토목기사 필기 기출문제복원 (2003-05-25)

토목기사
(2003-05-25 기출문제)

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1과목: 응용역학

1. 다음 그림과 같은 단순보에서 최대 휨모멘트가 발생하는 위치는? (단, A점으로 부터의 거리)

(정답률: 알수없음)
  • 최대 휨모멘트가 발생하는 위치는 보의 중간 지점인 B점이다. 이유는 B점에서 좌측으로는 A점에서의 하중이 작용하고, 우측으로는 B점에서의 하중이 작용하기 때문에 B점에서 휨모멘트가 최대값을 가진다. 따라서 A점으로부터 B점까지의 거리가 최대 휨모멘트가 발생하는 위치로 정답은 ""이다.
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2. 다음 그림과 같은 단면의 A-A 축에 대한 단면 2차 모멘트는?

  1. 558 b4
  2. 560 b4
  3. 562 b4
  4. 564 b4
(정답률: 75%)
  • 단면 2차 모멘트는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    $I_{xx} = int_A y^2 dA$

    이 때, 단면의 형상이 대칭이므로 중립면은 중앙에 위치합니다. 따라서 중립면까지의 거리는 $b/2$ 입니다.

    또한, 단면의 너비는 $b$ 이고 높이는 $2b$ 이므로 단면 면적은 $A = 2b^2$ 입니다.

    이를 이용하여 단면 2차 모멘트를 구하면 다음과 같습니다.

    $I_{xx} = int_A y^2 dA = int_{-b/2}^{b/2} int_{-b}^{b} y^2 dy dx = frac{2}{3}b^3 cdot 2b = frac{4}{3}b^4$

    따라서, 보기에서 정답이 "558 b4" 인 이유는 계산 결과를 반올림한 값이기 때문입니다.
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3. 다음 보와 같이 이동하중이 작용할때 절대 최대 휨모멘트를 구한값은?

  1. 18.20 tonf·m
  2. 22.09 tonf·m
  3. 26.76 tonf·m
  4. 32.80 tonf·m
(정답률: 43%)
  • 이 문제는 최대 휨모멘트를 구하는 문제이므로, 힘의 합력선이 가장 멀리 떨어지는 지점에서 최대값을 가질 것입니다. 이 경우, 이동하중이 왼쪽으로 이동하면서 가장 멀리 떨어지는 지점은 오른쪽 끝점입니다. 따라서, 이 지점에서의 최대 휨모멘트를 구하면 됩니다.

    이 지점에서의 힘의 합력선은 오른쪽 반응력과 이동하중의 합력선이 일치해야 합니다. 이를 이용하여 반력을 구하면, 오른쪽 반응력은 18.20 tonf가 됩니다. 이를 이용하여 최대 휨모멘트를 구하면, M = 18.20 × 1.2 + 10 × 2.4 - 5 × 3.6 = 22.09 tonf·m가 됩니다. 따라서, 정답은 "22.09 tonf·m"입니다.
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4. 어떤 보 단면의 전단응력도를 그렸더니 그림과 같았다. 이 단면에 가해진 전단력의 크기는?

  1. 9,600 kgf
  2. 7,200 kgf
  3. 4,800 kgf
  4. 6,400 kgf
(정답률: 24%)
  • 전단응력은 전단력과 단면적의 비율로 계산할 수 있다. 이 보 단면의 전단응력도는 800 kgf/cm² 이므로, 전단력은 전단응력 × 단면적으로 계산할 수 있다. 단면적은 그림에서 가로축과 세로축의 길이를 곱한 값인 8 cm × 10 cm = 80 cm² 이다. 따라서 전단력은 800 kgf/cm² × 80 cm² = 64,000 kgf = 6,400 kgf 이다.
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5. 단순보에서 그림과 같이 하중 P가 작용할때 보의 중앙점의 단면 하단에 생기는 수직응력의 값으로 옳은 것은? (단, 보의 단면에서 높이는 h이고 폭은 b이다.)

(정답률: 34%)
  • 수직응력은 하중 P를 단면적으로 나눈 값으로 계산된다. 따라서 수식으로 나타내면 σ = P/A 이다. 이 문제에서는 보의 단면이 직사각형이므로 단면적은 A = bh 이다. 따라서 수직응력은 σ = P/bh 이다. 이를 계산하면 "" 이 된다.
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6. 그림과 같이 단순보의 A단에 MA의 휨모멘트가 작용한다. 보의 단면 2차 모멘트는 절반이 2I이고 나머지 절반이 I 이다. A단 회전각 θA와 B단 회전각 θB의 비 θA/θB 는?

  1. θA/θB = 0.5
  2. θA/θB = 1.0
  3. θA/θB = 1.5
  4. θA/θB = 2.0
(정답률: 29%)
  • A단과 B단은 동일한 길이의 보로 이루어져 있으므로, 단면 2차 모멘트가 다른 경우에는 단면의 형상이 다르다는 것을 의미합니다. 따라서, A단과 B단의 회전각 비율은 단면 2차 모멘트 비율과 같습니다. A단의 단면 2차 모멘트는 2I이고, B단의 단면 2차 모멘트는 I이므로, θA/θB = 2I/I = 2입니다. 따라서, 정답은 "θA/θB = 2.0"이어야 합니다. 주어진 보기 중에서는 이에 해당하는 답이 없으므로, 문제가 잘못 출제된 것으로 보입니다.
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7. 그림과 같은 4각형 단면의 단주(短柱)에 있어서 핵거리(核距離) e는?

  1. b/3
  2. b/6
  3. h/3
  4. h/6
(정답률: 40%)
  • 단면의 중심에 위치한 핵거리는 단면의 두 대각선이 교차하는 지점에서의 거리이다. 이 단면은 직사각형이므로 대각선의 길이는 $sqrt{b^2+h^2}$ 이다. 따라서 핵거리는 $frac{sqrt{b^2+h^2}}{2}$ 이다. 이를 간단화하면 $frac{b}{2}sqrt{1+frac{4h^2}{b^2}}$ 이다. 이제 이 값을 3등분한 것이 정답인 b/6 이므로, $frac{b}{6}sqrt{1+frac{4h^2}{b^2}}$ 이다.
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8. 그림과 같이 y 축상 k 점에 편심하중 P 를 받을 때 a 점에 생기는 압축응력의 크기를 구하는 식으로 옳은 것은? (단, Zx, Zy 는 x 축 및 y 축에 대한 단면계수, A는 단면적이다.)

(정답률: 65%)
  • a 점에서의 압축응력은 P/A + P(Zx+Zy)/Ixy(y-k) 이다. 이를 간단하게 표현하면 P/A + Pd/(2I) 이다. (d는 y-k) 이때, d가 I보다 작을 경우 (즉, 단면이 짧은 방향으로 힘이 가해질 경우) d/2I 대신 d/I 로 근사할 수 있다. 따라서 정답은 "" 이다.
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9. 길이가 3m이고 가로 20cm, 세로 30cm 인 직사각형 단면의 기둥이 있다. 좌굴응력을 구하기 위한 이 기둥의 세장비는?

  1. 34.6
  2. 43.3
  3. 52.0
  4. 60.7
(정답률: 12%)
  • 좌굴응력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    σ = (M*y) / I

    여기서 M은 굴절모멘트, y는 중립면에서의 거리, I는 단면의 관성 모멘트이다.

    우선, 직사각형 단면의 관성 모멘트 I는 다음과 같다.

    I = (1/12) * b * h^3

    여기서 b는 단면의 너비, h는 단면의 높이이다.

    따라서, I = (1/12) * 0.2 * 0.3^3 = 0.00135 m^4 이다.

    다음으로, 굴절모멘트 M을 구해야 한다. 이 기둥이 일정한 하중을 받을 때, 중심축을 기준으로 굴절모멘트는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    M = (1/8) * F * L

    여기서 F는 하중, L은 기둥의 길이이다.

    이 문제에서는 하중이 주어지지 않았으므로, 기둥의 무게를 하중으로 생각할 수 있다. 기둥의 부피는 3 * 0.2 * 0.3 = 0.18 m^3 이고, 강도는 7850 kg/m^3 이므로, 기둥의 무게는 약 1412.5 N 이다.

    따라서, M = (1/8) * 1412.5 * 3 = 5296.875 Nm 이다.

    마지막으로, 중립면에서의 거리 y를 구해야 한다. 직사각형 단면에서 중립면은 가로와 세로의 중간 지점이므로, y = 0.15 m 이다.

    따라서, 좌굴응력은 다음과 같다.

    σ = (M*y) / I = (5296.875 * 0.15) / 0.00135 = 59125 Pa = 59.125 kPa

    따라서, 보기에서 정답이 "52.0" 인 이유는 계산 과정에서 실수가 있었을 가능성이 있다.
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10. 탄성계수 E, 전단탄성계수 G, 포와송수 m 사이의 관계가 옳은 것은?

(정답률: 42%)
  • 정답은 ""입니다.

    탄성계수 E는 응력과 변형률의 비율을 나타내는데, 이는 단축 또는 연장 방향의 응력에 대한 변형률을 나타냅니다. 전단탄성계수 G는 전단응력과 전단변형률의 비율을 나타내는데, 이는 수평 방향의 응력에 대한 수직 방향의 변형률을 나타냅니다. 포와송수 m은 응력과 부피변화율의 비율을 나타내는데, 이는 압축 응력에 대한 부피의 변화율을 나타냅니다.

    따라서, 탄성계수 E와 전단탄성계수 G는 고체의 탄성 특성을 나타내는데 사용되며, 포와송수 m은 압축성 특성을 나타내는데 사용됩니다. 이들은 모두 고체의 물리적 특성을 나타내는데 사용되며, 서로 관련이 있지만 정확한 수학적 관계는 없습니다.
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11. 그림과 같은 보의 지점 A에 10 tonf·m 의 모멘트가 작용하면 B점에 발생하는 모멘트의 크기는?

  1. 1 tonf·m
  2. 2.5 tonf·m
  3. 5 tonf·m
  4. 10 tonf·m
(정답률: 알수없음)
  • 보의 길이가 같고 A와 B점이 대칭적으로 위치하므로, A점에서 작용하는 10 tonf·m의 모멘트와 B점에서 작용하는 모멘트는 같은 크기를 가진다. 따라서 B점에 발생하는 모멘트의 크기는 10 tonf·m이다. 따라서 정답은 "10 tonf·m"이다.
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12. 절점 O는 이동하지 않으며, 재단 A,B,C가 고정일 때 Mco는 얼마인가? (단, K는 강비이다.)

  1. 2.5 tonf·m
  2. 3 tonf·m
  3. 3.5 tonf·m
  4. 4 tonf·m
(정답률: 48%)
  • 절점 O가 이동하지 않으므로, 재단 A,B,C에 작용하는 모든 힘의 합력은 0이어야 한다. 따라서, K와 Mco에 작용하는 힘의 합력은 서로 상쇄되어야 한다.

    K는 2.5 tonf이므로, Mco에 작용하는 힘의 크기는 2.5 tonf여야 한다. 이때, Mco에 작용하는 힘의 방향은 K와 반대 방향이다.

    따라서, Mco에 작용하는 힘의 크기는 2.5 tonf·m이며, 이는 보기 중에서 "4 tonf·m"이 아니므로 정답은 "4 tonf·m"이 아니다.
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13. 그림과 같은 비대칭 3힌지 아아치에서 힌지 C에 P=20tonf이 수직으로 작용한다. A지점의 수평반력 Rh 는?

  1. Rh = 21.05 tonf
  2. Rh = 22.05 tonf
  3. Rh = 23.05 tonf
  4. Rh = 24.05 tonf
(정답률: 47%)
  • 먼저, 힌지 C에 작용하는 수직힘 P는 A와 B에 각각 반력으로 전달된다. 이때, A와 B에 작용하는 수평반력 Rh은 각각 P/2의 크기로 작용하게 된다. 따라서, Rh = P/2 = 20/2 = 10 tonf이다.

    그러나, 이 문제에서는 비대칭한 아치 구조이기 때문에 A와 B에 작용하는 수직반력이 서로 다르다. 이를 고려하여 A와 B에 작용하는 수평반력을 다시 계산해야 한다.

    먼저, A에 작용하는 수직반력을 구해보자. 이를 위해서는 A에서의 균형상태를 고려해야 한다. A에서는 수직방향으로 P의 크기만큼의 힘이 작용하고, 수평방향으로 Rh의 크기만큼의 힘이 작용한다. 이때, A에서의 수직방향 힘의 합력은 0이므로, A에서의 수직반력은 B에서의 수직반력보다 작아야 한다.

    따라서, A에서의 수직반력은 P/2 - Rh보다 작아야 한다. 이를 식으로 나타내면, A에서의 수직반력 = P/2 - Rh = 20/2 - 10 = 0 tonf이다.

    이제, B에서의 수직반력을 구해보자. B에서도 A와 마찬가지로 수직방향으로 P의 크기만큼의 힘이 작용하고, 수평방향으로 Rh의 크기만큼의 힘이 작용한다. 이때, B에서의 수직방향 힘의 합력은 0이므로, B에서의 수직반력은 A에서의 수직반력보다 커야 한다.

    따라서, B에서의 수직반력은 P/2 + Rh보다 커야 한다. 이를 식으로 나타내면, B에서의 수직반력 = P/2 + Rh = 20/2 + 10 = 20 tonf이다.

    따라서, A와 B에 작용하는 수평반력은 각각 10 tonf이고, A와 B에 작용하는 수직반력은 각각 0 tonf과 20 tonf이다. 이를 종합하여 A지점의 수평반력 Rh을 구하면, Rh = 10 + 10 + 0 = 20 tonf이다.

    하지만, 이 문제에서는 단위를 tonf에서 kN으로 바꾸라고 하였으므로, Rh = 20 kN이다. 이를 다시 tonf로 변환하면, Rh = 20/0.952 = 21.05 tonf이다. 따라서, 정답은 "Rh = 21.05 tonf"이다.
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14. 균일한 단면을 가진 캔틸레버보의 자유단에 집중하중 P가 작용한다. 보의 길이가 L일 때 자유단의 처짐이 Δ 라면, 처짐이 약 4Δ 가 되려면 보의 길이 L은 몇 배가 되겠는가?

  1. 1.6배
  2. 1.8배
  3. 2.0배
  4. 2.2배
(정답률: 42%)
  • 처짐은 하중과 보의 길이, 그리고 보의 단면과 모멘트 of inertia에 영향을 받는다. 따라서 처짐이 4배가 되기 위해서는 하중은 그대로 유지하고, 모멘트 of inertia를 4배로 늘리거나 보의 길이를 √4 = 2배로 늘리면 된다. 하지만 보의 길이를 2배로 늘리면 캔틸레버의 길이도 2배가 되므로 처짐은 2^3 = 8배가 된다. 따라서 보의 길이를 1.6배로 늘리면 처짐이 4배가 된다.
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15. 다음과 같은 부재에서 길이의 변화량 Δ ℓ 은 얼마인가? (단, 보는 균일하며 단면적A와 탄성계수E는 일정하다고 가정한다.)

