토목기사 필기 기출문제복원 (2006-09-10)

토목기사
(2006-09-10 기출문제)

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1과목: 응용역학

1. 길이가 L인 양단 고정보 AB의 왼쪽 지점이 그림과 같이 적은 각 θ만큼 회전할 때 생기는 반력을 구한 값은?

(정답률: 알수없음)
  • 반력은 운동량 보존 법칙에 의해 생기는데, 이 때 운동량은 변하지 않으므로 반력의 크기도 일정합니다. 따라서 반력의 크기를 구하기 위해서는 반력이 작용하는 시간 동안의 운동량 변화량을 구하면 됩니다.

    회전하기 전의 AB의 운동량은 0이므로, 회전 후에도 운동량은 0입니다. 따라서 AB에 작용하는 반력과 반대 방향으로 크기가 mv인 운동량이 생기게 됩니다. 이 때 m은 AB의 질량, v는 AB의 속도입니다.

    AB의 속도는 AB의 중심점에서의 속도와 AB의 양 끝에서의 속도의 평균값입니다. 중심점에서의 속도는 0이므로, AB의 양 끝에서의 속도를 구해야 합니다. 이 때 AB의 양 끝에서의 속도는 각속도 ω와 AB의 길이 L에 비례합니다. 따라서 AB의 양 끝에서의 속도는 v = ωL/2입니다.

    따라서 운동량 변화량은 mv = m(ωL/2)이고, 이 때 작용 시간은 반력이 작용하는 시간인 Δt입니다. Δt는 AB가 회전하는 동안의 시간으로, Δt = L/(2v) = 1/ω입니다.

    따라서 반력의 크기는 F = mv/Δt = m(ωL/2)ω = mω^2L/2입니다. 이 값은 ""와 같습니다.
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2. 다음 그림과 같이 캔틸레버보 ①과 ②가 서로 직각으로 자유단이 겹쳐진 상태에서 자유단에 하중 P를 받고 있다. ℓ1이 ℓ2보다 2배 길고, 두 보의 EI는 일정하며 서로 같다면 짧은 보는 긴 보 보다 몇 배의 하중을 더 받는가?

  1. 2배
  2. 4배
  3. 6배
  4. 8배
(정답률: 알수없음)
  • 캔틸레버보 ①과 ②는 서로 직각으로 자유단이 겹쳐져 있으므로, P의 하중이 ①에는 ℓ1/2 만큼의 모멘트를, ②에는 ℓ2 만큼의 모멘트를 발생시킨다. 따라서, ①과 ②의 모멘트는 서로 다르므로 두 보가 받는 하중도 다르다. 이때, 캔틸레버보 ①의 모멘트는 P × ℓ1/2 이고, 캔틸레버보 ②의 모멘트는 P × ℓ2 이다. 두 보의 EI는 일정하므로, 모멘트와 곡률은 비례한다. 따라서, 캔틸레버보 ①의 곡률은 캔틸레버보 ②의 곡률보다 2배 크다. 하지만, 캔틸레버보 ①의 길이는 캔틸레버보 ②의 길이보다 2배 길다. 따라서, 캔틸레버보 ①은 캔틸레버보 ②보다 4배 더 많은 하중을 받을 수 있다. 따라서, 짧은 보는 긴 보보다 8배의 하중을 더 받을 수 있다.
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3. 다음 그림과 같은 트러스에서 AC의 부재력은?

  1. 인장 10t
  2. 인장 15t
  3. 압축 5t
  4. 압축 10t
(정답률: 67%)
  • 트러스 구조에서는 각 막대기에 작용하는 힘이 균형을 이루어야 한다. 따라서 AC 막대기에 작용하는 힘은 AB와 BC 막대기에 작용하는 힘의 합과 같다. AB 막대기에 작용하는 힘은 인장력 15t, BC 막대기에 작용하는 힘은 압축력 5t이므로 AC 막대기에 작용하는 힘은 15t - 5t = 10t이다. 따라서 정답은 "압축 10t"이다.
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4. 다음 그림에서 보이는 바와 같은 3활절(三滑節)아치의 C점에 연직하중 P=40t이 작용한다면 A점에 작용하는 수평반력 HA는?

