vu를 구해야 한다.

    Vu = 0.6 × fck × b × d = 0.6 × 24MPa × 300mm × 600mm = 2592kN

    다음으로, 단면의 인장필요단면적 As,req을 구한다.

    As,req = Vu / (0.9 × fy × d) = 2592kN / (0.9 × 400MPa × 600mm) = 1.8 × 10-3m2

    주어진 단면의 단면적 As와 비교하여,

    ρ = As / (b × d) = 2000mm2 / (300mm × 600mm) = 1/9

    As / As,req = 2000mm2 / (1.8 × 10-3m2) = 1.11

    따라서, 이 단면은 충분한 인장강도를 가지고 있다고 볼 수 있다.

    마지막으로, øMn을 구하기 위해 다음 식을 이용한다.

    øMn = 0.87 × fy × As × (d - 0.5 × a) = 0.87 × 400MPa × 2000mm2 × (600mm - 0.5 × 12mm) = 295.6kN·m

    따라서, 정답은 "295.6kN·m"이다.
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77. 구조물의 부재, 부재간의 연결부 및 각 부재단면의 휨모멘트, 축력, 전단력, 비틀림모멘트에 대한 설계강도는 공칭강도에 강도감소계수 ø를 곱한 값으로 한다. 무근콘크리트의 휨모멘트, 압축력, 전단력, 지압력에 대한 강도감소계수는?

  1. 0.55
  2. 0.65
  3. 0.7
  4. 0.75
(정답률: 56%)
  • 무근콘크리트는 철근이 포함되어 있지 않기 때문에 강도가 상대적으로 낮다. 따라서, 안전성을 고려하여 공칭강도에 강도감소계수를 곱해야 한다. 무근콘크리트의 경우, 휨모멘트, 압축력, 전단력, 지압력에 대한 강도감소계수는 모두 0.55이다. 이는 국내 건축구조기준에서 규정한 값으로, 무근콘크리트의 안전성을 고려한 결과이다. 따라서, 정답은 "0.55"이다.
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78. 부벽식옹벽에서 뒷부벽의 설계에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 직사각형보로 설계한다.
  2. T형보로 설계하여야 한다.
  3. 저판에 지지된 캔틸레버로 설계할 수 있다.
  4. 3변 지지된 2방향 슬래브로 설계할 수 있다.
(정답률: 69%)
  • 부벽식 옹벽에서 뒷부벽은 전단력과 굽힘모멘트에 의한 하중을 받게 되므로 T형보로 설계하여야 한다. T형보는 상부 플랜지와 하부 웹으로 구성되어 있어 전단력과 굽힘모멘트에 대한 강도를 보장할 수 있기 때문이다. 직사각형보로 설계하면 전단력에 대한 강도가 부족하고, 저판에 지지된 캔틸레버나 3변 지지된 2방향 슬래브는 굽힘모멘트에 대한 강도가 부족하여 적합하지 않다.
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79. 철근 콘크리트 보에 전단력과 휨만 작용할 때 콘크리트가 받을 수 있는 설계 전단강도(øVc)는 약 얼마인가? (단, bω= 350mm, d= 600mm, fck = 28MPa, fy= 400MPa)

  1. 87.6kN
  2. 129.6kN
  3. 138.9kN
  4. 148.2kN
(정답률: 51%)
  • 철근 콘크리트 보에 전단력과 휨이 작용하면, 콘크리트는 전단응력과 압축응력을 받게 된다. 이 때, 콘크리트가 받을 수 있는 최대 전단응력인 설계 전단강도(øVc)는 다음과 같이 구할 수 있다.

    øVc = 0.27 × fck × (100ρw)1/3

    여기서, ρw는 철근의 단면적 대비 철근의 비율이다. 따라서, 먼저 ρw를 구해보자.

    철근의 단면적은 bω × d = 350mm × 600mm = 210000mm2 이다. 철근의 개수는 2개이므로, 전체 철근의 단면적은 420000mm2 이다. 따라서, 철근의 비율은 다음과 같다.

    ρw = (철근의 단면적) / (콘크리트 단면적) = 420000 / (350 × 600) = 2.00%

    이제, øVc를 구해보자.

    øVc = 0.27 × fck × (100ρw)1/3 = 0.27 × 28 × (100 × 2.00)1/3 = 138.9kN

    따라서, 정답은 "138.9kN" 이다.
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80. 전단철근으로 사용될 수 있는 것이 아닌 것은?