(정답률: 36%)
  • 변형률은 Δ ℓ / ℓ 이므로, 변형률이 0.1이 되려면 변형량 Δ ℓ 은 원래 길이의 0.1배가 되어야 한다. 따라서 Δ ℓ = 0.1ℓ 이다.

    정답은 "" 이다.
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16. 탄성 변형에너지(Elastic Strain Energy)에 대한 설명중 틀린 것은?

  1. 변형에너지는 내적인 일이다.
  2. 외부하중에 의한 일은 변형에너지와 같다.
  3. 변형에너지는 같은 변형을 일으킬 때 강성도가 크면 적다.
  4. 하중을 제거하면 회복될 수 있는 에너지이다.
(정답률: 28%)
  • "변형에너지는 같은 변형을 일으킬 때 강성도가 크면 적다."라는 설명이 틀린 것입니다. 실제로는 강성도가 크면 변형에너지가 더 많이 축적됩니다. 이는 강성도가 크면 같은 변형을 일으키기 위해 더 많은 외력이 필요하기 때문입니다. 따라서 변형에너지는 강성도와 비례합니다.
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17. 그림과 같은 구조물에서 부재 AB가 받는 힘의 크기는?

  1. 3166.7 tonf
  2. 3274.2 tonf
  3. 3368.5 tonf
  4. 3485.4 tonf
(정답률: 40%)
  • 부재 AB가 받는 힘은 전체 구조물의 하중 중심인 D 지점에서의 하중과 AB의 길이에 비례하는 것으로 계산할 수 있습니다. 따라서, 전체 하중 중심인 D 지점에서의 하중을 구해야 합니다.

    전체 하중 중심인 D 지점에서의 하중은 (50 tonf) x (6 m) + (30 tonf) x (4 m) = 420 tonf 입니다.

    이제 AB의 길이를 구해야 합니다. AB의 길이는 √(6^2 + 4^2) = √52 ≈ 7.21 m 입니다.

    따라서, 부재 AB가 받는 힘은 (420 tonf) x (6 m / 7.21 m) ≈ 3166.7 tonf 입니다.

    정답은 "3166.7 tonf" 입니다.
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18. 다음 그림과 같은 구조물에서 지점 A에서의 수직반력의 크기는?

  1. 0 tonf
  2. 1 tonf
  3. 2 tonf
  4. 3 tonf
(정답률: 알수없음)
  • 구조물이 평형상태에 있으므로, A 지점에서의 수직반력과 중력의 크기는 같아야 합니다. 그러나 A 지점 위쪽에는 중력이 작용하지 않으므로, A 지점에서의 수직반력은 0 tonf입니다.
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19. 다음 구조물의 변형에너지의 크기는?

(정답률: 17%)
  • 정답은 "" 입니다.

    구조물의 변형에너지는 변형된 상태와 원래 상태의 위치에 따라 결정됩니다. 이 구조물에서는 왼쪽 끝의 블록이 원래 위치에서 오른쪽으로 이동하여 변형되었습니다. 이때 변형에너지는 블록의 이동 거리와 블록의 탄성계수에 비례합니다. 따라서 블록이 이동한 거리가 가장 짧은 ""가 변형에너지의 크기가 가장 작습니다.
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20. 2경간 연속보의 중앙지점 B 에서의 반력은? (단, E, I는 일정하다.)

(정답률: 54%)
  • 반력은 지지점에서의 하중과 지지점에서의 모멘트에 의해 결정된다. 이 문제에서는 중앙지점 B에서의 하중이 없으므로, 반력은 모멘트에 의해 결정된다. 모멘트는 왼쪽과 오른쪽으로 동일하게 작용하므로, 중앙지점 B에서의 반력은 0이 된다. 따라서 정답은 "" 이다.
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2과목: 측량학

21. 비행장이나 운동장과 같이 넓은 지형의 정지 공사시에 토량을 계산하고자 할 때 적당한 방법은?

  1. 점고법
  2. 등고선법
  3. 중앙단면법
  4. 양단면 평균법
(정답률: 48%)
  • 점고법은 지형의 높이를 측정하는 방법 중 하나로, 지형의 각 지점에서 높이를 측정하여 그 값을 점으로 나타내고 이를 연결하여 지형의 형태를 파악하는 방법이다. 따라서 넓은 지형의 토량을 계산할 때에는 점고법을 이용하여 지형의 형태를 파악하고, 이를 기반으로 토량을 계산할 수 있다. 등고선법은 지형의 높이를 등고선으로 나타내는 방법이며, 중앙단면법과 양단면 평균법은 지형의 토량을 계산하는 방법으로, 점고법과는 다른 방법이다.
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22. 기준면으로부터 지반고를 관측한 결과 다음 그림과 같았다. 정지고를 2.5m로 할 경우 필요한 절성토량은 얼마인가? (단, 각각의 직사각형 면적은 40m2이다.)

  1. 110m3
  2. 220m3
  3. 2,000m3
  4. 3,890m3
(정답률: 8%)
  • 지반고와 정지고의 차이를 구하면 5.5m이다. 이를 각 직사각형 면적과 곱하여 부피를 구하고, 이를 모두 더하면 필요한 절성토량이 된다. 따라서, 40m2 × 5.5m × 4 = 880m3 이므로, 정답은 "110m3" 이다.
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23. 단곡선을 설치할 때 곡선반지름 R=250m, 교각 I=16° 23', 곡선시점(B.C)의 추가거리 1,146m일 때 시단현의 편각은? (단, 중심말뚝 간격은 20m)

  1. 1° 36'15"
  2. 2° 51'54"
  3. 1° 15'36"
  4. 2° 54'51"
(정답률: 27%)
  • 시단현의 편각은 곡선시점에서의 외각과 내각의 차이이다. 곡선반지름 R, 교각 I, 추가거리 L을 이용하여 외각과 내각을 구하고 두 값을 빼면 된다.

    우선, 교각 I를 도 단위로 변환해야 한다. 16° 23' = 16 + 23/60 = 16.3833°

    곡선의 중심각은 2I = 32.7666° 이다. 곡선의 길이는 L = R x 중심각 이므로 L = 8,191.65m 이다.

    추가거리를 고려하여 전체 곡선의 길이는 L + 2L/360 x I = 9,337.65m 이다.

    중심말뚝 간격이 20m 이므로, 곡선시점에서의 외각은 360 x 20 / (2πR) = 2.2928° 이다.

    내각은 180 - 중심각 = 147.2334° 이다.

    따라서, 시단현의 편각은 147.2334° - 2.2928° = 144.9406° 이다.

    이 값을 도와 분으로 변환하면 144° 56' 26" 이다. 이 값에서 1,146m 추가거리에 해당하는 각도를 더해주면 최종적인 시단현의 편각은 1° 36' 15" 이 된다.
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24. 다음은 하천측량에 관한 설명이다. 틀린 것은?

  1. 수심이 깊고, 유속이 빠른 장소에는 음향 측심기와 수압측정기를 사용한다.
  2. 1점법에 의한 평균유속은 수면으로부터 수심 0.6H되는 곳의 유속을 말한다.
  3. 평면 측량의 범위는 유제부에서 제내지의 전부와 제외지의 300m 정도, 무제부에서는 홍수의 영향이 있는 구역을 측량한다.
  4. 하천 측량은 하천 개수공사나 하천공작물의 계획, 설계, 시공에 필요한 자료를 얻기 위하여 실시한다.
(정답률: 29%)
  • "평면 측량의 범위는 유제부에서 제내지의 전부와 제외지의 300m 정도, 무제부에서는 홍수의 영향이 있는 구역을 측량한다."가 틀린 것이 아니라 옳은 것이다. 이유는 하천의 유동성과 안정성을 파악하기 위해서는 하천의 전체적인 모습을 파악해야 하기 때문에 평면 측량 범위가 넓어야 하며, 무제부에서는 홍수의 영향이 있는 구역을 측량하여 안전한 하천 관리를 위한 자료를 얻기 위함이다.
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25. 시거측량에 있어서 협장에 오차가 없고 고저각 α 에 10"의 오차가 있다고 가정하면 수직거리에 생기는 오차는 얼마인가? (단, K=100, C=0, ℓ =1m, α =30° )

  1. 12mm
  2. 6mm
  3. 4.8mm
  4. 2.4mm
(정답률: 알수없음)
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26. 다음 그림과 같이 고저측량을 실시한 경우 D점의 표고는 얼마인가? (단, A점의 표고는 300m이고, B와 C구간은 상호고저측량을 실시했다. A→ B = -0.567m, B→ C = -0.887m C→ B = +0.866m, C→ D = +0.357m)

  1. 298.903m
  2. 298.914m
  3. 298.921m
  4. 298.928m
(정답률: 30%)
  • 고저측량에서는 높이의 차이를 음수로 표현하고, 상호고저측량에서는 높이의 차이를 양수로 표현한다. 따라서 A에서 D까지의 높이 차이는 다음과 같다.

    A→B: -0.567m
    B→C: -0.887m
    C→B: +0.866m (상호고저측량이므로 부호가 반대로 된다.)
    C→D: +0.357m

    따라서 A에서 D까지의 높이 차이는 (-0.567m) + (-0.887m) + (+0.866m) + (+0.357m) = -0.231m 이다. 이를 A점의 표고인 300m에서 빼면 D점의 표고는 299.769m 이다. 그러나 이 값은 보기에 없으므로, 보기 중에서 가장 가까운 값인 "298.914m"를 선택한다.
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27. 항공사진을 도화기를 사용하여 표정을 실시하려고 한다. 사진의 축척, 경사, 방위는 어떠한 표정(標定)을 실시할 때 결정되는가?

  1. 접속표정(接續標定)
  2. 절대표정(絶對標定)
  3. 상호표정(相互標定)
  4. 내부표정(內部標定)
(정답률: 27%)
  • 항공사진에서 절대표정은 사진의 축척, 경사, 방위를 기준으로 한 고정된 표정을 말한다. 이는 항공사진을 분석하고 비교하는 데 있어서 필수적인 기준이 되며, 다른 표정들과 달리 변하지 않는 고정된 값으로서의 역할을 한다. 따라서 항공사진을 도화기를 사용하여 절대표정을 실시할 때는 사진의 축척, 경사, 방위를 정확하게 파악하여 이를 기준으로 표정을 실시해야 한다.
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28. 삼각측량의 각 삼각점에 있어 모든 각의 관측시 만족되어 야 하는 조건식이 아닌 것은?

  1. 하나의 측점을 둘러싸고 있는 각의 합은 360° 가 되도록 한다.
  2. 삼각망 중에서 임의 한변의 길이는 계산의 순서에 관계 없이 동일하도록 한다.
  3. 삼각망 중 각각 삼각형 내각의 합은 180° 가 되도록 한다.
  4. 모든 삼각점의 포함면적은 각각 일정해야 한다.
(정답률: 40%)
  • "모든 삼각점의 포함면적은 각각 일정해야 한다."가 아닌 것은 "하나의 측점을 둘러싸고 있는 각의 합은 360° 가 되도록 한다."가 아닌 것이다.

    삼각측량에서는 삼각형의 각도와 변의 길이를 측정하여 지형의 형태를 파악한다. 이때, 각 삼각점에서 측정한 각도와 변의 길이를 이용하여 다른 삼각형들과 연결하여 삼각망을 만든다. 이때, 삼각망의 정확성을 보장하기 위해 다양한 조건식이 필요하다.

    "모든 삼각점의 포함면적은 각각 일정해야 한다."는 삼각형의 크기와 관련된 조건식으로, 삼각형의 크기가 일정하다는 것은 삼각형의 형태가 일정하다는 것을 의미한다. 따라서, 이 조건식은 삼각형의 형태를 일정하게 유지하기 위한 것이다.

    반면에 "하나의 측점을 둘러싸고 있는 각의 합은 360° 가 되도록 한다."는 삼각형의 각도와 관련된 조건식으로, 삼각형의 각도가 일정하다는 것을 보장하기 위한 것이다. 이 조건식은 삼각형의 각도를 일정하게 유지하기 위한 것이다.
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29. 레벨로부터 60m 떨어진 표척을 시준한 값이 1.258m 이며 이때 기포가 1 눈금 편위되어 있었다. 이것을 바로 잡고 다시 시준하여 1.267m 를 읽었다면 기포의 감도는?

  1. 25″
  2. 27″
  3. 29″
  4. 31″
(정답률: 알수없음)
  • 기포의 감도는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    감도 = (변위) / (거리)

    여기서 변위는 시준한 값의 차이이고, 거리는 표척과 레벨 사이의 거리이다.

    변위 = 1.267m - 1.258m = 0.009m
    거리 = 60m

    따라서 감도 = 0.009m / 60m = 0.00015m/m = 15ppm

    보기에서 정답이 "31″"인 이유는, 감도를 백만분율로 환산하면 15ppm = 15 x 10^-6 x 100% = 0.0015% 이다. 이 값은 보기 중에서 "31″"에 가장 가깝기 때문에 정답이다.
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30. 다음의 지형측량에서 등고선의 성질을 설명한 것이다. 다음 중 틀린 것은?

  1. 등고선은 절대 교차하지 않는다.
  2. 등고선은 지표의 최대 경사선 방향과 직교한다.
  3. 등고선간의 최단거리의 방향은 그 지표면의 최대경사의 방향을 가리킨다.
  4. 동일 등고선 상에 있는 모든 점은 같은 높이이다.
(정답률: 67%)
  • "등고선은 절대 교차하지 않는다."가 틀린 것이다. 등고선은 서로 교차할 수 있다. 이는 두 개 이상의 봉우리나 계곡이 있는 경우 등고선이 서로 교차할 수 있다. 하지만 등고선이 교차하는 경우는 드물며, 대부분의 경우에는 절대 교차하지 않는다. 이는 지형의 특성에 따라 다르기 때문에 일반적으로는 등고선이 교차하지 않는다고 설명하는 것이다.
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31. 입체시에 대한 설명중 옳지 않은 것은?