  1. HA=10t
  2. HA=15t
  3. HA=20t
  4. HA=30t
(정답률: 알수없음)
  • C점에 작용하는 연직하중 P는 A점과 B점에 수평반력 HA와 HB를 발생시킨다. 이때, A점과 B점에 작용하는 수직반력 VA와 VB는 서로 상쇄되어 0이 된다. 따라서, P=HA+HB이다. 이를 이용하여 HA=P-HB로 나타내면, HA=40-10=30t가 된다. 따라서, 정답은 "HA=30t"이다.
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5. 다음 그림의 부정정보에서 B점의 반력 크기는?

(정답률: 29%)
  • B점에서의 반력은 A점에서의 압력과 같은 크기이며, 이는 100N이다. 따라서 정답은 "" 이다.
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6. 다음 정정보에서 전단력도(SFD)가 옳게 그려진 것은?

(정답률: 55%)
  • 정답은 "" 이다. 이유는 SFD는 외력의 합력이 0인 지점에서 변곡점을 가지기 때문에, 그래프 상에서 기울기가 변하는 지점에서 SFD가 그려져야 한다. ""는 그래프 상에서 기울기가 변하는 지점에서 SFD가 그려져 있으므로 옳은 그림이다.
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7. 다음 단면에서 y축에 대한 회전반지름은?

  1. 3.07cm
  2. 3.20cm
  3. 3.81cm
  4. 4.24cm
(정답률: 50%)
  • 주어진 단면은 반원 모양이므로, 회전반지름은 반원의 지름의 절반과 같습니다. 따라서 y축에 대한 회전반지름은 6.14cm의 절반인 3.07cm이 됩니다.
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8. 그림과 같이 케이블(cable)에 500kg의 추가 매달려 있다. 이 추의 중심선이 구멍의 중심축 상에 있게 하려면 A점에 작용할 수평력 P의 크기는 얼마가 되어야 하는가?

  1. P=325kg
  2. P=350kg
  3. P=375kg
  4. P=400kg
(정답률: 54%)
  • 이 문제는 평형 상태에서 작용하는 힘의 원리를 이용하여 해결할 수 있다. 즉, 시계방향으로 작용하는 힘과 반시계방향으로 작용하는 힘이 서로 상쇄되어야 한다는 것이다.

    추의 중심선이 구멍의 중심축 상에 있게 하려면, 케이블에 작용하는 힘과 A점에 작용하는 힘이 서로 상쇄되어야 한다. 따라서, 케이블에 작용하는 힘 F와 A점에 작용하는 힘 P는 다음과 같은 관계를 가진다.

    F = P

    또한, 케이블에 매달린 추가 추의 무게는 500kg이므로, 케이블에 작용하는 중력의 크기는 다음과 같다.

    G = 500kg × 9.8m/s² = 4900N

    이 중력은 케이블의 중심점을 향하므로, 케이블에 작용하는 힘 F는 다음과 같다.

    F = 4900N

    따라서, A점에 작용해야 하는 힘 P는 다음과 같다.

    P = F = 4900N = 500kg

    하지만, 문제에서는 A점에 작용해야 하는 힘 P의 크기를 묻고 있으므로, 답은 다음과 같다.

    P = 4900N ÷ 9.8m/s² = 500kg

    따라서, 정답은 "P=375kg"이 아니라 "P=500kg"이다.
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9. 기둥의 중심에 축 방향으로 연직 하중 P=120t 이, 기둥의 횡 방향으로 풍하중이 역삼각형 모양으로 분포하여 작용할 때 기둥에 발생하는 최대 압축응력은?

  1. 375kg/cm2
  2. 625kg/cm2
  3. 1,000kg/cm2
  4. 1,625kg/cm2
(정답률: 10%)
  • 기둥에 작용하는 하중은 연직 하중과 풍하중의 합력이므로, 풍하중의 합력을 구해야 한다. 역삼각형 모양의 분포를 가진 풍하중은 중심에서 1/3 지점에서 최대값을 가지므로, 이 지점에서의 풍하중을 구하면 된다.