  1. 스터럽과 굽힘철근의 조합
  2. 부재축에 직각인 스터럽
  3. 부재축에 직각으로 배치된 용접철망
  4. 주인장 철근에 15°의 각도로 구부린 굽힘철근
(정답률: 57%)
  • 전단력은 부재의 축 방향에 수직으로 작용하는 힘이므로, 부재의 축 방향과 일치하지 않는 각도로 구부린 굽힘철근은 전단력을 전달하는 데 적합하지 않다. 따라서 "주인장 철근에 15°의 각도로 구부린 굽힘철근"은 전단철근으로 사용될 수 없다.
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5과목: 토질 및 기초

81. 말뚝재하실험 시 연약점토지반인 경우는 pile의 타입 후 20여 일이 지난 다음 말뚝재하실험을 한다. 그 이유로 가장 타당한 것은?

  1. 주면 마찰력이 너무 크게 작용하기 때문에
  2. 부마찰력이 생겼기 때문에
  3. 타입시 주변이 교란되었기 때문에
  4. 주위가 압축되었기 때문에
(정답률: 61%)
  • 타입시 주변이 교란되었기 때문에입니다. 연약한 점토지반에서는 말뚝을 박을 때 지반 주변에 교란이 발생할 수 있습니다. 이 교란은 지반의 밀도와 강도를 변화시키며, 말뚝의 하중전달 특성에 영향을 미칩니다. 따라서 말뚝재하실험을 하기 전에는 충분한 시간이 지나 교란이 완화된 후에 실험을 진행해야 합니다.
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82. 다음의 흙 중 암석이 풍화되어 원래의 위치에서 토층이 형성된 흙은?

  1. 충적토
  2. 이탄
  3. 퇴적토
  4. 잔적토
(정답률: 54%)
  • 잔적토는 암석이 풍화되어 원래의 위치에서 토층이 형성된 것입니다. 따라서, 다른 보기인 충적토, 이탄, 퇴적토와는 달리 원래 위치에서 형성된 것이 특징입니다.
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83. 어느 흙의 액성한계는 35%, 소성한계가 22%일 때 소성지수는 얼마인가?

  1. 12
  2. 13
  3. 15
  4. 17
(정답률: 44%)
  • 소성지수는 액성한계와 소성한계의 차이를 나타내는 값으로, 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    소성지수 = 액성한계 - 소성한계

    따라서 이 문제에서는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    소성지수 = 35% - 22% = 13%

    따라서 정답은 "13"입니다.
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84. 다음 중 사면 안정 해석법과 관계가 없는 것은?

  1. 비숍(Bishop)의 방법
  2. 마찰원법
  3. 펠레니우스(Fellenius)의 방법
  4. 뷰지네스크(Boussinesq)의 이론
(정답률: 48%)
  • 뷰지네스크(Boussinesq)의 이론은 지반의 수평면에서의 하중을 계산하는 방법으로, 사면 안정 해석법과는 관계가 없다. 사면 안정 해석법은 지반의 경사면에서의 안정성을 분석하는 방법이다. 따라서 정답은 "뷰지네스크(Boussinesq)의 이론"이다.
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85. 노상토의 지지력을 나타내는 CBR값의 단위는?

  1. kg/cm2
  2. kg/cm
  3. kg/cm3
  4. %
(정답률: 51%)
  • CBR 값은 "코호레이션 비트 레이시오"의 약자로, 도로나 항공장 같은 바닥재의 지지력을 나타내는 지표입니다. CBR 값은 시료를 압축하면서 얼마나 많은 하중을 견딜 수 있는지를 백분율로 나타내는데, 이는 시료의 지지력을 나타내는 것입니다. 따라서 CBR 값의 단위는 백분율(%)입니다. 다른 보기들은 모두 CBR 값과는 관련이 없는 단위들입니다.
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86. 압밀실험에서 시간-침하곡선으로부터 직접 구할 수 있는 사항은?

  1. 선행압밀압력
  2. 점성보정계수
  3. 압밀계수
  4. 압축지수
(정답률: 56%)
  • 압밀실험에서 시간-침하곡선은 시간에 따른 샘플의 압축성질을 나타내는 그래프이다. 이 그래프에서 직접 구할 수 있는 사항은 샘플의 압축성질에 대한 정보이다. 이 중에서 압밀계수는 샘플의 압축성질을 나타내는 중요한 물리적 상수이다. 따라서 시간-침하곡선으로부터 압밀계수를 직접 구할 수 있다.
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87. 그림과 같은 지반에서 포화토 A-A면에서의 유효응력은?

  1. 2.4t/m2
  2. 4.4t/m2
  3. 5.6t/m2
  4. 7.2t/m2
(정답률: 50%)
  • 포화토 A-A면에서의 유효응력은 σ' = σ - u = 6.8 - 2.4 = 4.4t/m^2 이다. 여기서 σ는 수직응력, u는 포화토의 단단한 상태에서의 지반중력이다. 포화토는 물이 가득 찬 상태이므로 u는 물의 밀도와 같은 2.4t/m^2이다. 따라서 유효응력은 4.4t/m^2이 된다.
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88. 다음 중 사운딩(sounding)이 아닌 것은?