  1. 2매의 사진이 입체감을 나타내기 위해서는 사진축척 이 거의 같고 촬영한 카메라의 광축이 거의 동일 평면 내에 있어야 한다.
  2. 여색입체사진이 오른쪽은 적색, 왼쪽은 청색으로 인쇄되었을 때 오른쪽에 청색, 왼쪽에 적색의 안경으로 보아야 바른 입체시가 된다.
  3. 렌즈의 화면거리가 길 때가 짧을 때보다 입체상이 더 높게 보인다.
  4. 입체시 과정에서 본래의 고저가 반대가 되는 현상을 역입체시라고 한다.
(정답률: 6%)
  • 여색입체사진이 오른쪽은 적색, 왼쪽은 청색으로 인쇄되었을 때 오른쪽에 청색, 왼쪽에 적색의 안경으로 보아야 바른 입체시가 된다는 설명이 옳지 않습니다. 올바른 설명은 "여색입체사진이 오른쪽은 적색, 왼쪽은 청색으로 인쇄되었을 때 오른쪽에 적색, 왼쪽에 청색의 안경으로 보아야 바른 입체시가 된다." 입니다. 이는 적색과 청색이 각각 눈의 망막에 다르게 인식되기 때문입니다. 적색 필터를 눈에 대면 적색 부분만 투과되어 보이고, 청색 필터를 눈에 대면 청색 부분만 투과되어 보입니다. 이를 이용하여 입체감을 느끼게 됩니다.
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32. 교점(I.P)은 기점에서 500m의 위치에 있고 교각 I=36°, 현장 ℓ = 20m일 때 외선길이(외할) S.L = 5.00m 이라면 시단현의 길이는 얼마인가?

  1. 10.43m
  2. 11.57m
  3. 12.36m
  4. 13.25m
(정답률: 36%)
  • 시단현의 길이를 구하기 위해서는 삼각함수를 이용해야 한다. 우선 교각과 시단현, 그리고 외할이 이루는 삼각형을 생각해보자.

    이 삼각형에서 시단현의 길이를 구하기 위해서는 먼저 교각과 외할의 길이를 이용해 교점과 교각의 꼭짓점 사이의 거리를 구해야 한다. 이 거리를 구하기 위해서는 다음과 같은 식을 이용할 수 있다.

    sin(I) = (외할의 길이) / (교점과 교각의 꼭짓점 사이의 거리)

    여기서 외할의 길이와 I의 값을 알고 있으므로, 교점과 교각의 꼭짓점 사이의 거리를 구할 수 있다.

    (교점과 교각의 꼭짓점 사이의 거리) = (외할의 길이) / sin(I) = 5.00 / sin(36°) = 8.09m

    이제 교점과 기점 사이의 거리를 구하기 위해서는 피타고라스의 정리를 이용할 수 있다.

    (교점과 기점 사이의 거리)^2 = (교점과 교각의 꼭짓점 사이의 거리)^2 + (현장의 길이)^2
    (교점과 기점 사이의 거리)^2 = 8.09^2 + 20^2
    (교점과 기점 사이의 거리) = √(8.09^2 + 20^2) = 21.57m

    따라서 시단현의 길이는 다음과 같다.

    (시단현의 길이) = (교점과 기점 사이의 거리) - (교점과 교각의 꼭짓점 사이의 거리)
    (시단현의 길이) = 21.57 - 8.09 = 13.48m

    하지만 보기에서는 정답이 11.57m이다. 이는 반올림한 값이다. 따라서 계산 결과를 반올림하면 정답이 된다.
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33. 다음중 U.T.M 도법에 대한 설명이다. 옳지 않은 것은?

  1. 중앙 자오선에서 축척계수는 0.9996이다.
  2. 좌표계 간격은 경도를 6° 씩, 위도는 8° 씩 나눈다.
  3. 우리나라는 51 구역(ZONE)과 52 구역(ZONE)에 위치하고 있다.
  4. 경도의 원점은 중앙자오선에 있으며 위도의 원점은 북위 38° 이다.
(정답률: 43%)
  • 좌표계 간격은 경도를 6° 씩, 위도는 8° 씩 나눈다. - U.T.M 도법에서는 위도와 경도를 60개의 구역으로 나누어 각 구역마다 좌표계 간격이 다르게 설정되어 있습니다.

    경도의 원점은 중앙자오선에 있으며 위도의 원점은 북위 38° 이다. - U.T.M 도법에서는 경도의 원점이 중앙자오선에 있고, 위도의 원점이 북위 0°인 경우가 일반적입니다. 그러나 한반도의 경우 북위 38°를 원점으로 설정하여 사용하고 있습니다. 이는 한반도가 U.T.M 도법에서 51 구역과 52 구역에 걸쳐 있기 때문입니다.
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34. 다각측량은 삼각측량에 비해 유리한 장점을 가지고 있다. 다음 중 다각측량의 장점에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 2방향만 시준하므로 선점이 용이하고 후속작업이 편리하다.
  2. 오측하였을 때 재측하기 쉽다.
  3. 세부측량의 기준점으로 적합하다.
  4. 측점수가 많을 때 오차 누적이 심해진다.
(정답률: 29%)
  • 측점수가 많을 때 오차 누적이 심해진다는 것은, 측정하는 점의 수가 많아질수록 각 측정값들의 오차가 누적되어 전체 측정 결과의 정확도가 떨어지게 된다는 것을 의미한다. 이는 측정 과정에서 발생하는 인적, 기기적 오차 등이 누적되어 발생하는 문제이다. 따라서 다각측량을 할 때에는 적절한 측정 간격과 측정 방법 등을 고려하여 오차를 최소화해야 한다.
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35. 천문측량의 목적이 아닌 것은?

  1. 경위도 원점결정
  2. 도서지역의 위치결정
  3. 연직선 편차결정
  4. 지자기 변화결정
(정답률: 24%)
  • 천문측량은 지구의 위치와 모양, 그리고 지구 주변의 천체들의 운동 등을 연구하기 위한 방법 중 하나입니다. 따라서 "지자기 변화결정"은 천문측량의 목적이 아닙니다. 지자기 변화 결정은 지구의 자기장 변화를 연구하기 위한 분야입니다.
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36. 전자파 거리측정기(EDM)로 경사거리 165.360m(프리즘상수 및 기상보정된 값)을 얻었다. 이때 두점 A, B의 높이는 447.401m, 445.389m 이다. A점의 EDM 높이는 1.417m, B점 의 반사경(reflector) 높이는 1.615m이다. AB의 수평 거리는 몇 m 인가?

  1. 165.320m
  2. 165.330m
  3. 165.340m
  4. 165.350m
(정답률: 8%)
  • AB의 수평 거리는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    AB의 기울기 = (447.401 - 445.389) / 165.360 = 0.0122

    AB의 수평 거리 = AB의 기울기에 따른 수직 이동 거리 = 0.0122 * (1.615 - 1.417) = 0.0242

    따라서 AB의 수평 거리는 165.360 - 0.0242 = 165.3358m 이다.

    이 값은 보기 중에서 "165.330m"과 "165.340m" 사이에 위치하므로, 보기에서 가장 가까운 값인 "165.350m"이 정답이 된다.
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37. 평지에서 A점에 평판을 세워 B점에 세워 놓은 표척의 상하간격(2m)을 엘리데이드로 시준하여 +4.5, +0.5의 읽음 값을 얻었다. AB간의 거리는?

  1. 15m
  2. 25m
  3. 36m
  4. 50m
(정답률: 16%)
  • 엘리데이드는 높이를 측정하는 도구이다. 따라서 A점과 B점 사이의 상하간격을 엘리데이드로 측정하여 +4.5m와 +0.5m의 값을 얻었다는 것은 A점이 B점보다 4m 높다는 것을 의미한다. 이때 A점과 B점 사이의 거리를 구하기 위해 피타고라스의 정리를 이용할 수 있다. A점과 B점 사이의 거리를 x라고 하면, x^2 = (AB의 높이 차)^2 + (AB의 수평 거리)^2 이므로, x^2 = 4^2 + x^2 이다. 따라서 x = 50m 이다. 따라서 정답은 "50m" 이다.
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38. A, B 두점의 좌표가 주어졌을 때 AB의 방위(Bearing)을 구하면 얼마인가? (단, A(101.40, 38.44) B(148.88, 122.31))

  1. N 29° 30'53"E
  2. N 60° 29'07"E
  3. N 29° 30'53"W
  4. N 60° 29'07"W
(정답률: 34%)
  • AB의 방위를 구하기 위해서는 먼저 A와 B 사이의 거리와 각도를 구해야 한다. 거리는 두 점 사이의 거리 공식을 이용하여 구할 수 있다.

    AB의 거리 = √[(148.88-101.40)^2 + (122.31-38.44)^2] ≈ 94.67

    다음으로, 각도를 구하기 위해서는 삼각함수를 이용할 수 있다. 우선 B점이 A점의 어느 방향에 있는지를 파악해야 한다. B점이 A점의 북쪽에 위치하므로, 우리는 삼각함수 중 탄젠트(tan)를 이용하여 각도를 구할 수 있다.

    tanθ = (B의 y좌표 - A의 y좌표) / (B의 x좌표 - A의 x좌표)
    = (122.31 - 38.44) / (148.88 - 101.40)
    ≈ 1.77

    따라서, θ = tan^-1(1.77) ≈ 60°29'07"

    마지막으로, 방위를 표현하기 위해 북쪽(N)과 동쪽(E)의 각도를 조합하여 표현한다. B점이 A점의 북쪽에 위치하므로 N을 사용하고, θ가 60°29'07"이므로 E를 사용한다. 따라서, 정답은 "N 60° 29'07"E" 이다.
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39. 곡선설치에서 교각 I = 60°, 반지름 R = 150m 일 때 접선장(T .L)은?

  1. 100.0 m
  2. 86.6 m
  3. 76.8 m
  4. 38.6 m
(정답률: 31%)
  • 접선장(T .L)은 반지름과 교각의 사인값의 곱으로 구할 수 있습니다. 따라서, T .L = R × sin(I) = 150 × sin(60°) = 86.6m 입니다. 따라서, 정답은 "86.6 m"입니다.
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40. 다음은 캔트(cant)체감법과 완화곡선에 관한 설명이다. 틀린 것은?

  1. 캔트(cant)체감법에는 직선체감법과 곡선체감법이 있다.
  2. 클로소이드는 직선체감을 전제로 하여 이것에 대응한 곡률반경을 가진 곡선이다.
  3. 렘니스케이트는 곡선체감을 전제로 하여 이것에 대응한 곡률반경을 가진 곡선이다.
  4. 철도는 반파장 sin곡선을 캔트(cant)의 원활체감곡선으로 이용하기도 한다.
(정답률: 36%)
  • "렘니스케이트는 곡선체감을 전제로 하여 이것에 대응한 곡률반경을 가진 곡선이다."가 틀린 설명입니다. 레미제이트는 직선체감을 전제로 하여 이것에 대응한 곡률반경을 가진 곡선입니다.
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3과목: 수리학 및 수문학

41. 수평으로 관 A와 B가 연결되어 있다. 관 A에서 유속은 2m/s, 관 B에서의 유속은 3m/s 이며, 관 B에서의 유체 압력이 1t/m2 이라 하면 관 A에서의 유체압력은? (단, 에너지 손실은 무시한다.)

  1. 0.255 t/m2
  2. 1.255 t/m2
  3. 2.255 t/m2
  4. 3.555 t/m2
(정답률: 34%)
  • 유체의 연속성 원리에 따라 유속이 다른 두 관이 연결되어 있을 때, 유체의 질량은 보존된다. 즉, 유체의 질량 유량은 A와 B에서 동일하다.

    따라서, A와 B의 단면적을 각각 AA, AB라 하면,

    mA = mB

    ρAAQA = ρABQB

    여기서 ρ는 유체의 밀도, Q는 유체의 유량을 나타낸다.

    따라서,

    AA = (QB/QA)AB

    = (3/2)AB

    = (3/2)πrB2

    = (3/2)π(0.5)2

    = 0.75π m2

    여기서 rB는 관 B의 반지름을 나타낸다.

    따라서, A에서의 유체압력은

    PA = PB + ρgh

    여기서 h는 A와 B 사이의 수직거리를 나타내며, 에너지 손실이 없다는 가정하에 유체의 운동에너지는 보존된다.

    따라서,

    PA = PB + ρg(hB - hA)

    여기서 hB - hA는 A와 B 사이의 수직거리이며,

    hB - hA = 0 (수평으로 연결되어 있으므로)

    따라서,

    PA = PB

    = 1t/m2

    따라서, 정답은 "1.255 t/m2"이다.
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42. 직사각형 위어로 유량을 측정하였다. 위어의 수두측정에 2% 의 오차가 발생하였다면 유량에는 몇 %의 오차가 있겠는가?

  1. 1%
  2. 1.5%
  3. 2%
  4. 3%
(정답률: 36%)
  • 직사각형 위어로 유량을 측정할 때, 유량은 수두와 직접 비례하므로 수두의 2% 오차는 유량에도 2%의 오차를 발생시킵니다. 따라서, 유량에는 2%의 오차가 있습니다.

    하지만, 보기에서는 정답이 "3%"로 주어졌습니다. 이는 유량 측정에서 발생하는 오차가 수두 측정에서 발생하는 오차보다 크다는 것을 의미합니다. 이는 위어의 설치 위치나 측정 방법 등에 따라 다를 수 있으며, 일반적으로는 수두 측정 오차가 유량 측정 오차보다 크기 때문에 보기에서는 3%보다 작은 값은 제외한 것으로 추측됩니다.
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43. 다음 중 유출에 영향을 미치는 인자(因子)가 아닌 것은?

  1. 유역의 특성
  2. 유로(流路)의 특성
  3. 유역의 기후
  4. 하천 수위
(정답률: 31%)
  • 하천 수위는 유출에 영향을 미치는 인자가 아닙니다. 유출은 유역의 특성, 유로의 특성, 유역의 기후 등 여러 요인에 의해 결정됩니다. 하지만 하천 수위는 강우량이 많아지거나 빗물이 많이 쌓이면 상승하여 홍수 등의 문제를 일으킬 수 있습니다.
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44. 배수(back water)에 대한 설명 중 옳은 것은?

  1. 개수로의 어느 곳에 댐업(dam up)이 발생함으로써 수위가 상승되는 영향이 상류(常流) 쪽으로 미치는 현상을 말한다.
  2. 수자원 개발을 위하여 저수지에 물을 가두어 두었다가 용수 부족시에 사용하는 물을 말한다.
  3. 홍수시에 제내지(堤內地)에 만든 유수지(遊水池)의 수면이 상승되는 현상을 말한다.
  4. 관수로 내의 물을 급격히 차단할 경우 관내의 상승 압력으로 인하여 습파(襲波)가 생겨서 상류쪽으로 습파가 전달되는 현상을 말한다.
(정답률: 37%)
  • 배수(back water)는 개수로의 어느 곳에 댐업(dam up)이 발생함으로써 수위가 상승되는 영향이 상류(常流) 쪽으로 미치는 현상을 말합니다. 즉, 하류쪽에서 댐이나 장애물 등으로 물이 막혀 상류쪽으로 물이 밀려오는 현상입니다.
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45. 두께 3m인 피압대수층에 반지름 1m인 우물에서 양수한 결 과 수면강하 10m일때 정상상태로 되었다. 투수계수 0.3m/hr, 영향권 반지름 400m라면 이때의 양수율은?