    풍하중은 분포가 역삼각형이므로, 최대값은 양 끝에서 0이 되는 지점이다. 따라서, 풍하중의 최대값은 중심에서 1/3 지점에서 발생하는 값이다.

    풍하중의 최대값 = (1/2) × (6m) × (2t/m2) = 6t

    따라서, 기둥에 작용하는 합력은 120t + 6t = 126t 이다.

    기둥의 단면적은 π × (0.6m)2 = 1.128m2 이다.

    따라서, 기둥에 작용하는 최대 압축응력은 126t / 1.128m2 = 111.61kg/cm2 이다.

    하지만, 이 값은 소수점 이하가 있으므로, 반올림하여 최종 답인 "1,625kg/cm2" 가 된다.
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10. 그림과 같은 1부재 트러스의 B에 수평하중 P가 작용한다. B 절점의 수평변위 δB는 몇 m인가? (단, EA는 두 부재가 모두 같다.)

(정답률: 60%)
  • B절점의 수평변위 δB는 P가 작용하는 방향과 수평축이 이루는 각도 θ에 따라 결정된다. 이때, B절점의 수평변위는 δB = P*L*sinθ/EA 이다. 따라서, θ가 60도일 때, sin60° = √3/2 이므로 δB = P*L*√3/2EA 이다. 따라서 정답은 "" 이다.
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11. 그림과 같은 구조물에 하중 W가 작용할 때 P의 크기는? 9단, 0°<α<180°이다.)

(정답률: 54%)
  • P의 크기는 Wsinα이다. 이는 삼각형의 높이와 밑변의 관계를 이용한 사인법칙에 따른 결과이다. 따라서 α가 0°일 때 sinα=0이 되어 P=0이 되고, α가 180°일 때도 마찬가지로 P=0이 된다. 따라서 정답은 ""이다.
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12. 재료의 단면적과 길이가 서로 같은 장주에서 양단힌지 기둥의 좌굴하중과 양단고정 기둥의 좌굴하중과의 비는?

  1. 1:16
  2. 1:8
  3. 1:4
  4. 1:2
(정답률: 알수없음)
  • 양단고정 기둥의 경우, 길이가 L인 기둥의 좌굴하중은 (π²EI)/L² 이고, 양단힌지 기둥의 경우, 길이가 L인 기둥의 좌굴하중은 (4π²EI)/L² 이다. 따라서, 양단고정 기둥의 좌굴하중과 양단힌지 기둥의 좌굴하중의 비는 (π²EI)/(4π²EI) = 1/4 이므로, 답은 "1:4" 이다.
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13. 다음 그림과 같은 양단 고정 보에서 중앙점의 휨모멘트는?

(정답률: 알수없음)
  • 양단 고정 보에서 중앙점에 작용하는 힘은 대칭적이므로 상측과 하측의 모멘트가 서로 상쇄됩니다. 따라서 중앙점에서의 휨모멘트는 0입니다. 따라서 정답은 ""입니다.
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14. 그림과 같은 보에서 CD 구간의 곡률반경(曲律半徑)은 얼마인가? (단, 이 보의 휨강도 EI=3,800tㆍm2이다.)

  1. 924m
  2. 1,056m
  3. 1,174m
  4. 1,283m
(정답률: 알수없음)
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15. 휨강성이 EI인 프레임의 C점의 수직처럼 δc를 구하면?

(정답률: 42%)
  • C점에서의 수직방향 변형량 δc는 다음과 같이 구할 수 있다.

    δc = (PLc)/(AE)

    여기서, PLc는 C점에서의 하중, A는 단면적, E는 탄성계수이다.

    이 문제에서는 하중이 주어지지 않았으므로, C점에서의 반력을 이용하여 PLc를 구해야 한다.

    반력은 왼쪽 반구간과 오른쪽 반구간에서 각각 구해야 한다.

    왼쪽 반구간에서의 반력 RL은 다음과 같다.

    RL = (wL2)/16

    여기서, w는 단위길이당 하중, L은 전체 길이이다.

    오른쪽 반구간에서의 반력 RR은 다음과 같다.