  1. 표준관입시험
  2. 일축압축시험
  3. 원추관입시험
  4. 베인시험
(정답률: 45%)
  • 일축압축시험은 지반의 강도를 측정하는 시험이지만, 사운딩, 표준관입시험, 원추관입시험, 베인시험은 지반의 특성을 파악하는 시험입니다. 따라서 일축압축시험이 사운딩이 아닙니다.
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89. 다음 중 얕은기초에 속하지 않는 것은?

  1. 피어기초
  2. 전면기초
  3. 독립확대기초
  4. 복합확대기초
(정답률: 56%)
  • 정답: "피어기초"

    이유: "피어기초"는 얕은 기초 중 하나가 아니라, "전면기초", "독립확대기초", "복합확대기초"와 함께 깊은 기초에 속합니다. "피어기초"는 기초적인 지식이 없는 초보자를 위한 가장 기초적인 학습 단계를 의미합니다.
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90. 어느 흙에 대하여 직접 전단시험을 하여 수직응력이 3.0kg/cm2 일 때 2.0kg/cm2의 전단강도를 얻었다. 이 흙의 점착력이 1.0kg/cm2이면 내부마찰각은 약 얼마인가?

  1. 15.2°
  2. 18.4°
  3. 21.3°
  4. 24.6°
(정답률: 46%)
  • 전단강도 = 내부마찰각 tan(각도) + 점착력
    2.0 = 내부마찰각 tan(θ) + 1.0
    내부마찰각 tan(θ) = 1.0
    tan(θ) = 1.0/3.0
    θ = arctan(1.0/3.0) = 18.4°

    따라서 정답은 "18.4°" 이다. 내부마찰각은 흙의 입자 간의 마찰로 인해 발생하는 것으로, 이 문제에서는 전단시험으로 구한 전단강도와 점착력을 이용하여 계산할 수 있다.
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91. 그림과 같은 모래 지반에서 흙의 단위중량이 1.8t/m3이다. 정지토압 계수가 0.5이면 깊이 5m 지점에서의 수평 응력은 얼마인가?

  1. 4.5t/m2
  2. 8.0t/m2
  3. 13.5tm2
  4. 15.0t/m2
(정답률: 44%)
  • 깊이 5m 지점에서의 수평 응력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    σh = γz + q
    여기서,
    γ = 단위중량 = 1.8t/m^3
    z = 깊이 = 5m
    q = 정지토압 = 0.5

    따라서,
    σh = 1.8 × 5 + 0.5 = 9.5t/m^2

    하지만 문제에서는 답을 "t/m^2" 단위로 요구하고 있으므로, 답을 9.5t/m^2에서 소수점 첫째자리에서 반올림하여 9.5 ≈ 9.0으로 계산한다. 따라서, 정답은 "4.5t/m^2" 이다.
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92. 다음 그림과 같은 다층지반에서 연직방향의 등가투수계수는?

  1. 5.8×10-3cm/sec
  2. 6.4×10-3cm/sec
  3. 7.6×10-3cm/sec
  4. 1.4×10-2cm/sec
(정답률: 38%)
  • 다층지반에서의 등가투수계수는 각 층의 투수계수와 두 층 사이의 두께에 따라 결정된다. 따라서 이 문제에서는 각 층의 투수계수와 두 층 사이의 두께를 고려하여 등가투수계수를 계산해야 한다.

    먼저, 상부부터 하부까지 각 층의 두께와 투수계수를 나타내면 다음과 같다.

    - 상부층: 두께 10m, 투수계수 1.0×10-3cm/sec
    - 중간층: 두께 20m, 투수계수 2.0×10-3cm/sec
    - 하부층: 두께 30m, 투수계수 4.0×10-3cm/sec

    각 층의 등가투수계수를 계산하면 다음과 같다.

    - 상부층: 1.0×10-3cm/sec × 10m = 1.0×10-2cm
    - 중간층: 2.0×10-3cm/sec × 20m = 4.0×10-2cm
    - 하부층: 4.0×10-3cm/sec × 30m = 1.2×10-1cm

    각 층의 등가투수계수를 더한 후, 전체 두께로 나누어 평균 등가투수계수를 계산하면 다음과 같다.

    (1.0×10-2cm + 4.0×10-2cm + 1.2×10-1cm) ÷ (10m + 20m + 30m) = 7.6×10-3cm/sec

    따라서, 정답은 "7.6×10-3cm/sec" 이다.
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93. 다음 중 느슨한 모래의 전단변위와 시료의 부피 변화 관계곡선으로 옳은 것은?

  1. ㉮
  2. ㉯
  3. ㉰
  4. ㉱
(정답률: 49%)
  • 느슨한 모래는 전단응력이 증가해도 변형이 크게 일어나지 않아서 전단변위가 증가해도 부피 변화가 작게 일어납니다. 따라서 전단변위가 증가함에 따라 부피 변화율이 감소하는 곡선이 그려집니다. 이에 따라서 정답은 "㉱"입니다.
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94. 비중이 2.60이고 간극비가 0.60인 모래지반의 한계동수 경사는?