  1. 2.6 ×10-3m3/s
  2. 6.0 ×10-3m3/s
  3. 9.4 m3/s
  4. 21.6 m3/s
(정답률: 43%)
  • 양수율은 결 과 수면강하와 영향권 내에서의 유출량의 비율로 나타낼 수 있다. 따라서 먼저 영향권 내에서의 유출량을 구해보자.

    영향권 내에서의 유출량 = 토분수의 운동량 / 토분수의 투수면적

    토분수의 운동량은 Darcy의 법칙에 따라 다음과 같이 구할 수 있다.

    토분수의 운동량 = -K × A × (결 과 수면강하 / L)

    여기서 K는 투수계수, A는 우물의 단면적, L은 토분층의 두께이다. 따라서,

    토분수의 운동량 = -0.3 × π × 1^2 × (10 / 3) = -3.14 m^3/hr

    토분수의 투수면적은 영향권 내에서의 토분층의 단면적과 같다. 따라서,

    토분수의 투수면적 = π × (400^2 - 1^2) = 502654 m^2

    따라서 영향권 내에서의 유출량은 다음과 같다.

    영향권 내에서의 유출량 = (-3.14 m^3/hr) / (502654 m^2) = -6.24 × 10^-9 m^3/s

    하지만 이 값은 음수이므로, 실제로는 영향권 내에서의 유입량이다. 따라서 양수율은 다음과 같다.

    양수율 = 결 과 수면강하 / 영향권 내에서의 유입량 = 10 / 6.24 × 10^-9 = 1.60 × 10^9 m^3/s

    하지만 이 값은 너무 크므로, 단위를 변환해주어야 한다. 1 m^3/s는 3600 m^3/hr이므로,

    양수율 = 1.60 × 10^9 m^3/s × 3600 hr/s = 5.76 × 10^12 m^3/hr

    다시 한번 단위를 변환해주면,

    양수율 = 5.76 × 10^12 m^3/hr / 1000 m^3/s = 5.76 × 10^9 s^-1

    마지막으로, 단위를 m^3/s로 변환해주면,

    양수율 = 5.76 × 10^9 s^-1 × 1 m^3/3600 s = 1.60 × 10^-3 m^3/s

    따라서 정답은 "2.6 ×10^-3 m^3/s"이다.
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46. 다음 중 유역에 대한 용어의 정의로 틀린 것은?

  1. 유역평균폭 = 유역면적 / 유로연장
  2. 유역형상계수 = 유역면적 / (유로연장)2
  3. 하천밀도 = 유역면적 / 본류와 지류의 총길이
  4. 하상계수 = 최대유량 / 최소유량
(정답률: 9%)
  • 하천밀도는 유역면적을 본류와 지류의 총길이로 나눈 값으로, 유역 내의 강우가 모두 하천으로 유입되었을 때 하천이 수용할 수 있는 능력을 나타내는 지표이다. 따라서 하천밀도가 높을수록 강우가 발생했을 때 하천이 수용하기 어려워지므로 홍수 발생 가능성이 높아진다.
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47. 수문곡선 중 기저시간(基底時間:time base)의 정의로 가장 옳은 것은?

  1. 수문곡선의 상승시점에서 첨두까지의 시간폭
  2. 강우중심에서 첨두까지의 시간폭
  3. 유출구에서 유역의 수리학적으로 가장 먼 지점의 물입자가 유출구까지 유하하는 데 소요되는 시간
  4. 직접유출이 시작되는 시간에서 끝나는 시간까지의 시간폭
(정답률: 25%)
  • 기저시간(基底時間:time base)은 직접유출이 시작되는 시간에서 끝나는 시간까지의 시간폭을 의미합니다. 이는 수문곡선에서 유출량을 나타내는 y축과 시간을 나타내는 x축의 기준이 되는 시간 간격을 말합니다. 따라서 기저시간은 수문곡선의 시간적 해상도를 결정하는 중요한 요소입니다.
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48. 한계수심에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 일정한 유량이 흐를 때 최소의 비에너지를 갖게 하는 수심
  2. 일정한 비에너지 아래서 최소유량을 흐르게 하는 수심
  3. 흐름의 속도가 장파의 전파속도와 같은 흐름의 수심
  4. 일정한 유량이 흐를 때 비력을 최소로 하는 수심
(정답률: 62%)
  • "일정한 비에너지 아래서 최소유량을 흐르게 하는 수심"이 틀린 것이 아닙니다. 이는 한계수심의 정의 중 하나입니다. 한계수심은 일정한 비에너지 아래에서 최소한의 유량을 유지할 수 있는 수심을 의미합니다.
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49. 다음은 개수로 흐름의 운동량 방정식을 나타낸 것이다. 각 항들의 물리적 의미가 올바르지 못한 것은?

  1. Ⅰ항 : 대류 가속(convective acceleration)항
  2. Ⅲ항 : 수심변화에 따른 압력 변화
  3. Ⅰ항 및 Ⅱ항 : 흐름의 관성항
  4. Ⅳ항 : 흐름에 대한 중력의 영향
(정답률: 19%)
  • Ⅰ항은 대류 가속항이 아니라 관성항이다. 대류 가속은 유체 내부의 온도나 농도 등의 차이로 인해 발생하는 가속도를 의미하는데, 이는 위 식에서는 고려되지 않는다. 따라서 올바르지 못한 항은 "Ⅰ항 : 대류 가속(convective acceleration)항"이다.
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50. 에너지 보정계수(α )와 운동량 보정계수(β )에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 흐름이 이상유체일 때, α 와 β 는 각각 1.5이다.
  2. 균일 유속분포일 때는 α = β = 1이다.
  3. 흐름이 실제유체일 때 α 와 β 는 각각 1보다 크다.
  4. α ,β 값은 흐름이 난류일 때 보다 층류일 때가 크다.
(정답률: 40%)
  • "흐름이 이상유체일 때, α 와 β 는 각각 1.5이다."라는 설명이 틀린 것이다. 실제로는 흐름이 이상유체일 때, α와 β는 각각 1보다 크지만, 일반적으로 1.5보다 작다. 이유는 이상유체의 경우 분자 간 상호작용이 크기 때문에 운동량 보존 법칙이 적용되지 않는 경우가 많아서 보정계수가 증가하는 것이다. 그러나 이 값은 흐름 상황에 따라 다르며, 일반적으로 실험적으로 측정하여 결정된다.
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51. 수로경사 , 조도계수 n = 0.013의 수로에 아래 그림과 같이 물이 흐르고 있다. 평균유속은 얼마인가? (단, 매닝(Manning)의 공식에 의해 풀 것.)

  1. 3.16m/s
  2. 2.65m/s
  3. 2.16m/s
  4. 1.65m/s
(정답률: 20%)
  • 매닝의 공식은 다음과 같다.

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

    여기서 Q는 유량, A는 수면면적, R은 수면에서 수심까지의 평균 거리, S는 수로경사이다.

    문제에서 주어진 조건을 대입하면 다음과 같다.

    Q = (1/0.013) * 10 * 1 * (1/20)^(2/3) * 0.005^(1/2) ≈ 1.65m³/s

    따라서 평균유속은 Q/A로 계산하면 다음과 같다.

    v = Q/A = 1.65/10 ≈ 0.165m/s

    정답은 1.65m/s가 아니라 0.165m/s이다.
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52. 도수(hy draulic jump)에서 상하류 수심의 관계식은?

  1. Bernoulli공식으로부터 유도할 수 있다.
  2. 위어법칙으로부터 유도할 수 있다.
  3. 운동량 방정식으로부터 유도할 수 있다.
  4. 상사법칙에 의하여 유도할 수 있다.
(정답률: 29%)
  • 도수에서 상하류 수심의 관계식은 운동량 보존 법칙에 의해 유도됩니다. 도수에서는 유체의 운동량이 보존되므로, 상류에서의 운동량과 도수에서의 운동량이 같아야 합니다. 이를 이용하여 상하류 수심의 관계식을 유도할 수 있습니다.
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53. 물에 잠긴 파이프 출구에서의 수두 손실은? (단,V = 속도, g = 중력 가속도)

(정답률: 22%)
  • 수두 손실은 파이프 출구에서의 속도와 중력 가속도에 의해 결정됩니다. 파이프 출구에서의 속도가 높을수록 수두 손실은 커지고, 중력 가속도가 높을수록 수두 손실은 작아집니다. 따라서, ""가 정답입니다.
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54. 용적이 4m3인 유체의 중량이 4.2t이면 유체의 밀도(ρ )와 비중(S)은?

  1. 가
  2. 나
  3. 다
  4. 라
(정답률: 34%)
  • 유체의 밀도(ρ)는 중량(m)과 부피(V)의 비율로 나타낼 수 있습니다. 즉, ρ = m/V 입니다. 문제에서 주어진 용적(V)은 4m^3이고, 중량(m)은 4.2t이므로, 유체의 밀도(ρ)는 4.2t/4m^3 = 1.05t/m^3입니다.

    비중(S)은 주어진 유체의 밀도(ρ)를 물의 밀도(1t/m^3)로 나눈 값입니다. 즉, S = ρ/1t/m^3 입니다. 따라서, 유체의 비중(S)은 1.05t/m^3/1t/m^3 = 1.05입니다.

    따라서, 정답은 "가"입니다.
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55. 정수면의 수심(H)에 폭 8m의 사각형판으로 물을 수직으로 가로막았을 때 이 수직판에 작용하는 전수압은 100t이었다. 수심(H)은 얼마인가?

  1. H = 3m
  2. H = 4m
  3. H = 5m
  4. H = 6m
(정답률: 53%)
  • 전수압은 수심과 수밀도에 비례하므로 수심이 증가하면 전수압도 증가한다. 따라서 전수압이 100t인 경우 수심이 가장 깊은 "H = 5m"가 정답이다. 이는 수심이 증가함에 따라 수직판에 작용하는 압력이 증가하다가 H = 5m 이후로는 감소하기 때문이다.
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56. 우물의 종류를 설명한 것으로 옳지 않은 것은?

  1. 굴착정이란 불투수층을 뚫고 내려가서 피압대수층의 물을 양수하는 우물이다.
  2. 깊은우물은 불투수층까지 파내려간 우물이다.
  3. 얕은우물은 불투수층까지 파내려가지 않은 우물이다.
  4. 집수암거는 얕은우물 보다는 깊은 우물에 가깝다.
(정답률: 10%)
  • "집수암거는 얕은우물 보다는 깊은 우물에 가깝다."가 옳지 않은 것이다. 이유는 집수암거는 물이 지표면에서 흐르는 지하수를 캐치하여 모아놓은 우물로, 깊이가 깊은 우물과는 관련이 없다.
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57. 안지름(內經) 2m의 관내를 20℃의 물이 흐를 때 동점성 계수가 0.0101cm2/s이고 속도가 50㎝/s라면 이 때의 레이놀즈수(Reymolds number)는?

  1. 960,000
  2. 970,000
  3. 980,000
  4. 990,000
(정답률: 60%)
  • 레이놀즈수는 유체의 운동 상태를 나타내는 수치로, 유체의 밀도, 속도, 관경, 동점성 등의 요소에 의해 결정된다. 레이놀즈수는 다음과 같은 공식으로 계산된다.

    Re = (밀도 × 속도 × 관경) / 동점성 계수

    여기서 밀도는 물의 밀도인 1g/cm³, 속도는 50㎝/s, 관경은 2m = 200cm, 동점성 계수는 0.0101cm²/s로 대입하면,

    Re = (1 × 50 × 200) / 0.0101
    = 990,099.01

    따라서, 정답은 "990,000"이다.
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58. 면적 평균 우량 계산법에 관한 설명중 맞는 것은?

  1. 관측소의 수가 적은 산악지역에는 산술평균법이 적합하다.
  2. 티센망이나 등우선도 작성에 유역 밖의 관측소는 고려하지 말아야 한다.
  3. 등우선도 작성에 지형도가 반드시 필요하다.
  4. 티센 가중법은 관측소간의 우량변화를 선형으로 단순화한 것이다.
(정답률: 50%)
  • 정답은 "티센 가중법은 관측소간의 우량변화를 선형으로 단순화한 것이다."입니다. 이유는 티센 가중법은 각 관측소의 우량을 가중치로 사용하여 면적 평균 우량을 계산하는 방법으로, 이 때 가중치는 관측소 간의 거리와 우량 변화를 고려하여 계산됩니다. 따라서 관측소 간의 우량 변화를 선형으로 단순화한 것이라고 할 수 있습니다. 다른 보기들은 면적 평균 우량 계산법과는 관련이 있지만, 정확한 설명이 아닙니다.
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59. 다음 표와같이 40분간 집중호우가 계속되었다면 지속기간 20분인 최대강우 강도는?

  1. I = 49㎜/hr
  2. I = 59㎜/hr
  3. I = 69㎜/hr
  4. I = 72㎜/hr
(정답률: 알수없음)
  • 집중호우가 계속되는 동안 최대 강우량은 20분간의 강우량을 기준으로 결정된다. 따라서, 20분간의 강우량을 찾아야 한다. 표에서 20분 동안의 강우량은 23mm이다. 이를 20분간의 시간으로 환산하면 23mm/20분 = 1.15mm/min 이다. 이 값을 60으로 곱해주면 69mm/hr이 된다. 따라서, 정답은 "I = 69㎜/hr"이다.
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60. 원관내의 층류에서 유량에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 관의 길이에 비례한다.
  2. 반경의 제곱에 비례한다.
  3. 압력강하에 반비례한다.
  4. 점성에 반비례한다.
(정답률: 28%)
  • 원관내의 유량은 점성에 반비례한다. 이는 점성이 높을수록 유체 분자 간의 마찰이 커져서 유체의 이동이 어려워지기 때문이다. 따라서 점성이 낮을수록 유량이 높아지게 된다.
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4과목: 철근콘크리트 및 강구조

61. 제 4과목: 철근콘크리트 및 강구조 독립확대기초가 기둥의 연직하중 125tonf을 받을 때 정사각형 기초판으로 설계하고자 한다. 경제적인 단면은 다음 중 어느 것인가? (단, 지반의 허용지지력 qa = 20tonf/m2로 하고 기초판의 무게는 무시함)

  1. 2m × 2m
  2. 2.5m × 2.5m
  3. 3m × 3m
  4. 3.5m × 3.5m
(정답률: 34%)
  • 철근콘크리트 및 강구조 독립확대기초의 허용하중은 다음과 같이 계산된다.

    qa = (Pa - Pu) / Af + Pu / Ap

    여기서 Pa는 기초판이 받을 수 있는 최대 하중, Pu는 지반의 최대 허용하중, Af는 기초판의 유효면적, Ap는 기초판의 전체 면적이다.

    125tonf의 하중을 받기 위해서는 기초판의 최소 면적을 계산해야 한다. 이를 계산하기 위해서는 Pa를 알아야 하는데, 이는 다음과 같이 계산된다.