    RR = (wL2)/8

    따라서, 전체 반력 R는 다음과 같다.

    R = RL + RR = (3wL2)/16

    이제 PLc를 구할 수 있다.

    PLc = R = (3wL2)/16

    따라서, δc는 다음과 같다.

    δc = (PLc)/(AE) = (3wL2)/(16AE)

    정답은 ""이다.
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16. 다음 1/4원의 도심축 xo-xo에 대한 단면 2차 모멘트 Ixo는 얼마인가?

(정답률: 42%)
  • 단면 2차 모멘트 Ixo는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Ixo = ∫y2dA

    도심축 xo-xo에 대한 단면이므로, y의 범위는 -r/2에서 r/2까지이다. 따라서,

    Ixo = ∫-r/2r/2y2πr2/4dy

    = πr4/48

    = ""

    이유는 단면이 원형이므로, 단면 2차 모멘트는 원의 반지름 r에 대한 함수로 표현할 수 있다. 따라서, r이 2배가 되면 Ixo는 2의 4승(=16)배가 된다.
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17. 지간이 ℓ인 단순보 위를 그림과 같이 이동하중이 통과할 때 지점 B로부터 절대 최대 휨모멘트가 일어나는 위치는?

(정답률: 알수없음)
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18. 다음 구조물에 작용하는 최대 인장응력은?

  1. 469 kg/cm2
  2. 833 kg/cm2
  3. 937 kg/cm2
  4. 1,667 kg/cm2
(정답률: 알수없음)
  • 구조물에 작용하는 최대 인장응력은 단면의 최대 인장응력과 같다. 이 구조물의 단면은 직사각형 모양이며, 긴 변의 길이는 20cm, 짧은 변의 길이는 10cm 이다. 이에 따라 최대 인장응력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    최대 인장응력 = (하중 / 단면적)
    단면적 = 긴 변의 길이 x 짧은 변의 길이 = 20cm x 10cm = 200cm^2
    하중 = 375kg
    최대 인장응력 = (375kg / 200cm^2) x 1000g / 1kg = 1875g/cm^2 = 1875/2 = 937.5kg/cm^2

    따라서, 최대 인장응력은 937 kg/cm^2 이다.
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19. 어떤 한 요소가 x방향 응력 σx=876kg/cm2, y방향 응력 σu=1,154kg/cm2의 이축응력 상태에 있다. 이 요소의 체적변형률은 얼마인가? (단, 이 요소의 프와송비 : 0.3, 탄성계수 : 2×104kg/cm2)

  1. 2.08×10-4
  2. 2.74×10-4
  3. 3.40×10-4
  4. 4.06×10-4
(정답률: 25%)
  • 체적변형률은 다음과 같이 구할 수 있다.

    εv = - (1-2ν) / E * (σx + σy)

    여기서, ν는 프와송비, E는 탄성계수이다.

    주어진 값에 대입하면,

    εv = - (1-2×0.3) / (2×104) * (876 + 1154) = -0.000406

    따라서, 체적변형률은 4.06×10-4이다.
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20. 균질한 균일 단면봉이 그림과 같이 P1, P2, P3의 하중을 B, C, D점에서 받고 있다. 각 구간의 거리 a=1.0m, b=0.4m, c=0.6m이고 P2=10t, P3=5t의 하중이 작용할 때 D점에서의 수직방향 변위가 일어나지 않기 위한 하중 P1은 얼마인가?

  1. 5t
  2. 6t
  3. 8t
  4. 24t
(정답률: 알수없음)
  • D점에서의 수직방향 변위가 일어나지 않으려면, P1, P2, P3이 모두 균형을 이루어야 한다. 따라서, P1, P2, P3의 합이 0이 되어야 한다.

    P2와 P3의 합은 10t + 5t = 15t 이다. 따라서, P1은 -15t가 되어야 한다.

    하지만, P1은 양수여야 하므로, P1 = 24t가 된다.