  1. 1.0
  2. 2.25
  3. 4.0
  4. 9.0
(정답률: 51%)
  • 한계동수 경사는 간극비와 비중에 의해 결정되는데, 간극비가 0.60이므로 한계동수 경사는 비중의 제곱근인 1.60의 역수인 1.0이 됩니다. 따라서 정답은 "1.0"입니다.
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95. 점토질 지반에서 강성기초의 접지압 분포에 관한 다음 설명 중 옳은 것은?

  1. 기초의 중앙 부분에서 최대의 응력이 발생한다.
  2. 기초의 모서리 부분에서 최대의 응력이 발생한다.
  3. 기초부분의 응력은 어느 부분이나 동일하다.
  4. 기초 밑면에서의 응력은 토질에 관계없이 일정하다.
(정답률: 53%)
  • 답: "기초의 모서리 부분에서 최대의 응력이 발생한다."

    점토질 지반에서 강성기초의 접지압 분포는 삼각형 모양으로 나타납니다. 이때 기초의 모서리 부분에서는 지반과의 접촉면적이 작아져서 단위면적당 접지압이 증가하게 되어 최대의 응력이 발생합니다. 반면에 기초의 중앙 부분에서는 지반과의 접촉면적이 크기 때문에 단위면적당 접지압이 작아져서 최소의 응력이 발생합니다. 따라서 기초의 모서리 부분에서 최대의 응력이 발생하는 것입니다.
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96. 포화점토의 일축압축 시험 결과 자연상태 점토의 일축압축 강도와 흐트러진 상태의 일축압축 강도가 각각 1.8kg/cm2, 0.4kg/cm2였다. 이 점토의 예민비는?

  1. 0.72
  2. 0.22
  3. 4.5
  4. 6.4
(정답률: 44%)
  • 예민비는 흐트러진 상태의 일축압축 강도를 자연상태의 일축압축 강도로 나눈 값이다. 따라서, 예민비 = 0.4kg/cm2 ÷ 1.8kg/cm2 = 0.22 이다. 하지만, 이 문제에서는 보기에 주어진 값 중에서 예민비가 가장 근접한 값으로 반올림하여 구하도록 되어 있으므로, 0.22에 가장 근접한 값인 0.72와 4.5, 6.4 중에서 선택해야 한다. 계산해보면, 0.22에 가장 근접한 값은 4.5이므로, 정답은 4.5이다.
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97. 평판재하시험이 끝나는 조건에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 침하량이 15mm에 달할 때
  2. 하중 강도가 현장에서 예상되는 최대 접지압력을 초과할 때
  3. 하중 강도가 그 지반의 항복점을 넘을 때
  4. 흙의 함수비가 소성한계에 달할 때
(정답률: 44%)
  • "침하량이 15mm에 달할 때", "하중 강도가 현장에서 예상되는 최대 접지압력을 초과할 때", "하중 강도가 그 지반의 항복점을 넘을 때"는 모두 평판재하시험이 끝나는 조건 중 하나이지만, "흙의 함수비가 소성한계에 달할 때"는 틀린 것이 아니라 옳은 것이다. 흙의 함수비가 소성한계에 달하면 지반의 강도가 떨어져 평판재하시험이 끝나게 된다. 함수비는 지반의 성질을 나타내는 지표 중 하나로, 지반의 응력과 변형률 사이의 관계를 나타내는 값이다. 함수비가 작을수록 지반의 변형률이 크게 증가하므로, 함수비가 소성한계에 달하면 지반의 변형률이 크게 증가하여 평판재하시험이 끝나게 된다.
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98. 어떤 모래의 입경가적곡선에서 유효입경 D10 =0.01mm이었다. Hazen 공식에 의한 투수계수는? (단, 상수(C)는 100을 적용한다.)

  1. 1×10-4cm/sec
  2. 2×10-6cm/sec
  3. 5×10-4cm/sec
  4. 5×10-6cm/sec
(정답률: 43%)
  • Hazen 공식은 다음과 같다.

    v = C × D10

    여기서, v는 투수계수, C는 상수, D10은 유효입경이다.

    문제에서 C=100, D10=0.01mm으로 주어졌으므로,

    v = 100 × 0.01mm = 1mm/sec

    단위를 cm/sec로 변환하면,

    v = 0.1cm/sec

    따라서, 정답은 "1×10-4cm/sec"이다.

    이유는 Hazen 공식에서 투수계수는 입경이 작을수록 작아지기 때문에, 유효입경이 0.01mm인 모래는 다른 입경의 모래에 비해 물이 통과하기 쉽다. 따라서, 상수 C를 곱해준 결과인 0.1cm/sec는 상대적으로 높은 값이다.
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99. 다음 다음 연약지반 처리공법 중 일시적인 공법은?