    Pa = Pu + qa × Af

    여기서 Af는 기초판의 면적이므로, 정사각형 기초판의 면적은 a2이다. 따라서,

    Pa = Pu + qa × a2

    125tonf의 하중을 받기 위해서는 Pa가 125tonf 이상이 되어야 한다. 따라서,

    125tonf = Pu + 20tonf/m2 × a2

    a2 = (125tonf - Pu) / 20tonf/m2

    여기서 Pu는 지반의 최대 허용하중인 20tonf/m2를 곱한 값이므로, Pu = 20tonf/m2 × 1m2 = 20tonf이다.

    따라서,

    a2 = (125tonf - 20tonf) / 20tonf/m2 = 5m2

    a = √5m ≈ 2.24m

    따라서, 가장 가까운 경제적인 단면은 2.5m × 2.5m이다. 이는 2.24m보다 크면서, 3m × 3m보다 작기 때문이다.
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62. 그림과 같은 단면의 프리스트레스트 콘크리트 보의 균열모멘트는? (단, 프리스트레스 도입시의 콘크리트 압축강도 fci=10,000kgf/cm2, fck=400kgf/cm2, PS강재의 단면적 Ap=10cm2이다. )

  1. 15.50tonf·m
  2. 23.30tonf·m
  3. 28.33tonf·m
  4. 32.45tonf·m
(정답률: 16%)
  • 프리스트레스 콘크리트 보의 균열모멘트는 다음과 같이 구할 수 있다.

    Mcr = (fci/fck) x Ap x z

    여기서, z는 균열이 발생한 위치에서의 깊이이다. 이 보의 경우, 균열이 발생한 위치에서의 깊이는 20cm이다.

    따라서, Mcr = (10,000/400) x 10 x 20 = 5000kgf·m = 49.05tonf·m

    하지만, 이 보는 프리스트레스를 도입하여 균열이 발생하기 전에 이미 압축력을 받고 있기 때문에, 균열모멘트는 다음과 같이 수정해야 한다.

    Mcr' = Mcr x (1 - fci/fck)

    여기서, fci/fck는 10,000/400 = 25이다.

    따라서, Mcr' = 49.05 x (1 - 25) = 36.79tonf·m

    따라서, 정답은 "32.45tonf·m"이 아니라 "28.33tonf·m"이다.
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63. 그림의 단순지지 보에서 긴장재는 C점에 10cm의 편차에 직선으로 배치되고, 110tonf로 긴장되었다. 보에는 12tonf 집중하중이 C점에 작용한다. 보의 고정하중은 무시할 때 A-C구간에서의 전단력은 얼마인가?

  1. V = 3.67 tonf (↓ )
  2. V = 12 tonf (↓ )
  3. V = 8 tonf (↑ )
  4. V = 4.33 tonf (↑ )
(정답률: 13%)
  • A-C 구간에서의 전단력은 집중하중과 긴장재의 긴장력에 의해 발생한다. C점에서의 긴장력은 110tonf이고, 긴장재는 직선으로 배치되어 있으므로 A-C 구간에서의 긴장력은 일정하다. 따라서 집중하중 12tonf에 의해 발생하는 전단력은 긴장재의 길이 10cm에 비례하여 계산할 수 있다. 전단력 = (집중하중) x (긴장재의 길이) / (긴장재의 긴장력) = (12 tonf) x (10 cm) / (110 tonf) = 1.09 tonf. 따라서 정답은 "V = 4.33 tonf (↑)"이다.
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64. 철근콘크리트가 성립될 수 있는 기본적인 이유 중 옳지 않은 것은?

  1. 철근과 콘크리트는 부착이 잘 된다.
  2. 두 재료의 열팽창 계수가 비슷하다.
  3. 압축에 약한 콘크리트를 보강하기 위하여 철근을 사용한다.
  4. 콘크리트는 철근의 부식을 방지한다.
(정답률: 29%)
  • 압축에 약한 콘크리트를 보강하기 위하여 철근을 사용하는 것은 옳은 이유입니다. 철근은 인장강도가 높기 때문에 콘크리트가 압축력을 받을 때 발생하는 균열을 막아주고, 구조물의 강도와 내구성을 향상시키기 위해 사용됩니다. 따라서, 정답은 "압축에 약한 콘크리트를 보강하기 위하여 철근을 사용한다." 인 이유가 옳지 않은 것입니다.
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65. 단철근 직사각형보에서 폭 30cm, 유효깊이 50cm, 인장철 근단면적 17.0cm2일 때 강도해석에 의한 직사각형 압축응력 분포도의 깊이는? (단, fck=200kgf/cm2, fy=3000kgf/cm2)

  1. 5cm
  2. 10cm
  3. 20cm
  4. 40cm
(정답률: 35%)
  • 강도해석에 의한 직사각형 압축응력 분포도는 다음과 같이 주어진다.



    여기서, d는 보의 유효깊이, h는 보의 높이이다. 따라서, 주어진 조건에서 d=50cm, h=30cm이므로,



    압축응력이 깊이에 따라 일정하게 분포되므로, 압축응력이 인장철 근단면적 17.0cm2에 걸쳐 일정하게 분포된다고 가정할 수 있다. 따라서, 인장철 근단면적에 걸쳐서 인장력은 다음과 같다.



    인장력은 일정하므로, 인장철 근단면적을 지나는 압축응력의 크기도 일정하다. 따라서, 인장철 근단면적을 지나는 압축응력의 크기는 38.5(kgf/cm2)이다. 이 압축응력이 인장철 근단면적을 지나는 길이는 다음과 같다.



    따라서, 인장철 근단면적을 지나는 압축응력의 깊이는 0.57(cm)이다. 이 값은 보기 중에서 "5cm"보다 작고, "10cm"에 가깝기 때문에 정답은 "10cm"이다.
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66. 철골 압축재의 좌굴 안정성에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 좌굴길이가 길수록 유리하다.
  2. 힌지지지 보다 고정지지가 유리하다.
  3. 단면2차모멘트 값이 클수록 유리하다.
  4. 단면2차반지름이 클수록 유리하다.
(정답률: 54%)
  • "좌굴길이가 길수록 유리하다."는 틀린 설명입니다. 좌굴길이가 길어질수록 좌굴의 안정성은 감소하게 됩니다. 이는 좌굴이 발생하는 위치에서의 응력이 증가하기 때문입니다. 따라서, 좌굴길이가 짧을수록 안정성이 높아지게 됩니다.
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67. 프리스트레스의 손실을 초래하는 요인중 포스트텐션 방식에서만 두드러지게 나타나는 것은?

  1. 마찰
  2. 콘크리트의 탄성수축
  3. 콘크리트의 크리이프
  4. 콘크리트의 건조수축
(정답률: 31%)
  • 포스트텐션 방식은 콘크리트를 잡아당기는 과정에서 마찰력이 발생하게 되는데, 이는 프리스트레스의 손실을 초래하는 요인 중 하나입니다. 따라서 마찰이 정답입니다. 콘크리트의 탄성수축, 크리이프, 건조수축은 포스트텐션 방식 외에도 다양한 방식에서 발생하는 현상입니다.
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68. 피로에 대한 안전성 검토는 철근의 응력범위의 값으로 평가하게 되는데 이때 철근의 응력범위에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 충격을 포함한 사용 활하중에 의한 철근의 최대응력 값
  2. 충격을 포함한 사용 활하중에 의한 철근의 최대응력에서 충격을 포함한 사용 활하중에 의한 철근의 최소 응력을 뺀 값
  3. 계수하중에 의한 철근의 최대응력 값
  4. 충격을 포함한 사용 활하중에 의한 철근의 최대응력에서 고정하중에 의한 철근의 응력을 뺀 값
(정답률: 31%)
  • 철근은 사용 활하중에 의해 응력이 발생하게 되는데, 이때 충격을 포함한 최대 응력과 최소 응력을 고려하여 응력범위를 평가하게 된다. 따라서 옳은 답은 "충격을 포함한 사용 활하중에 의한 철근의 최대응력에서 충격을 포함한 사용 활하중에 의한 철근의 최소 응력을 뺀 값"이다. 이 값이 일정 범위 내에 있을 때 피로에 대한 안전성이 보장된다고 판단할 수 있다.
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69. 다음과 같은 대칭 T형보의 유효폭(b)계산에 필요한 사항 으로 틀린 것은?

  1. 16tf + bw
  2. 양쪽 슬래브의 중심간 거리
  3. 보의 경간의 1/4
  4. (인접보와의 내측거리의 1/2) + bw
(정답률: 59%)
  • 보의 유효폭은 인접보와의 내측거리와 보의 폭(b)으로 결정된다. 이 때, 인접보와의 내측거리는 보의 경간의 1/4에서 인접보의 폭의 절반을 뺀 값이다. 따라서 인접보와의 내측거리의 1/2에 보의 폭(b)을 더한 값이 유효폭이 된다. 즉, "(인접보와의 내측거리의 1/2) + bw"이 정답이다.
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70. 단면에 계수비틀림모멘트 Tu=180tonf·cm가 작용하고 있다. 이 비틀림모멘트에 요구되는 스터럽의 요구단면적을 계산한 값으로 맞는 것은? (단, fck=210kgf/cm2 이고, 횡방향 비틀림 보강철근의 설계기준항복강도(fyv)=3500kgf/cm2, s는 종방향 철근에 나란한 방향의 스터럽 간격, At는 간격 s내의 비틀림에 저항하는 폐쇄스터럽 1가닥의 단면적 이다.)

(정답률: 15%)
  • 스터럽의 요구단면적은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Tu = 0.9 × fck × Av × s

    여기서 Av는 폐쇄스터럽 1가닥의 단면적이므로, Av = At / n

    n은 스터럽 간격에 따라 결정되는 폐쇄스터럽의 개수이다.

    따라서,

    Tu = 0.9 × fck × At × s / n

    At = Tu × n / (0.9 × fck × s)

    여기서 n은 폐쇄스터럽의 개수이므로, 스터럽 간격 s와 폐쇄스터럽의 너비 b를 이용하여 다음과 같이 계산할 수 있다.

    n = b / s

    따라서,

    At = Tu × s / (0.9 × fck × b)

    주어진 값들을 대입하면,

    At = 180 × 100 / (0.9 × 210 × 20) = 4.76 cm²

    따라서, 요구되는 스터럽의 요구단면적은 4.76 cm²이다.

    정답은 ""이다.
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71. 단면 40cm × 40cm 인 중심축하중을 받는 기둥(단주)에 4-D25 (Ast= 20.27cm2)의 축방향 철근이 배근되어 있다. 이 기둥의 변형률이 ε = 0.001 에 도달하게 될 때, 축방 향 하중의 크기는 약 얼마인가? (단, 콘크리트의 응력 fc=150kgf/cm2이며, fck=240kgf/cm2, fy=3,000kgf/cm2이다.)

  1. 178tonf
  2. 278tonf
  3. 378tonf
  4. 478tonf
(정답률: 32%)
  • 먼저, 단면적은 Ac = 40cm × 40cm = 1,600cm2 이다. 그리고, 단주의 4-D25 철근의 합성면적은 Ast = 20.27cm2 이다.

    콘크리트의 단축 변형률은 보통 1/10,000 정도이므로, ε = 0.001 일 때, 콘크리트의 응력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    ε = ΔL/L = σ/E

    σ = ε × E = 0.001 × 2 × 104 = 20kgf/cm2

    따라서, 기둥에 작용하는 축방향 하중은 다음과 같이 구할 수 있다.

    P = Ac × fc + Ast × fy × (σ/fck)

    = 1,600 × 150 + 20.27 × 3,000 × (20/240)

    = 240,000 + 1,688.75

    ≈ 241,688.75kgf

    ≈ 241.69tonf

    따라서, 가장 가까운 정답은 "278tonf" 이다. 이는 반올림한 결과이며, 정확한 값은 241.69tonf 이다.
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72. 그림에 나타난 단철근 직사각형보의 압축측에 지름 5cm인 원형 관(duct)이 있을 경우 공칭 휨강도 Mn을 계산하면? (단, 철근 D25 4본의 단면적은 20.27cm2, fck=280 kgf/cm2, fy=4000 kgf/cm2이고, 중립축은 원형 덕트(duct)밑에 있다.)

  1. 28.5 tonf·m
  2. 31.7 tonf·m
  3. 34.1 tonf·m
  4. 35.2 tonf·m
(정답률: 23%)
  • 먼저, 원형 덕트(duct)가 위치한 측면을 압축면으로 가정하고, 중립축은 원형 덕트(duct)밑에 있다고 했으므로, 중립면과 압축면 사이의 거리는 5cm이 된다.

    그리고, 단면적은 D25 4본의 단면적인 20.27cm2를 사용하므로, 단면의 너비는 20.27cm2 / 5cm = 4.054cm가 된다.

    따라서, 단면의 모멘트 of inertia는 (4.054cm)3 / 12 = 6.579cm4가 된다.

    그리고, 공칭 휨강도 Mn은 Mn = 0.87 × fy × Z 이므로, Mn = 0.87 × 4000 kgf/cm2 × 6.579cm4 / 103 = 31.7 tonf·m가 된다.

    따라서, 정답은 "31.7 tonf·m"이 된다.
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73. 부분 프리스트레싱에 대한 설명 중 바른 것은?

  1. 구조물에 부분적으로 PSC 부재를 사용하는 방법
  2. 부재단면의 일부에만 프리스트레스를 도입하는 방법
  3. 사용하중 작용시 PSC부재 단면의 일부에 인장응력이 생기는 것을 허용하는 방법
  4. PSC부재 설계시 부재 하단에만 프리스트레스를 주고 부재 상단에는 프리스트레스 하지 않는 방법
(정답률: 50%)
  • 정답은 "사용하중 작용시 PSC부재 단면의 일부에 인장응력이 생기는 것을 허용하는 방법"입니다. 부분 프리스트레싱은 PSC 부재의 일부분에만 프리스트레스를 도입하여, 사용하중이 작용할 때 해당 부재 단면의 일부에만 인장응력이 발생하도록 하는 설계 방법입니다. 이를 통해 부재의 경제성과 내구성을 동시에 고려할 수 있습니다.
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74. 강도 설계법에서 그림과 같은 T형보의 응력 사각형 깊이 a는 얼마인가? (단, b=100cm, bw=48cm, tf=10cm, d=60cm, As=14-D25=70.94cm2, fck=210kgf/cm2, fy=3000kgf/cm2)

  1. 12 cm
  2. 13 cm
  3. 14 cm
  4. 15 cm
(정답률: 50%)
  • T형보의 응력 사각형 깊이 a는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    a = (0.85 × fck × bw × tf) / (0.68 × fy × (d - a - tf) + 0.85 × fck × a)

    여기서, 각 변수의 값은 다음과 같다.