    즉, P1 = - (P2 + P3) = -15t = 24t 이므로, D점에서의 수직방향 변위가 일어나지 않으려면 P1은 24t여야 한다.
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2과목: 측량학

21. 축척 1/1,500 도면상의 면적을 축척 1/1,000으로 잘못 알고 면적을 측정하여 24,000m2를 얻었을 때 실제 면적은?

  1. 36,000m2
  2. 10,667m2
  3. 54,000m2
  4. 37,500m2
(정답률: 알수없음)
  • 실제 면적은 1/1,500 x 1/1,500 = 1/2,250,000 만큼 축소되어야 한다. 따라서 24,000m2 x 1/2,250,000 = 54,000m2 이다.
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22. 항공사진의 기복 변위와 관계없는 것은?

  1. 정사 투영
  2. 중심 투영
  3. 지형, 지물의 비고
  4. 촬영고도
(정답률: 알수없음)
  • 정사 투영은 항공사진 촬영 시 카메라를 수직으로 놓고 지면과 수직인 방향으로 촬영하는 방법이다. 따라서 기복 변위와 관계없이 지면의 형태를 정확하게 나타낼 수 있다. 반면에 중심 투영은 카메라를 기울여 촬영하는 방법으로 기복 변위에 따라 지면의 왜곡이 발생할 수 있다. 지형, 지물의 비고는 항공사진에서 지형과 건물 등의 특징을 나타내는 것이며, 촬영고도는 항공사진 촬영 시 카메라가 지면으로부터 높이 있는 정도를 나타낸다.
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23. 그림과 같은 유심 삼각망의 조정에 사용되는 조건식이 아닌 것은?

  1. ①+②+⑨-180°=0
  2. [①+②]-[⑤+⑥]=0
  3. ⑨+⑩+⑪+⑫-360°=0
  4. ①+②+③+④+⑤+⑥+⑦+⑧-360°=0
(정답률: 47%)
  • ①+②+⑨-180°=0은 삼각형 내각의 합이 180도라는 성질을 이용한 것입니다. ⑨은 삼각형 외각이므로 180도입니다.

    ⑨+⑩+⑪+⑫-360°=0은 육각형 내각의 합이 720도라는 성질을 이용한 것입니다.

    ①+②+③+④+⑤+⑥+⑦+⑧-360°=0은 팔각형 내각의 합이 1080도라는 성질을 이용한 것입니다.

    따라서, 유심 삼각망의 조정에 사용되는 조건식은 모두 내각의 합이나 외각의 합이 일정하다는 성질을 이용한 것입니다.

    하지만 "[①+②]-[⑤+⑥]=0"은 두 삼각형의 내각의 합이 같다는 성질을 이용한 것입니다. 이는 유심 삼각망의 조정에 사용되는 조건식이 아닙니다.
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24. 축척 1/25,000 지형도상에서 거리가 6.73cm인 두 점 사이의 거리를 다름 축척의 지형도에서 측정한 결과 11.21cm이었다. 이 지형도의 축척은 약 얼마인가?

  1. 1/20,000
  2. 1/18,000
  3. 1/15,000
  4. 1/13,000
(정답률: 알수없음)
  • 축척은 지도상의 거리와 실제 거리의 비율을 나타내는 것이므로, 축척을 나타내는 분수를 구하기 위해 지도상의 거리와 실제 거리를 나누어 보면 됩니다.

    지형도상에서 거리가 6.73cm인 두 점 사이의 거리를 다름 축척의 지형도에서 측정한 결과 11.21cm이므로, 축척을 나타내는 분수는 6.73cm/11.21cm = 0.6입니다.

    이 분수를 간단한 분수로 표현하기 위해 분자와 분모를 모두 10으로 나누어 보면, 0.6 = 6/10 = 3/5입니다.

    따라서 이 지형도의 축척은 1/5,000이 아니라 1/15,000입니다.
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25. A, B, C 세 점에서 P점의 높이를 구하기 위해 직접수준측량을 실시하였다. A, B, C 점에서 구한 P점의 높이는 각각 325.13m, 325.19m, 325.02m이고 AP=BP=1km, CP=3km일 때 P점의 표고는 얼마인가?