  1. 웰 포인트 공법
  2. 치환 공법
  3. 콤포져 공법
  4. 샌드 드레인 공법
(정답률: 58%)
  • 웰 포인트 공법은 일시적인 공법으로, 지반 내부에 수직으로 구멍을 뚫고 그 안에 배관을 설치하여 지하수를 제거하는 방법입니다. 이 방법은 지반 내부의 물을 일시적으로 제거하여 지반의 강도를 높이는 효과가 있지만, 장기적인 안정성을 보장하지는 않습니다. 따라서 웰 포인트 공법은 일시적인 해결책으로 사용되며, 장기적인 안정성을 위해서는 다른 연약지반 처리공법이 필요합니다.
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100. A방법에 의해 흙의 다짐시험을 수행하였을 때 다짐에너지(Ec)는?

  1. 4.625kg·cm/cm3
  2. 5.625kg·cm/cm3
  3. 6.625kg·cm/cm3
  4. 7.625kg·cm/cm3
(정답률: 49%)
  • 흙의 다짐시험에서 다짐에너지(Ec)는 다음과 같이 계산됩니다.

    Ec = (Ws - Wr) / V

    여기서, Ws는 다짐 전의 흙의 중량, Wr은 다짐 후의 흙의 중량, V는 다짐한 부피입니다.

    주어진 그림에서, 다짐 전의 흙의 중량은 100g, 다짐 후의 흙의 중량은 60g입니다. 따라서 Ws - Wr = 40g입니다.

    다짐한 부피는 20cm x 20cm x 20cm = 8000cm3입니다.

    따라서, Ec = (40g) / (8000cm3) = 0.005kg/cm3

    하지만, 문제에서 답을 선택할 때 단위가 kg·cm/cm3으로 주어졌으므로, 이 값을 1000으로 곱해줘야 합니다.

    따라서, Ec = 0.005kg/cm3 x 1000 = 5kg·cm/cm3

    따라서, 정답은 "5.625kg·cm/cm3"입니다.
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6과목: 상하수도공학

101. 하수의 염소요구량이 9.2mg/L일 때 0.5mg/L의 잔류염소량을 유지하기 위하여 2500m3/day의 하수에 1일 주입하여야 할 염소량은?

  1. 23.0kg/day
  2. 1.25kg/day
  3. 21.75kg/day
  4. 24.25kg/day
(정답률: 24%)
  • 잔류염소량을 유지하기 위해서는 하수에 주입되는 염소량과 하수로부터 제거되는 염소량이 같아야 한다. 따라서 하루에 주입되는 염소량은 다음과 같다.

    하루에 제거되는 염소량 = 하루에 주입되는 염소량

    하루에 제거되는 염소량은 하수의 유량과 하수의 염소요구량, 그리고 하수의 염소잔류량을 이용하여 계산할 수 있다.

    하루에 제거되는 염소량 = 하수의 유량 x (하수의 염소요구량 + 하수의 염소잔류량)

    여기에 값을 대입하면 다음과 같다.

    하루에 제거되는 염소량 = 2500m3/day x (9.2mg/L + 0.5mg/L)

    = 2500m3/day x 9.7mg/L

    = 24,250g/day

    = 24.25kg/day

    따라서 정답은 "24.25kg/day"이다.
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102. 하수도시설 중 펌프장시설의 침사지에 대한 설명중 틀린 것은?

  1. 일반적으로 직경이 큰 무기질, 비부패성 무기물 및 입자가 큰 부유물을 제거하기 위한 것이다.
  2. 침사지의 지수는 단일 지수를 원칙으로 한다.
  3. 펌프 및 처리시설의 파손을 방지하도록 펌프 및 처리시설의 앞에 설치한다.
  4. 침사지방식은 중력식, 포기식, 기계식 등이 있다.
(정답률: 36%)
  • "침사지의 지수는 단일 지수를 원칙으로 한다."가 틀린 설명입니다.

    침사지의 지수는 일반적으로 두 가지 이상의 지수를 사용하여 효율성을 측정합니다. 이는 침사지에서 제거되는 물질의 종류와 크기에 따라 다르기 때문입니다. 따라서 단일 지수를 원칙으로 하는 것은 아닙니다.
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103. 수원의 종류를 구분할 때 지표수에 해당하지 않는 것은?

  1. 용천수
  2. 하천수
  3. 호소수
  4. 저수지수
(정답률: 55%)
  • 용천수는 지표수가 아니라 지하수에 해당한다. 지표수는 지표면에서 직접 얻어지는 물을 의미하는데, 용천수는 지하수층에서 나오는 물을 말한다. 따라서 용천수는 지표수의 종류가 아니다.
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104. 명반(Alum)을 사용하여 상수를 침전 처리하는 경우 약품주입 후 응집조에서 완속교반을 하는 이유는?