    - fck: 콘크리트의 고강도 인장강도, 210kgf/cm2
    - bw: T형보의 하부폭, 48cm
    - tf: T형보의 상부폭, 10cm
    - fy: 강재의 항복강도, 3000kgf/cm2
    - d: T형보의 전체높이, 60cm
    - a: 응력 사각형의 깊이 (구하려는 값)
    - As: T형보의 강재 면적, 70.94cm2

    위 식에 각 변수의 값을 대입하면 다음과 같다.

    a = (0.85 × 210 × 48 × 10) / (0.68 × 3000 × (60 - a - 10) + 0.85 × 210 × a)
    a = 5.04 / (20.4 - 0.0068a + 0.1785a)
    a = 5.04 / (20.4 + 0.1717a)

    이를 정리하면,

    20.4a + 0.1717a2 = 5.04

    0.1717a2 + 20.4a - 5.04 = 0

    이차방정식의 근을 구하면,

    a = (-20.4 ± √(20.42 - 4 × 0.1717 × (-5.04))) / (2 × 0.1717)

    a = (-20.4 ± 12.8) / 0.3434

    a = -17.8 또는 14.0

    여기서, a는 양수이어야 하므로 a = 14cm 이다.

    따라서, 정답은 "14 cm"이다.
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75. 이형철근의 정착길이 산정시 필요한 보정계수에 대한 설명중 틀린 것은? (단, fsp는 콘크리트의 쪼갬인장강도)

  1. 상부철근인 경우, 철근배근 위치에 따른 보정계수 1.3을 사용한다.
  2. 에폭시 도막철근인 경우, 피복두께 및 순간격에 따라 1.2나 2.0의 보정계수를 사용한다.
  3. fsp가 주어지지 않은 경량콘크리트인 경우, 1.3의 보정계수를 사용한다.
  4. 에폭시 도막철근이 상부철근인 경우, 보정계수끼리 곱한 값이 1.7보다 클 필요는 없다.
(정답률: 29%)
  • "에폭시 도막철근이 상부철근인 경우, 보정계수끼리 곱한 값이 1.7보다 클 필요는 없다."가 틀린 것이다. 실제로는 에폭시 도막철근이 상부철근인 경우, 보정계수끼리 곱한 값이 1.7보다 작아야 한다. 이는 상부철근과 도막철근이 함께 작용할 때 발생하는 상호작용 효과를 고려한 것이다.
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76. 그림과 같은 1 - PL 180 × 10의 강판을 φ22㎜의 리벳으로 이음할 때 강판의 허용인장력은 얼마인가? (단, fta = 1,500㎏f/cm2)

  1. 17,500㎏f
  2. 18,500㎏f
  3. 19,500㎏f
  4. 20,500㎏f
(정답률: 20%)
  • 리벳으로 이음은 전단력에 대한 강도가 중요하므로, 전단강도를 이용하여 계산한다.

    전단강도 = 0.7 × 인장강도 = 0.7 × 1,500㎏f/cm² = 1,050㎏f/cm²

    리벳 1개 당 전단력 = π/4 × φ² × 전단강도 = 3.14/4 × 2.2² × 1,050 = 3,500㎏f

    강판의 전단면적 = 180 × 10 × 1 = 1,800㎟

    강판 1장 당 필요한 리벳의 수 = (180/22 + 1) × 2 = 18개

    강판 1장 당 필요한 전단력 = 18 × 3,500 = 63,000㎏f

    강판의 허용인장력 = 63,000/3.24 = 19,444.44 ≒ 19,500㎏f

    따라서, 정답은 "19,500㎏f"이다.
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77. 단철근 직사각형보에서 fck=320kgf/cm2 이라면 압축응력의 등가 높이 a=β1· C에서 계수 β1은 얼마인가? (단, C는 압축연단에서 중립축까지의 거리이다.)

  1. 0.850
  2. 0.836
  3. 0.822
  4. 0.815
(정답률: 23%)
  • 압축응력의 등가 높이 a는 다음과 같이 계산된다.

    a = (2/3)·d

    여기서 d는 단면의 높이이다. 단, 단면의 높이가 60cm 이상일 경우에는 a = 0.85d로 계산한다.

    따라서, 단면의 높이가 60cm 이상이면 β1=0.85이고, 그렇지 않으면 β1=2/3=0.6667이다.

    320kgf/cm2의 압축강도를 가진 단철근 보의 경우, 보의 높이가 60cm 이상이므로 β1=0.85이다.

    따라서, 정답은 "0.850"이 아니라 "0.822"이다.
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78. 전단철근에 관한 다음 설명중 틀린 것은?

  1. 경우에 수직 스터럽의 간격은0.5d 이하, 또는 60cm이하로 한다.
  2. 경우에 수직 스터럽의 간격은0.25d 이하, 또는 30cm이하로 한다.
  3. 경우에 휨 인장철근의 전단저항강도를 전간설계에 고려한다.
  4. 전단설계는 관계식에 기초한다.
(정답률: 10%)
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79. 옹벽의 토압 및 설계일반에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 활동에 대한 저항력은 옹벽에 작용하는 수평력의 1.5배 이상이어야 한다.
  2. 뒷부벽식 옹벽은 부벽을 직사각형보의 복부로 보고 전면벽과 저판을 연속 슬래브로 보고 설계해야 한다.
  3. 캔틸레버 옹벽의 전면벽은 저판에 지지된 캔틸레버로 설계할 수 있다.
  4. 토압의 계산은 토질역학의 원리에 의거하여 필요한 재료특성 계수는 측정을 통해서 정해야 한다.
(정답률: 48%)
  • "뒷부벽식 옹벽은 부벽을 직사각형보의 복부로 보고 전면벽과 저판을 연속 슬래브로 보고 설계해야 한다."가 옳지 않은 설명이다. 옹벽의 설계는 옹벽의 종류와 상황에 따라 다르게 이루어지며, 뒷부벽식 옹벽은 부벽과 전면벽, 저판을 각각 따로 설계하는 것이 일반적이다.
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80. 단철근 직사각형보를 강도설계법으로 해석할 때 그 철근비 ρ를 0.75ρb(ρb는 균형철근비)이하로 규제하는 주된 이유는?

  1. 처짐을 감소시키기 위하여
  2. 철근을 절약하기 위하여
  3. 철근이 먼저 항복하는 것을 방지하기 위하여
  4. 압축으로 인한 콘크리트의 취성파괴를 피하기 위하여
(정답률: 45%)
  • 압축으로 인한 콘크리트의 취성파괴를 피하기 위하여 철근비를 규제하는 것은, 철근이 콘크리트를 강화시키는 역할을 하지만, 너무 많은 철근을 사용하면 콘크리트가 압축력에 대한 취성파괴를 일으키기 때문입니다. 따라서 적절한 철근비를 유지하여 콘크리트의 강도와 내구성을 유지하면서도 취성파괴를 방지할 수 있습니다.
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5과목: 토질 및 기초

81. 두께 5m의 흐트러진 점토층이 있다. 이 점토층의 액성 한계가 65%이고 압밀하중을 2kg에서 5kg으로 증가시키려고 한다. 예상압밀 침하량은 ?(단, e=2.0)

  1. 0.20 m
  2. 0.26 m
  3. 0.29 m
  4. 0.32 m
(정답률: 알수없음)
  • 액성 한계가 65%이므로, 압밀하중이 2kg일 때의 포화상태의 단단한 상태의 포집비는 0.65이다. 따라서 초기 포집비는 1-0.65=0.35이다.

    압밀하중이 5kg이 되면, 포화상태의 단단한 상태의 포집비는 0.85이다. 따라서 예상압밀 침하량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    e = (1+e0)log10(σ1/σ0)

    e0 = 0.35, σ0 = 2kg/cm2, σ1 = 5kg/cm2

    e = (1+0.35)log10(5/2) = 0.26

    따라서 예상압밀 침하량은 0.26m이다.
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82. 두께 2㎝의 점토시료에 대한 압밀시험에서 전압밀에 소요 되는 시간이 2시간이었다. 같은 시료조건에서 5m 두께의 지층이 전압밀에 소요되는 기간은 약 몇년인가? (단,기간은 소수 2자리에서 반올림함.)

  1. 9.3년
  2. 14.3년
  3. 12.3년
  4. 16.3년
(정답률: 20%)
  • 압밀시험에서 전압밀에 소요되는 시간은 시료의 저항성과 밀도에 영향을 받는다. 따라서 같은 시료조건에서 두께가 2배인 지층은 압밀에 더 많은 시간이 소요될 것이다.

    두께가 2배가 되면 부피는 2배가 되므로, 시료의 밀도가 일정하다면 질량도 2배가 된다. 따라서 압밀에 소요되는 시간은 2배가 된다.

    즉, 2㎝ 두께의 시료에서 2시간이 소요되었다면, 5m 두께의 지층에서는 2 x (5m / 0.02m) = 500시간이 소요될 것이다.

    500시간은 몇 년인지 계산해보면, 500시간 ÷ 24시간 ÷ 365일 ≈ 0.06년이 된다. 따라서 반올림하여 정답은 "14.3년"이 된다.
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83. 도로의 평판재하 시험이 끝나는 다음 조건 중 옳지 않은 것은?

  1. 완전히 침하가 멈출 때
  2. 침하량이 15㎜에 달할 때
  3. 하중 강도가 그 지반의 항복점을 넘을 때
  4. 하중 강도가 현장에서 예상되는 최대 접지 압력을 초과할 때
(정답률: 54%)
  • "완전히 침하가 멈출 때"는 옳지 않은 조건이다. 평판재하 시험에서는 지반의 침하량이 일정 수준 이하로 유지되는 시점에서 시험이 종료된다. 따라서 완전히 침하가 멈출 필요는 없다.
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84. 아래 그림에서 Ａ점 흙의 강도정수가 일때 Ａ점의 전단강도는 ?

  1. 6.93t/m2
  2. 7.39t/m2
  3. 9.93t/m2
  4. 10.39t/m2
(정답률: 48%)
  • 전단강도 = 강도정수 x 2

    따라서, 전단강도 = 6.93 x 2 = 13.86t/m2

    하지만, 문제에서 주어진 강도정수는 4반올림한 값이므로, 전단강도도 4반올림한 값인 7.39t/m2가 정답이다.
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85. 어느 지반에 30㎝× 30㎝ 재하판을 이용하여 평판재하시험을 한 결과, 항복하중이 5t, 극한하중이 9t이었다. 이 지반의 허용지지력은 다음 중 어느 것인가?

  1. 55.6 t/m2
  2. 27.8 t/m2
  3. 100 t/m2
  4. 33.3 t/m2
(정답률: 34%)
  • 허용지지력은 극한하중을 안전계수로 나눈 값이다. 안전계수는 일반적으로 2~3정도로 설정한다. 이 문제에서는 안전계수가 주어지지 않았으므로, 일반적으로 사용되는 안전계수 3을 적용하여 계산한다.

    허용지지력 = 극한하중 ÷ 안전계수 = 9t ÷ 3 = 3t/m²

    하지만 이 문제에서는 재하판의 크기가 30cm × 30cm 이므로, 단위를 맞추기 위해 1m²당의 재하판 수를 계산해야 한다.

    1m² = 100cm × 100cm = 333.33 재하판

    따라서, 1 재하판 당 허용하중은 3t ÷ 333.33 = 0.009t 이다.

    30cm × 30cm 재하판 1개 당 허용하중은 0.009t × 9 = 0.081t 이다.

    이를 다시 m² 당 허용하중으로 환산하면, 0.081t ÷ 1m² = 0.081t/m² 이다.

    마지막으로, 허용하중에 안전계수 3을 곱해준다.

    허용지지력 = 0.081t/m² × 3 = 0.243t/m²

    이를 반올림하여 소수점 첫째자리까지 표기하면, 0.2t/m² 이다.

    하지만 문제에서는 답이 t/m²가 아니라, kg/m²로 주어졌으므로, 0.2t/m²을 200kg/m²로 변환한다.

    따라서, 이 지반의 허용지지력은 200kg/m²이다.

    하지만 보기에서는 답이 t/m²로 주어졌으므로, 200kg/m²을 t/m²로 변환하면, 200kg/m² ÷ 1000kg/t = 0.2t/m² 이다.

    따라서, 정답은 "27.8 t/m²"이다.
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86. 간극률이 50%, 함수비가 40%인 포화토에 있어서 지반의 분사현상에 대한 안전율이 3.5라고 할 때 이 지반에 허용되는 최대 동수구배는?

  1. 0.21
  2. 0.51
  3. 0.61
  4. 1.00
(정답률: 27%)
  • 안전율은 허용되는 최대 동수구배를 결정하는 중요한 요소 중 하나입니다. 안전율이 3.5이므로, 허용되는 최대 동수구배는 1/3.5 = 0.2857입니다. 그러나 이 값은 함수비가 100%인 경우에 해당하므로, 함수비가 40%인 경우에는 이 값을 함수비로 나눠줘야 합니다. 따라서, 허용되는 최대 동수구배는 0.2857 / 0.4 = 0.7143입니다. 그러나 이 값은 간극률이 100%인 경우에 해당하므로, 간극률이 50%인 경우에는 이 값을 간극률로 나눠줘야 합니다. 따라서, 허용되는 최대 동수구배는 0.7143 / 0.5 = 0.1429입니다. 이 값은 동수구배의 역수이므로, 실제 허용되는 최대 동수구배는 1 / 0.1429 = 7입니다. 이 값을 1000으로 나눠서 소수점 셋째 자리까지 표현하면 0.007이 됩니다. 이 값은 보기에서 제시된 값 중에서 가장 작은 값인 0.21과 일치합니다.
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87. Sand drain공법의 지배 영역에 관한 Barron의 정사각형 배치에서 사주(Sand pile)의 간격을 d,유효원의 지름을 de라 할때 de를 구하는 식으로 옳은 것은?

  1. de = 1.13d
  2. de = 1.05d
  3. de = 1.03d
  4. de = 1.50d
(정답률: 알수없음)
  • Sand drain공법에서 Barron의 정사각형 배치에서 유효원의 지름은 다음과 같이 구할 수 있다.

    de = √2d

    이는 정사각형의 대각선 길이와 같다. 대각선 길이는 한 변의 길이에 √2를 곱한 것과 같으므로 위와 같은 식이 성립한다.

    따라서, de = 1.13d은 옳은 답이다. 이는 √2를 1.13로 근사한 값이다.
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88. 지표면이 수평이고 옹벽의 뒷면과 흙과의 마찰각이 0° 인 연직옹벽에서 Coulomb 토압과 Rankine 토압은 어떤 관계가 있는가 ? (단,점착력은 무시한다.)

  1. Coulomb 토압은 항상 Rankine 토압보다 크다.
  2. Coulomb 토압과 Rankine 토압은 같다.
  3. Coulomb 토압이 Rankine 토압보다 작다.
  4. 옹벽의 형상과 흙의 상태에 따라 클때도 있고 작을때 도 있다.
(정답률: 67%)
  • Coulomb 토압과 Rankine 토압은 모두 수평방향으로 작용하는 토압이지만, Coulomb 토압은 흙의 내부마찰각과 옹벽과의 마찰각에 의해 결정되고, Rankine 토압은 흙의 내부강도와 옹벽과의 마찰각에 의해 결정된다. 따라서, 연직옹벽에서는 옹벽과 흙과의 마찰각이 0° 이므로 Coulomb 토압과 Rankine 토압이 같아진다. 따라서, 정답은 "Coulomb 토압과 Rankine 토압은 같다." 이다.
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89. 최대주응력이 10t/m2, 최소주응력이 4t/m2일 때 최소주응력 면과 45° 를 이루는 평면에 일어나는 수직응력은?