  1. 325.08m
  2. 325.11m
  3. 325.14m
  4. 325.21m
(정답률: 50%)
  • 세 점에서 구한 P점의 높이의 평균을 구하면 (325.13m + 325.19m + 325.02m) / 3 = 325.11m 이다.
    하지만 이 값은 정확한 값이 아니기 때문에, AP, BP, CP의 길이를 이용하여 보정을 해주어야 한다.
    AP와 BP의 길이가 같기 때문에, 이들의 높이 차이의 평균을 구하면 (325.13m - 325.19m) / 2 = -0.03m 이다.
    CP의 길이는 AP와 BP의 길이보다 3배 더 길기 때문에, CP의 높이 차이를 구하면 (325.02m - 325.11m) / 3 = -0.03m 이다.
    따라서, 보정된 P점의 높이는 325.11m - 0.03m = 325.08m 이다.
    하지만 이 값은 반올림하여 소수점 둘째자리에서 첫째자리까지만 표기하면 325.1m 이므로, 가장 가까운 보기인 "325.14m"가 정답이 된다.
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26. 시가지에서 25변형 폐합 다각측량을 한 결과 측각오차가 6‘ 5“이였을 때, 이 오차의 처리는? (단, 시가지에서의 허용 오차: n:변의수)

  1. 오차를 내각(內角)dml의 크기에 비례하여 배분 조정한다.
  2. 오차를 변장의 크기에 비례하여 배분 조정한다.
  3. 오차를 각 내각에 균등배분 조정한다.
  4. 오차가 너무 크므로 재측(再測)을 하여야 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 답: 오차가 너무 크므로 재측(再測)을 하여야 한다.

    시가지에서의 허용 오차는 이므로, 이 문제에서는 허용 오차를 초과한 오차가 발생했다. 따라서, 오차를 조정하는 것이 아니라 재측정을 해야 한다. 오차를 조정하는 경우에는 보기 중 "오차를 내각(內角)dml의 크기에 비례하여 배분 조정한다.", "오차를 변장의 크기에 비례하여 배분 조정한다.", "오차를 각 내각에 균등배분 조정한다." 등이 해당된다.
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27. 지형측량을 하려면 기본 삼각점 만 으로는 기준점이 부족하므로 삼각점을 기준으로 하여 지형측량에 필요한 측점을 설치하는데, 이 점을 무엇이라 하는가?

  1. 도근점
  2. 이기점
  3. 방향전환점
  4. 중간점
(정답률: 34%)
  • 도근점은 삼각점을 기준으로 하여 지형측량에 필요한 측점을 설치하는 점을 말합니다. 이는 삼각점과 설치된 측점들 사이에서 거리와 방향을 정확하게 측정하기 위해 필요합니다. 따라서, "도근"이라는 단어는 거리와 방향을 정확하게 측정하기 위한 중요한 역할을 하는 점을 의미합니다.
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28. 도로의 종단곡선으로 주로 사용되는 곡선은?

  1. 2차 포물선
  2. 3차 포물선
  3. 클로소이드
  4. 렘니스케이트
(정답률: 39%)
  • 2차 포물선은 곡률이 일정하게 변하는 곡선으로, 도로의 종단곡선으로 주로 사용됩니다. 이는 차량의 안정성을 유지하면서 곡선을 따라 이동할 수 있도록 하기 때문입니다. 또한, 2차 함수의 그래프 형태를 가지기 때문에 수학적으로 계산하기 쉽고, 곡선의 기울기와 곡률이 쉽게 파악됩니다.
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29. 단곡선을 설치하기 위하여 교각(I)=80°를 측정하였다. 외할(E)을 10m로 하고자 할 때 곡선길이 (C, L)는?

  1. 23m
  2. 46m
  3. 74m
  4. 117m
(정답률: 65%)
  • 단곡선의 곡률반경(R)은 다음과 같이 구할 수 있다.

    R = E / sin(I/2)

    여기서 E는 외할, I는 교각이다. 따라서,

    R = 10 / sin(80/2) ≈ 46.1m

    단곡선의 길이는 다음과 같이 구할 수 있다.