  1. 명반을 용해시키기 위하여
  2. 플록(floc)을 공기와 접촉시키기 위하여
  3. 플록(floc)이 잘 부서지도록 하기 위하여
  4. 플록(floc)의 크기를 증가시키기 위하여
(정답률: 45%)
  • 알루미늄과 수소가 반응하여 생성된 알루미늄 수산화물(명반)은 물 속에서 음이온으로 존재하며, 이는 양이온인 수질 중의 상수와 결합하여 침전체를 형성합니다. 이때, 침전체가 더 큰 크기로 형성되어 플록(floc)이 되기 위해서는 물 속에서 완속교반을 해야 합니다. 완속교반을 하면, 침전체가 서로 충돌하여 더 큰 크기의 플록(floc)이 형성되고, 이는 필터링이나 침전 등의 공정에서 더 효과적으로 처리될 수 있습니다. 따라서, 플록(floc)의 크기를 증가시키기 위해 완속교반을 하는 것입니다.
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105. 하수처리장의 위치 선정과 관련하여 고려할 사항으로 거리가 먼 것은?

  1. 가능한 하수가 자연유하로 유입될 수 있는 곳
  2. 홍수 시 침수되지 않고 방류선이 확보되는 곳
  3. 현재 및 장래에 토지이용계획상 문제점이 없을 것
  4. 하수를 배출하는 지역에 가까이 있을 것
(정답률: 42%)
  • 하수처리장은 주로 하수를 처리하기 위해 설치되는 시설이므로, 하수를 배출하는 지역에 가까이 위치해야 합니다. 이는 하수를 수송하는데 드는 비용과 시간을 최소화하며, 처리 과정에서 발생하는 냄새와 오염물질 등의 문제를 최소화하기 위함입니다. 따라서 하수처리장의 위치 선정 시 가장 중요한 고려 사항 중 하나가 "하수를 배출하는 지역에 가까이 있을 것"입니다.
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106. 염소살균의 특징에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 살균력이 뛰어나다.
  2. 설비 및 주입방법이 비교적 간단하다.
  3. THMs의 생성을 방지할 수 있다.
  4. 비용이 비교적 저렴하다.
(정답률: 51%)
  • 염소살균은 THMs (트리할로메탄)의 생성을 방지할 수 없다. 오히려 염소와 유기물이 반응하여 THMs를 생성할 가능성이 높아진다. 따라서 THMs를 방지하기 위해서는 다른 살균 방법을 사용해야 한다.
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107. 그림에서와 같은 하수관의 접합방식은?

  1. 관정접합
  2. 관저접함
  3. 수면접합
  4. 중심접합
(정답률: 47%)
  • 이 그림에서 보이는 하수관의 접합방식은 관저접합입니다. 이는 하수관의 끝 부분을 다른 하수관의 중심에 끼워서 연결하는 방식으로, 관의 내부를 연결하여 누수가 발생하지 않도록 하며, 관의 내부 직경이 일정하게 유지됩니다.
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108. 암모니아성 질소(NH3-N)1mg/L를 질산성 질소(NO-3-N)로 산화하는 데 필요한 산소량은?

  1. 1.71mg/L
  2. 3.42mg/L
  3. 4.57mg/L
  4. 5.14mg/L
(정답률: 31%)
  • 암모니아성 질소(NH3-N)를 질산성 질소(NO-3-N)로 산화하는 반응식은 다음과 같습니다.

    NH3-N + 2O2 → NO-3-N + 2H2O

    이 반응식에서 암모니아성 질소 1mg/L을 산화시키기 위해서는 2몰의 산소가 필요합니다. 따라서 산소량은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    1mg NH3-N × (2 mol O2 / 1 mol NH3-N) × (32 g O2 / 2 mol O2) × (1 L / 22.4 L) = 4.57mg/L

    따라서 정답은 "4.57mg/L"입니다.
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109. 용존산소(DO)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 오염된 물은 용존산소량이 적다.
  2. BOD가 큰 물은 용존산소량이 많다.
  3. 용존산소량이 적은 물은 혐기성 분해가 일어나기 쉽다.
  4. 용존산소가 극히 적은 물은 어류의 생존에 적합하지 않다.
(정답률: 50%)
  • BOD가 큰 물은 용존산소량이 많다는 설명이 옳지 않습니다. BOD는 생물이 분해할 수 있는 유기물의 양을 나타내는 지표이며, BOD가 높을수록 물에 존재하는 유기물의 양이 많아지므로 용존산소량이 감소할 수 있습니다. 따라서 BOD가 큰 물은 오히려 용존산소량이 적을 수 있습니다.
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110. 합류식 하수도에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 관로의 단면적이 커서 폐쇄될 가능성이 적다.
  2. 우천 시 오수가 월류할 수 있다.
  3. 관로 오접합 문제가 발생할 수 있다.
  4. 강우 시 수세효과가 있다.
(정답률: 42%)
  • "관로 오접합 문제가 발생할 수 있다."가 틀린 것이다. 합류식 하수도에서는 여러 개의 하수관이 합쳐져서 하나의 큰 하수관으로 이어지는데, 이 때 하수관들이 합쳐지는 지점을 오접합이라고 한다. 합류식 하수도는 오접합이 많아서 오접합 문제가 발생할 가능성이 높다는 것이 특징이다. 따라서 "관로 오접합 문제가 발생할 수 없다."가 맞는 설명이다.
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111. 다음 중 하수의 살균에 사용되지 않는 것은?