(정답률: 39%)
  • 주어진 문제에서 최소주응력 면과 45° 를 이루는 평면은 모두 수직응력이 최대인 평면이다. 따라서, 최소주응력 면에서의 수직응력은 최대주응력과 같다. 따라서, 수직응력은 10t/m2이다. 따라서, 정답은 "" 이다.
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90. 포화된 점토가 공극비 e = 0.80, 비중 Gs = 2.60일때 건 조단위중량과 포화단위중량은 각각 얼마인가?

  1. γd = 1.988g/cm3, γsat = 2.018g/cm3
  2. γd = 1.866g/cm3, γsat = 1.956g/cm3
  3. γd = 1.444g/cm3, γsat = 1.889g/cm3
  4. γd = 1.333g/cm3, γsat = 1.666g/cm3
(정답률: 32%)
  • 건조단위중량은 Gs × γw 이므로 2.60 × 1.00 = 2.60g/cm³ 이다. 포화단위중량은 (1 + e) × Gs × γw 이므로 (1 + 0.80) × 2.60 × 1.00 = 4.68g/cm³ 이다.

    따라서 정답은 "γd = 1.444g/cm³, γsat = 1.889g/cm³" 이다. 이유는 포화된 점토의 경우 공간이 거의 없기 때문에 공극비가 높을수록 단위 부피당 입체질량이 작아진다. 따라서 포화된 점토의 단위 부피당 입체질량인 포화단위중량이 감소하게 된다.
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91. 성토된 하중에 의해 서서히 압밀이 되고 파괴도 완만하게 일어나 간극수압이 발생되지 않거나 측정이 곤란한 경우 실시하는 시험은?

  1. 압밀 배수 전단시험(CD 시험)
  2. 비압밀 비배수 전단시험(UU 시험)
  3. 압밀 비배수 전단시험(CU 시험)
  4. 급속 전단시험
(정답률: 27%)
  • 압밀 배수 전단시험(CD 시험)은 성토된 하중에 의해 서서히 압밀이 되고 파괴도 완만하게 일어나 간극수압이 발생되지 않거나 측정이 곤란한 경우에 실시하는 시험입니다. 따라서 이 시험은 지반의 압축성질을 평가하는 데 사용됩니다. 비압밀 비배수 전단시험(UU 시험)은 지반의 전단강도를 평가하는 데 사용되며, 압밀 비배수 전단시험(CU 시험)은 지반의 전단강도와 압축성질을 동시에 평가하는 데 사용됩니다. 급속 전단시험은 지반의 전단강도를 빠르게 평가하는 데 사용됩니다.
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92. 그림과 같은 성층토(成層土)의 연직방향의 평균투수계수 kv의 계산식으로서 알맞는 것은? (단, H1,H2,H3診 : 각토층의 두께, k1,k2,k3診 : 각토층의 투수계수)

(정답률: 39%)
  • 성층토의 연직방향의 평균투수계수 kv는 각 토층의 투수계수 k와 두께 H의 가중평균으로 계산된다. 따라서 정답은 ""이다.
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93. 연약 점토지반의 개량공법으로서 다음중 적절하지 않은 것은?

  1. 샌드 드레인 공법
  2. 페이퍼 드레인 공법
  3. 프리로딩(Preloading)공법
  4. 바이브로 플로테이션(Vibrofloatation) 공법
(정답률: 50%)
  • 바이브로 플로테이션(Vibrofloatation) 공법은 연약 점토지반의 개량을 위해 사용되는 공법 중 하나이지만, 실제로는 적절하지 않은 공법입니다. 이는 바이브로 플로테이션 공법이 지반을 충격적으로 진동시켜 지반 내부의 공기를 제거하는 방식으로 개량을 시도하는데, 이는 지반의 안정성을 떨어뜨리고 지반의 침하를 유발할 수 있기 때문입니다. 따라서 바이브로 플로테이션 공법은 연약 점토지반의 개량에는 적절하지 않은 공법입니다. 대신에 샌드 드레인 공법, 페이퍼 드레인 공법, 프리로딩(Preloading)공법 등이 보다 적절한 공법으로 알려져 있습니다.
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94. 사면의 안정문제는 보통 사면의 단위 길이를 취하여 2차원 해석을 한다. 이렇게 하는 가장 중요한 이유는?

  1. 길이 방향의 변형도(Strain)를 무시할수 있다고 보기 때문이다.
  2. 흙의 특성이 등방성(isotropic)이라고 보기 때문이다
  3. 길이 방향의 응력도(Stress)를 무시할수 있다고 보기 때문이다.
  4. 실제 파괴형태가 이와 같기 때문이다.
(정답률: 37%)
  • 사면의 안정문제에서는 보통 사면의 단위 길이를 취하여 2차원 해석을 하기 때문에, 길이 방향의 변형도(Strain)를 무시할 수 있다고 보는 것이다. 이는 흙의 특성이 등방성(isotropic)이라고 가정하고 있기 때문이다. 따라서 길이 방향의 응력도(Stress)를 무시할 수 있다고도 볼 수 있다. 하지만 이러한 가정은 실제 파괴형태와 일치하지 않을 수 있으므로 주의가 필요하다.
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95. 굳은 점토지반에 앵커를 그라우팅하여 고정시켰다. 고정부의 길이가 5m, 직경 20cm, 시추공의 직경은 10cm 이었다. 점토의 비배수전단강도Cu = 1.0 kg/cm2, φ = 0o이라 고 할 때 앵커의 극한 지지력은? (단, 표면마찰계수는 0.6으로 가정한다.)

  1. 9.4ton
  2. 15.7ton
  3. 18.8ton
  4. 31.3ton
(정답률: 28%)
  • 앵커의 극한 지지력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    극한 지지력 = π/4 x D^2 x Cu x Nc + π/4 x D x L x σs

    여기서, D는 앵커의 직경, Cu는 비배수전단강도, Nc는 코너링계수, L은 고정부의 길이, σs는 표면마찰력이다.

    코너링계수 Nc는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Nc = (tan^2(45 + φ/2))/(tan^2(45 - φ/2))

    여기서, φ는 점토의 내부 마찰각이다.

    따라서, 계산을 대입하면 다음과 같다.

    Nc = (tan^2(45))/(tan^2(45)) = 1

    극한 지지력 = π/4 x 0.2^2 x 1.0 x 1 + π/4 x 0.2 x 5 x 0.6

    = 0.0314 + 0.1885

    = 0.2199 ton

    따라서, 정답은 "9.4ton", "15.7ton", "31.3ton"이 아니라 "18.8ton"이다.
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96. 그림과 같이 지표면에 P1 = 100ton의 집중하중이 작용할때 지중 ㅇ점의 집중하중에 의한 수직응력은 얼마인가? (단,영향값 Iσ = 0.2214)

  1. σ z = 0.10t/m2
  2. σ z = 0.20t/m2
  3. σ z = 0.89t/m2
  4. σ z = 2.00t/m2
(정답률: 22%)
  • 지중점에서의 수직응력은 P1/A1로 구할 수 있다. A1은 지중점을 중심으로 하는 원통형 면적으로, A1 = πd2/4 이다. d는 지중점에서부터 지표면까지의 깊이이며, 이 문제에서는 d = 2m 이다. 따라서 A1 = π(2)2/4 = 3.14m2 이다. P1/A1 = 100/3.14 = 31.847t/m2 이므로, 영향값 Iσ를 곱해주면 최종적으로 σz = 31.847 x 0.2214 = 7.05t/m2 이다. 따라서 보기 중에서 정답은 "σ z = 0.89t/m2" 이 아닌 다른 보기들은 계산 결과와 차이가 있으므로 오답이다.
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97. 다음 흙의 다짐에 관한것중 틀린 것은?

  1. 인공적으로 흙에 압력이나 충격을 가하여 밀도를 높이는 것을 다짐이라 한다.
  2. 최대건조밀도때의 함수비를 최적함수비라 한다.
  3. 영공기공극 곡선은 흙이 완전포화될때 함수비 - 밀도 곡선을 말한다.
  4. 다짐에너지를 증가하면 최적함수비는 증가한다.
(정답률: 알수없음)
  • "다짐에너지를 증가하면 최적함수비는 증가한다."는 틀린 것이다. 다짐에너지가 증가하면 흙의 밀도는 증가하지만, 최적함수비는 다짐에너지와는 관련이 없다. 최적함수비는 흙의 건조밀도와 수분상태에 따라 결정되며, 다짐에너지와는 직접적인 관련이 없다.

    최적함수비는 흙의 밀도가 일정 수준 이상이 되면 증가하지 않고 일정하게 유지되며, 이 때의 밀도를 최대건조밀도라고 한다. 따라서 다짐에너지를 증가시켜도 최적함수비는 변하지 않는다.
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98. 공극비가 e1 = 0.80인 어떤 모래의 투수계수가 k1 = 8.5 x 10-2㎝/sec일때 이 모래를 다져서 공극비를 e2 = 0.57로하면 투수계수 k2는?

  1. 8.5 x 10-3㎝/sec
  2. 3.5 x 10-2㎝/sec
  3. 8.1 x 10-2㎝/sec
  4. 4.1 x 10-1㎝/sec
(정답률: 9%)
  • 투수계수는 다음과 같은 식으로 공극비와 관련이 있다.

    k = (e3/[(1-e)2(1+e)])

    따라서, e1 = 0.80일 때 k1을 이용하여 k2를 구하려면 다음과 같은 과정을 거칠 수 있다.

    1. e2 = 0.57일 때의 (1-e) 값을 구한다.

    (1-e) = 1 - e2 = 1 - 0.57 = 0.43

    2. e2 = 0.57일 때의 e3 값을 구한다.

    e3 = e13 x (1-e2) / (1-e1) = 0.803 x 0.43 / 0.20 = 1.384

    3. k2를 구한다.

    k2 = e3 / [(1-e)2(1+e)] = 1.384 / [(0.43)2 x (1+0.57)] = 3.5 x 10-2 ㎝/sec

    따라서, 정답은 "3.5 x 10-2㎝/sec" 이다.
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99. 일축압축시험 결과 흙의 내부 마찰각이 30o로 계산되었다. 파괴면과 수평선이 이루는 각도는?

  1. 10°
  2. 20°
  3. 40°
  4. 60°
(정답률: 43%)
  • 일축압축시험에서 파괴면과 수평선이 이루는 각도는 내부 마찰각의 2배와 같다. 따라서 내부 마찰각이 30도이므로, 파괴면과 수평선이 이루는 각도는 60도가 된다.
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100. 토질시험결과 No.200체 통과율이 50%, 액성한계가 45%, 소성한계가 25%일 때 군지수는?

  1. 3
  2. 5
  3. 7
  4. 9
(정답률: 29%)
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6과목: 상하수도공학

101. 수격현상(Water Hammer)의 방지책으로 잘못된 것은?

  1. 펌프의 급정지를 피한다.
  2. 가능한 한 관내유속을 크게 한다.
  3. 토출관쪽에 압력조정용수조(surge tank)를 설치한다.
  4. 토출측 관로에 에어챔버(air chamber)를 설치한다.
(정답률: 50%)
  • 가능한 한 관내유속을 크게 한다는 것은 수격현상을 유발하는 원인 중 하나인 물의 속도 변화를 최소화하기 위한 방법 중 하나입니다. 물이 급격하게 멈추거나 가속될 때 발생하는 수격현상은 이러한 속도 변화로 인해 발생합니다. 따라서 가능한 한 관내유속을 일정하게 유지하면 수격현상을 예방할 수 있습니다.
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102. 1일 22,000m3을 정수처리하는 정수장에서 고형 황산 알루미늄을 평균 25mg/ℓ 씩 주입할 때 필요한 응집제의 양은 얼마인가?

  1. 250kg/일
  2. 320kg/일
  3. 480kg/일
  4. 550kg/일
(정답률: 22%)
  • 응집제의 양은 주입되는 황산 알루미늄의 양에 비례한다. 따라서, 하루에 주입되는 황산 알루미늄의 총 양을 계산해야 한다.

    하루에 주입되는 황산 알루미늄의 양 = 22,000m3 × 25mg/ℓ = 550,000mg = 550g

    따라서, 하루에 필요한 응집제의 양은 550kg이다.
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103. 상수도시설의 수질시험과 관련된 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 수질시험에는 물리학적, 화학적, 세균학적, 생물학적 검사항목들이 있다.
  2. 수질검사 장소로는 급수전, 물의 정체가 용이한 곳, 원수 등이 있다.
  3. 수질기준에 정해준 수질검사 항목은 정해진 기간에 실시해야 하나 일부항목을 생략할 수도 있다.
  4. 검사항목에 대해서는 수질이 평균치를 나타내는 시기에 매년 1회 이상 실시해야 한다.
(정답률: 17%)
  • "검사항목에 대해서는 수질이 평균치를 나타내는 시기에 매년 1회 이상 실시해야 한다."는 옳은 설명이다. 이유는 수질검사는 수질의 상태를 파악하고 유지하기 위한 것이기 때문에, 수질이 변화하는 계절이나 기간마다 검사를 실시하여 적절한 대처를 할 수 있도록 해야하기 때문이다.
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104. 호소의 부영양화에 관한 다음 설명중 틀린 것은?

  1. 부영양화의 원인물질은 질소와 인 성분이다.
  2. 부영양화된 호소에서는 조류의 성장이 왕성하여 수심이 깊은 곳까지 용존산소 농도가 높다.
  3. 조류의 영향으로 물에 맛과 냄새가 발생된다.
  4. 부영양화는 수심이 낮은 호소에서도 잘 발생된다.
(정답률: 58%)
  • "부영양화된 호소에서는 조류의 성장이 왕성하여 수심이 깊은 곳까지 용존산소 농도가 높다."가 틀린 설명이다. 부영양화된 호소에서는 오히려 조류의 성장이 과도하게 일어나서 죽은 조류들이 분해되면서 산소가 고갈되어 용존산소 농도가 낮아진다.
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105. 강우강도 , 면적 2㎢, 유입시간 6분, 유출계수 0.75, 관내유속 1.2m/sec 인 경우 길이가 720m인 하수관에서 배출되는 우수량은 몇 m3/s 인가?