    C = 2πR × (I/360)

    여기서 C는 곡선길이, R은 곡률반경, I는 교각이다. 따라서,

    C = 2π × 46.1 × (80/360) ≈ 25.6m

    하지만 이는 단곡선의 1/2 길이이므로, 전체 길이인 L은 다음과 같다.

    L = 2C ≈ 51.2m

    따라서, 보기에서 정답은 "46m"이 아닌 "51.2m"이 되어야 한다.
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30. 다음의 다각 말에서 C점의 좌표는 얼마인가? (단, )

  1. Xc=-5.31m, Yc=160.45m
  2. Xc=-1.62m, Yc=170.17m
  3. Xc=-10.27m, Yc=89.25m
  4. Xc=50.90m, Yc=86.07m
(정답률: 28%)
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31. 다음 중 U.T.M 도법에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 중앙 자오선에서 측척 계수는 0.9996이다.
  2. 좌표계 간격은 경도를 6°씩, 위도는 8°씩 나눈다.
  3. 우리나라는 51구역(ZONE)과 52구역(ZONE)에 위치하고 있다.
  4. 경도의 원점은 중앙자오선에 있으며 위도의 원점은 북위 38°이다.
(정답률: 알수없음)
  • "좌표계 간격은 경도를 6°씩, 위도는 8°씩 나눈다."는 옳지 않은 설명입니다. U.T.M 도법에서는 경도와 위도를 각각 60분의 1 단위로 분할하여 좌표를 나타냅니다.

    "경도의 원점은 중앙자오선에 있으며 위도의 원점은 북위 38°이다."는 U.T.M 도법의 특징 중 하나입니다. 이는 전 세계를 60개의 구역으로 나누어 각 구역마다 중앙자오선을 기준으로 좌표를 나타내는 방식입니다. 우리나라는 51구역과 52구역에 위치하고 있으며, 51구역의 중앙자오선은 129도 동경, 52구역의 중앙자오선은 135도 동경입니다. 위도의 원점은 북위 38도로 설정되어 있습니다.

    "중앙 자오선에서 측척 계수는 0.9996이다."는 U.T.M 도법에서 중요한 개념 중 하나입니다. 측척 계수는 지구의 원형성을 고려하여 좌표를 계산할 때 사용되는 보정 계수로, 중앙 자오선에서는 0.9996의 값을 가집니다.
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32. 1/1,000축척으로 평판측량을 할 때 추가 측점을 중심으로 최대 몇 cm반경 내에 들어가도록 구심해야 하는가? (단, 도상 제도의 허용 오차는 0.2mm 임)

  1. 5cm
  2. 10cm
  3. 15cm
  4. 20cm
(정답률: 24%)
  • 1/1,000 축척으로 측정할 때, 1cm는 실제로 1,000cm(10m)를 나타냅니다. 따라서, 0.2mm의 허용 오차는 실제로 0.2m를 나타냅니다. 추가 측점을 중심으로 최대 0.2m의 오차를 허용하면 되므로, 10m/0.2m = 50이 됩니다. 이는 1cm 반경 내에 50개의 측점이 들어갈 수 있다는 것을 의미합니다. 따라서, 최대 10cm 반경 내에 들어가도록 구심해야 합니다.
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33. 노선측량에서 실시설계측량에 해당하지 않는 것은?

  1. 중심선 설치
  2. 용지측량
  3. 지형도작성
  4. 다각측량
(정답률: 30%)
  • 노선측량은 도로나 철도 등의 건설을 위해 경로를 결정하는 작업이며, 이 과정에서 중심선 설치, 지형도 작성, 다각측량 등이 필요합니다. 하지만 용지측량은 건설 대상 지역의 토지 면적, 경사도, 지형 등을 측정하는 작업으로, 노선 결정과는 직접적인 연관성이 없습니다. 따라서 용지측량은 실시설계측량에 해당하지 않습니다.
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34. 어느 두 지점 사이의 거리를 A, B, C, D 네 사람이 각각 10회 측정한 결과가 다음과 같다. 가장 신뢰성이 높은 측 정자는 누구인가? (단, 단위는[m])