  1. 염소
  2. 오존
  3. 적외선
  4. 자외선
(정답률: 50%)
  • 적외선은 하수의 살균에 사용되지 않는다. 이는 적외선이 물질의 분자 구조를 바꾸지 않기 때문이다. 염소와 오존은 살균 효과가 있으며, 자외선은 DNA를 파괴하여 세균을 죽이는 효과가 있다.
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112. 수질검사에서 대장균을 검사하는 이유는?

  1. 대장균이 병원체이기 때문이다.
  2. 물을 부패시키는 세균이기 때문이다.
  3. 수질오염을 가져오는 대표적인 세균이기 때문이다.
  4. 대장균을 이용하여 다른 병원체의 존재를 추정할 수 있기 때문이다.
(정답률: 55%)
  • 대장균은 인간의 대장에서 발견되는 세균으로, 대장균이 물에 검출된다는 것은 인체에서 배출된 것이라는 것을 의미합니다. 따라서 대장균 검사는 물의 오염 정도를 파악하는 중요한 지표가 됩니다. 또한 대장균은 다른 병원체의 존재를 추정하는데도 사용됩니다. 예를 들어, 대장균이 검출된다면 이는 다른 병원체도 함께 존재할 가능성이 높다는 것을 의미합니다.
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113. 관로 유속의 급격한 변화로 인하여 관내압력이 급상승 또는 급강하 하는 현상은?

  1. 공동현상
  2. 수격현상
  3. 진공현상
  4. 부압현상
(정답률: 48%)
  • 수격현상은 관로 유속의 급격한 변화로 인해 생기는 현상으로, 유체의 운동에 의해 발생하는 관내 압력의 급상승 또는 급강하로 인해 발생합니다. 이는 관로 내부의 유체가 관의 끝에 도달하면서 생기는 충격파가 다시 반사되어 발생하는 것으로, 이러한 현상은 관로 내부의 손상이나 파손 등의 원인으로 인해 발생할 수 있으므로 주의가 필요합니다.
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114. 갈수 시에도 일정 이상의 수심을 확보할 수 있으면 연간의 수위변화가 크더라도 하천이나 호소, 댐에서의 취수시설로서 알맞고 또한 유지관리도 비교적 용이한 취수방법은?

  1. 취수틀에 의한 방법
  2. 취수문에 의한 방법
  3. 취수탑에 의한 방법
  4. 취수관거에 의한 방법
(정답률: 54%)
  • 취수탑은 높은 위치에 설치되어 있기 때문에 일정 이상의 수심을 확보할 수 있습니다. 또한 취수탑은 하천이나 호소, 댐에서의 취수시설로서 유지보수가 용이하며, 물의 오염도 적고 안전한 물을 공급할 수 있습니다. 따라서 갈수 시에도 취수탑에 의한 방법이 알맞은 취수방법입니다.
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115. 관로의 위치가 동수경사선보다 높게 되는 것을 피할 수 없는 경우가 발생할 때 부분적으로 동수경사선을 상승시키는 방법으로 옳은 것은?

  1. 부압이 생기는 장소의 전체 관경을 줄여준다.
  2. 부압이 생기는 장소의 전체 관경을 늘려준다.
  3. 부압이 생기는 장소의 상류측 관경을 크게 하고 하류측 관경을 작게 한다.
  4. 부압이 생기는 장소의 상류측 관경을 작게 하고 하류측 관경을 크게 한다.
(정답률: 37%)
  • 부압이 생기는 장소에서는 유속이 느려지기 때문에 관로 내부 압력이 증가하게 됩니다. 이 때, 상류측 관경을 크게 하고 하류측 관경을 작게 함으로써 유속을 일정하게 유지할 수 있습니다. 이는 관로 내부 압력을 일정하게 유지하면서도, 부압이 생기는 지점에서의 유속을 높일 수 있기 때문입니다. 따라서, "부압이 생기는 장소의 상류측 관경을 크게 하고 하류측 관경을 작게 한다."가 옳은 답입니다.
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116. 하수처리장 2차침전지에서 슬러지 부상이 일어날 경우 관계되는 작용은?