  1. 6
  2. 24
  3. 48
  4. 60
(정답률: 38%)
  • 하수관의 단면적은 2㎢/720m = 0.00278㎢ 이다.
    유출계수 0.75와 관내유속 1.2m/sec를 곱해 유량계수를 구하면 0.75 x 1.2 = 0.9 이다.
    강우강도 105mm/h는 105/3600 m/s = 0.02917m/s 이다.
    면적 2㎢에 강우강도 0.02917m/s를 곱해 우수유량을 구하면 0.05834m3/s 이다.
    하지만 이 우수유량은 단면적 0.00278㎢에서의 우수유량이므로, 전체 하수관에서 배출되는 우수량은 0.05834m3/s x 0.00278㎢ = 0.000162m3/s 이다.
    따라서, 정답은 0.000162m3/s x 370.37 = 0.06m3/s 이므로, 보기에서 정답은 "60" 이다.
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106. 다음은 하수관거 역사이폰(inverted sy phon)의 설계에 관한 사항이다. 적합하지 않은 것은?

  1. 역사이폰 양단부에 설치하는 역사이펀실에는 반드시이 토실을 설치한다.
  2. 역사이폰 관거는 계획하저면 보다 적어도 1m 이상 깊게 매설한다.
  3. 고장시를 대비하여 상류부에서 직접 하천으로 방류할 수 있는 설비를 갖추는 것이 좋다.
  4. 역사이폰내의 유속은 상류 하수관내의 유속보다 작게 한다.
(정답률: 31%)
  • "역사이폰내의 유속은 상류 하수관내의 유속보다 작게 한다."가 적합하지 않은 것이다. 역사이폰은 하수관에서 물이 흐르는 방향이 바뀌는 지점에서 사용되는데, 이때 역사이폰 내부의 유속은 상류 하수관 내부의 유속과 같거나 크게 유지되어야 한다. 그렇지 않으면 역사이폰 내부에 공기가 쌓여 하수관의 흐름이 막히는 문제가 발생할 수 있다. 따라서 역사이폰 내부의 유속은 상류 하수관 내부의 유속과 같거나 크게 유지되어야 한다.
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107. 양수량이 50m3/min 이고 전양정이 8m 일 때 펌프의 축동력은 얼마인가? (단, 펌프의 효율(η )=0.8)

  1. 65.2 kW
  2. 73.6 kW
  3. 81.5 kW
  4. 92.4 kW
(정답률: 32%)
  • 펌프의 축동력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    축동력 = 유효전력 / 효율

    유효전력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    유효전력 = 밀도 × 중력가속도 × 양수량 × 전양정

    밀도는 물의 밀도인 1000kg/m3을 사용하고, 중력가속도는 9.81m/s2이다.

    따라서 유효전력은 다음과 같다.

    유효전력 = 1000 × 9.81 × 50 × 8 = 3,924,000 W

    효율은 0.8이므로, 축동력은 다음과 같다.

    축동력 = 3,924,000 / 0.8 = 4,905,000 W = 81.5 kW

    따라서 정답은 "81.5 kW"이다.
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108. 침사지에서 제거되는 취수한 물 속에 포함된 모래입자의 일반적인 크기와 체류시간으로서 적당한 것은?

  1. 입자크기 : 0.1~0.2mm, 체류시간 : 10~20초
  2. 입자크기 : 0.1~0.2mm, 체류시간 : 10~20분
  3. 입자크기 : 0.04~0.05mm, 체류시간 : 10~20초
  4. 입자크기 : 0.04~0.05mm, 체류시간 : 10~20분
(정답률: 38%)
  • 침사지에서 제거되는 물 속의 입자는 일반적으로 0.1~0.2mm 크기의 모래입자이며, 이 크기는 침사지의 구조와 가장 적합하다. 또한, 이러한 입자는 10~20분 정도의 체류시간이 필요하다. 10~20초는 너무 짧아 입자가 충분히 침전되지 않을 수 있으며, 0.04~0.05mm 크기의 입자는 침사지에서 제거되기에는 너무 작아서 효과적인 침전이 어렵다.
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109. 원수의 알카리도 50ppm, 탁도가 500ppm일 때 황산알루미늄의 소비량은 60ppm 이다. 수량이 48,000m3/day일 때 5% 용액의 황산알루미늄은 1일에 얼마나 필요한가? (단, 액체의 비중을 1로 본다.)

  1. 40.6 m3/day
  2. 47.6 m3/day
  3. 50.6 m3/day
  4. 57.6 m3/day
(정답률: 0%)
  • 먼저, 1일에 필요한 황산알루미늄의 총 양은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    총 필요량 = 소비량 × 수량 = 60ppm × 48,000m3/day = 2,880kg/day

    다음으로, 용액의 농도가 5%이므로 100L 용액에 5kg의 황산알루미늄이 포함되어 있다. 따라서, 1일에 필요한 용액의 양은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    1일에 필요한 용액의 양 = 총 필요량 ÷ 농도 = 2,880kg/day ÷ 50kg/m3 = 57.6 m3/day

    따라서, 정답은 "57.6 m3/day"이다.
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110. 하수처리장의 1차 처리시설에서 BOD부하의 40%가 제거되고, 2차 처리시설에서 BOD부하의 90%가 제거되었다면 전체 BOD 제거율은?

  1. 78%
  2. 89%
  3. 94%
  4. 96%
(정답률: 40%)
  • 1차 처리시설에서 40%가 제거되었으므로, 남은 BOD 부하는 100% - 40% = 60%입니다. 이후 2차 처리시설에서 90%가 제거되었으므로, 최종적으로 제거된 BOD 부하는 40% + (60% × 90%) = 94%입니다. 따라서 정답은 "94%"입니다.
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111. Hardy-Cross 방법에 의해 상수 배수관망을 해석할 때에 각 폐합관의 마찰손실수두 h의 산정식은? (단, Q 는 유량, k는 상수)

  1. Hazen-Williams 식 사용시 h = kQ1.85
  2. Hazen-Williams 식 사용시 h = kQ3
  3. Darcy-Weisbach 식 사용시 h = kQ1.85
  4. Darcy-Weisbach 식 사용시 h = kQ3
(정답률: 38%)
  • Hazen-Williams 식은 경사각이 작은 상수 배수관망에서 사용하기 적합한 식으로, 마찰손실수두 h를 유량 Q의 1.85승으로 표현합니다. 이는 경사각이 작은 상수 배수관망에서는 유속이 일정하게 유지되기 때문에, 유량의 1.85승과 마찰손실수두 h가 비례한다는 것을 의미합니다. 따라서, Hardy-Cross 방법을 사용하여 상수 배수관망을 해석할 때에는 Hazen-Williams 식을 사용하여 각 폐합관의 마찰손실수두 h를 산정합니다.
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112. 다음 급수량에 관한 설명중 옳지 않은 것은?

  1. 계획 1일 최대급수량 = 계획 1인 1일 최대급수량 × 계획급수인구
  2. 계획 1일 평균급수량(대도시) = 계획 1일 최대급수량 × 0.5
  3. 1인 1일 평균급수량 = 1년간 총급수량 / (급수인구 × 365일)
  4. 1인 1시간 평균급수량 = 1일 평균급수량 / 24시간
(정답률: 46%)
  • "계획 1일 평균급수량(대도시) = 계획 1일 최대급수량 × 0.5" 이 옳지 않은 설명입니다.

    이유는 계획 1일 평균급수량(대도시)은 계획 1일 최대급수량과는 별개의 개념이기 때문입니다. 계획 1일 최대급수량은 해당 지역에서 예상되는 최대 수요를 고려하여 산정되는 값이며, 계획 1일 평균급수량(대도시)은 해당 지역에서 예상되는 평균 수요를 고려하여 산정되는 값입니다.

    따라서, "계획 1일 평균급수량(대도시) = 계획 1일 최대급수량 × 0.5" 이라는 설명은 부적절하며, 계획 1일 평균급수량(대도시)은 다른 방식으로 산정되어야 합니다.
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113. 다음 설명중 맞지 않는 것은 어느 것인가?

  1. 강우강도는 어느 지점에서 1시간내에 내린 비의 양을 깊이로 나타낸 것이다.
  2. 유출계수는 배수구역 내로 내린 강우량에 대하여 증발과 지하로 침투하는 양의 비율이다.
  3. 유입시간은 우수가 배수구역의 가장 원거리 지점으로부터 하수관거로 유입하기 까지의 시간이다.
  4. 유하시간은 하수관거로 유입한 우수가 하수관 길이 L을 흘러가는데 필요한 시간이다.
(정답률: 28%)
  • 강우강도는 어느 지점에서 1시간내에 내린 비의 양을 깊이로 나타낸 것이다. (강우강도는 비의 양과 시간에 따른 비의 강도를 나타내는 것이므로 깊이와는 관련이 없다.)

    유출계수는 배수구역 내로 내린 강우량에 대하여 증발과 지하로 침투하는 양의 비율이다. (맞는 설명입니다.)

    유입시간은 우수가 배수구역의 가장 원거리 지점으로부터 하수관거로 유입하기 까지의 시간이다. (맞는 설명입니다.)

    유하시간은 하수관거로 유입한 우수가 하수관 길이 L을 흘러가는데 필요한 시간이다. (맞는 설명입니다.)

    따라서, 맞지 않는 설명은 "강우강도는 어느 지점에서 1시간내에 내린 비의 양을 깊이로 나타낸 것이다." 입니다.
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114. 관거의 접합 방법 중에서 관의 매설깊이가 얕게 되어서 공사비가 적어지고, 펌프의 배수에도 유리한 방법은?

  1. 수면접합
  2. 관정접합
  3. 관중심접합
  4. 관저접합
(정답률: 56%)
  • 관저접합은 관의 매설 깊이가 얕게 되어서 공사비가 적어지고, 펌프의 배수에도 유리한 방법입니다. 이는 관의 끝을 깊게 파지 않고 얕게 매설하여 접합하는 방법으로, 관의 중심을 따라 접합하는 방법보다 간단하고 비용이 적게 듭니다. 따라서 관저접합은 경제적이고 효율적인 방법입니다.
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115. 하수도 시설에 손상을 주지 않도록 하기 위하여 설치되는 전처리(primary treatment)공정을 필요로 하지 않는 폐수는?

  1. 대형 부유물질만을 함유하는 폐수
  2. 아주 미세한 부유물질만을 함유하는 폐수
  3. 침전성 물질을 다량으로 함유하는 폐수
  4. 산성 또는 알카리성이 강한 폐수
(정답률: 60%)
  • 아주 미세한 부유물질만을 함유하는 폐수는 하수도 시설에 손상을 주지 않기 때문에 전처리 공정이 필요하지 않습니다. 이는 대형 부유물질이나 침전성 물질 등과는 달리 처리가 비교적 간단하며, 일반적으로 생활하면서 발생하는 하수에 해당됩니다.
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116. 상수도의 배수관 설계시에 사용하는 계획급수량은?

  1. 평균급수량
  2. 최대급수량
  3. 시간최대급수량
  4. 시간평균급수량
(정답률: 34%)
  • 상수도의 배수관 설계시에는 일정 시간 동안 최대로 사용될 수 있는 물의 양을 고려해야 합니다. 이를 시간최대급수량이라고 하며, 이를 기준으로 배수관의 크기와 용량을 결정합니다. 평균급수량이나 시간평균급수량은 일시적인 사용량이나 예외적인 상황을 고려하지 않기 때문에 정확한 설계에는 부적합합니다. 최대급수량은 시간적인 제약을 고려하지 않기 때문에 시간최대급수량보다 더 큰 용량을 갖는 배수관을 설계할 수 있으며, 이는 비효율적인 설계로 이어질 수 있습니다. 따라서 상수도의 배수관 설계시에는 시간최대급수량을 기준으로 계획급수량을 설정하는 것이 적절합니다.
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117. 이차침전지의 계획1일최대오수량에 대한 표면부하율로 옳은 것은?

  1. 0.2~0.3m3/m2.일
  2. 2~3m3/m2.일
  3. 20~30m3/m2.일
  4. 200~300m3/m2.일
(정답률: 34%)
  • 이차침전지는 전해질이 전극과 전극 사이를 통과하면서 전기화학적 반응을 일으키는데, 이 반응에서 생성되는 가스는 전해질의 표면에 부착되어 버블을 형성한다. 이 버블은 전해질의 표면부하를 증가시키고, 이로 인해 전해질의 효율을 저하시키는 요인이 된다. 따라서 이차침전지의 계획1일최대오수량에 대한 표면부하율은 전해질의 표면에 형성되는 버블의 양에 따라 결정된다. 일반적으로 이차침전지에서는 20~30m3/m2.일의 표면부하율이 적당하다고 알려져 있다. 이유는 이 범위 내에서는 전해질의 효율을 유지하면서도 전해질의 수명을 연장할 수 있기 때문이다.
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118. 하수의 배제방식에서 합류식과 분류식에 대한 설명 중 잘못된 것은?

  1. 분류식은 합류식에 비해 유량의 변동이 크다.
  2. 합류관거는 계획우수량에 대하여 유속을 0.8m/sec 이상으로 한다.
  3. 합류식은 분류식에 비해 관의 단면적이 커진다.
  4. 합류식은 초기강우의 오염물질을 처리장으로 수송할수 있다.
(정답률: 39%)
  • "분류식은 합류식에 비해 유량의 변동이 크다."가 잘못된 설명이다. 실제로는 합류식이 분류식에 비해 유량의 변동이 크다. 이는 합류식이 여러 개의 하수관이 합쳐지는 지점에서 유량이 크게 변동하기 때문이다. 반면에 분류식은 하나의 하수관에서 특정 기준에 따라 분류되기 때문에 유량의 변동이 적다.
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119. 활성슬러지 공법에서 슬러지 팽화(bulking)의 원인으로 적절하지 못한 것은?

  1. MLSS의 농도 증가
  2. 슬러지 배출량의 조절 불량
  3. 유입하수량 및 수질의 과도한 변동
  4. 부적절한 온도, 질소 혹은 인의 결핍
(정답률: 37%)
  • MLSS는 Mixed Liquor Suspended Solids의 약자로, 활성슬러지 공법에서 생물이 분해하고 처리하는 유기물의 양을 나타내는 지표입니다. MLSS의 농도가 증가하면 생물의 활동성이 감소하고, 슬러지가 팽화되어 처리 효율이 저하됩니다. 따라서 MLSS의 농도를 적절히 유지하는 것이 중요합니다.
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120. 다음중 침사지의 침사현상을 가장 잘 설명할 수 있는 것은?

  1. 독립침전
  2. 지역침전
  3. 압밀침전
  4. 응집침전
(정답률: 19%)
  • 침사지의 침사현상을 가장 잘 설명할 수 있는 것은 "독립침전"입니다. 이는 침사지에서 침이 물에 떠있는 상태에서 서서히 침이 물속으로 떨어지는 현상으로, 침과 물 분자 간의 인력과 침 분자 간의 인력이 서서히 균형을 이루면서 발생합니다. 이 과정에서 침 분자는 서로 밀집하지 않고 독립적으로 떨어지게 됩니다.
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