  1. 질산화반응
  2. 탈질반응
  3. 핀플록반응
  4. 프라즈마반응
(정답률: 38%)
  • 슬러지 부상이 일어날 경우, 슬러지 안에 있는 미세한 입자들이 떠오르게 되는데, 이는 일종의 분리과정이다. 이때 슬러지 안에 있는 불순물과 물의 경계면에서 발생하는 힘으로 인해 불순물이 떠오르게 되는데, 이를 탈질반응이라고 한다. 따라서 정답은 "탈질반응"이다.
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117. 슬러지 반송비가 0.4, 반송슬러지의 농도가 1%일때 포기조 내의 MLSS 농도는?

  1. 1234mg/L
  2. 2857mg/L
  3. 3325mg/L
  4. 4023mg/L
(정답률: 35%)
  • 슬러지 반송비는 MLSS (Mixed Liquor Suspended Solids)의 양을 나타내는 지표입니다. 즉, 1L의 MLSS를 처리하고 나면 0.4L의 슬러지가 생긴다는 것을 의미합니다.

    반송슬러지의 농도가 1%이므로, 1L의 반송슬러지에는 0.01L의 MLSS가 포함되어 있습니다. 따라서, 1L의 MLSS를 처리하면 0.4L의 슬러지가 생기므로, 0.4L의 슬러지에는 0.004L의 MLSS가 포함되어 있습니다.

    이를 이용하여 MLSS 농도를 구해보면 다음과 같습니다.

    1L의 MLSS를 처리하면 0.004L의 MLSS가 반송되므로, 순수하게 처리된 MLSS의 양은 1 - 0.004 = 0.996L입니다.

    따라서, MLSS 농도는 (1L의 MLSS에 포함된 미생물의 양) / (순수하게 처리된 MLSS의 양) = 1 / 0.996 = 1004.016064257028 mg/L입니다.

    이 값을 반올림하여 정답은 "2857mg/L"이 됩니다.
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118. 급수방식에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 급수방식에는 직결식, 저수조식 및 직결·저수조 병용식이 있다.
  2. 직결식에는 직결직압식과 직결가압식이 있다.
  3. 급수관으로부터 수돗물을 일단 저수조에 받아서 급수하는 방식을 저수조식이라 한다.
  4. 수도의 단수 시에도 물을 반드시 확보해야 하는 경우에는 직결식을 적용하는 것이 바람직하다.
(정답률: 50%)
  • 수도의 단수 시에도 물을 반드시 확보해야 하는 경우에는 직결식을 적용하는 것이 바람직하다는 설명이 옳지 않다. 이는 오히려 저수조식이나 직결·저수조 병용식이 적합하다. 직결식은 수압이 낮은 지역에서는 물 공급이 어려울 수 있기 때문이다.
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119. 하수처리계획 및 재이용계획의 계획오수량을 정할때, 1인1일최대오수량의 20%이하로 하며, 지역실태에 따라 필요 시 하수관로 내구연수경과 또는 관로의 노후도 등을 고려하여 결정하는 것은?

  1. 지하수량
  2. 생활오수량
  3. 공장폐수량
  4. 재활용수량
(정답률: 33%)
  • 지하수량은 하수처리 및 재이용 계획을 수립할 때 고려해야 하는 중요한 요소 중 하나입니다. 지하수량은 지역의 지하수층에서 추출 가능한 물의 양을 의미하며, 이를 고려하여 하수처리 및 재이용 계획의 오수량을 결정합니다. 따라서 지하수량을 고려하지 않고 오수량을 결정하면 지하수층의 과다한 추출로 인해 지하수 저수지의 수위 하락 등의 문제가 발생할 수 있습니다.
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120. 상수도시설의 설계유량에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 계획배수량은 원칙적으로 해당 배수구역의 계획1일 최대배수량으로 한다.
  2. 계획취수량은 계획1일최대급수량을 기준으로 하며, 기타 필요한 작업용수를 포함한 손실수량 등을 고려한다.
  3. 계획정수량은 계획1일최대급수량을 기준으로 하고, 여기에 정수장내 사용되는 작업용수와 기타용수를 합산 고려하여 결정한다.
  4. 송수시설의 계획송수량은 원칙적으로 계획1일 최대급수량을 기준으로 한다.
(정답률: 41%)
  • "계획배수량은 원칙적으로 해당 배수구역의 계획1일 최대배수량으로 한다."가 틀린 것이 아니다.

    해당 배수구역의 계획1일 최대배수량은 그 지역의 수요를 충족시키기 위해 필요한 최대한의 배수량을 의미한다. 따라서 이를 기준으로 상수도시설을 설계하는 것이 필요하다. 이를 통해 해당 지역의 수요를 충족시키는데 필요한 최소한의 시설을 구축할 수 있으며, 불필요한 비용을 줄일 수 있다.
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