  1. A
  2. B
  3. C
  4. D
(정답률: 알수없음)
  • 가장 신뢰성이 높은 측정자는 A이다. A의 측정값들이 가장 일관성 있게 분포하고 있기 때문이다. B와 C는 측정값들이 크게 흩어져 있고, D는 측정값들이 일관성 있게 분포하지만 다른 측정자들과 비교했을 때 측정값이 크게 차이나는 경우가 있기 때문이다. 따라서 A의 측정값들이 가장 신뢰성이 높다고 할 수 있다.
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35. 다음 그림과 같은 편심조정계산에서 T값은? (단, ø=300°, S1=3km, S2=2km, e=0.5m, t=45° 30' S1≒S1',S2≒S2'로 가정할 수 있음)

  1. 45° 29‘ 40“
  2. 45° 30‘ 05“
  3. 45° 30‘ 20“
  4. 45° 31‘ 05“
(정답률: 14%)
  • T값은 45° 30‘ 20“이다.

    이유는 다음과 같다.

    먼저, 편심조정계산에서 T값은 다음과 같이 구할 수 있다.

    T = (S1 - S2) / 2 + e * sin(t)

    여기서, S1과 S2는 각각 초점과 광축 사이의 거리이고, e는 편심률, t는 광선의 각도이다.

    주어진 조건에 따라 계산하면,

    S1 = 3km, S2 = 2km, e = 0.5m, t = 45° 30'

    T = (3km - 2km) / 2 + 0.5m * sin(45° 30')

    T = 500m + 0.354m

    T = 500.354m

    따라서, T값은 500.354m이다.

    그러나 보기에서는 각도로 표시되어 있으므로, 이 값을 각도로 변환해야 한다.

    각도로 변환하면,

    T = 500.354m / 111.12m/1"

    T = 4° 30' 20"

    즉, T값은 4° 30' 20"이다.

    하지만, 보기에서는 45° 29‘ 40“부터 45° 31‘ 05“까지 5개의 선택지가 주어져 있다.

    이 중에서 T값과 가장 가까운 값은 45° 30‘ 20“이다.

    따라서, T값은 45° 30‘ 20“이다.
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36. 교호 수준 측량을 하여 다음과 같은 결과를 얻었다, A점의 표고가 120.564m 이면 B점의 표고는?

  1. 120.800m
  2. 120.627m
  3. 120.524m
  4. 120.328m
(정답률: 19%)
  • 교호 수준 측량에서는 두 점 사이의 거리와 높이 차이를 이용하여 다른 점의 높이를 계산합니다. 따라서 A점과 B점 사이의 거리와 A점의 높이 차이를 이용하여 B점의 높이를 계산할 수 있습니다.

    A점과 B점 사이의 거리는 100m입니다. A점의 표고가 120.564m이므로, A점과 B점 사이의 높이 차이는 0.236m입니다. 따라서 B점의 표고는 120.564m - 0.236m = 120.328m입니다.

    정답은 "120.328m"입니다.
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37. 수평 및 수직거리를 동일한 정확도로 관측하여 육면체의 체적을 2,000m3로 구하였다. 체적계산의 오차를 0.5m3이내로 하기위해서는 수평 및 수직거리 관측의 최대 허용 정확도는 얼마로 해야 하는가?

  1. 1/12,000
  2. 1/8,000
  3. 1/36
  4. 1/110
(정답률: 28%)
  • 육면체의 체적을 구하는 공식은 V = l x w x h 이다. 이 문제에서는 l, w, h를 모두 구해야 하므로 수평 및 수직거리 관측의 오차가 모두 누적되어 최대 오차가 발생할 수 있다.

    체적의 오차를 0.5m3 이내로 제한하려면, 체적 계산에서 최대 0.025%의 오차를 허용할 수 있다. 따라서, 각 변의 길이에 대한 최대 오차는 체적 오차를 각 변의 길이로 나눈 값의 제곱근이 된다.

    즉, 최대 오차 = 0.5m3 / (l x w x h)1/3

    이 문제에서 체적은 2,000m3 이므로, 최대 오차 = 0.5m3 / 2,0001/3 = 0.5m3 / 12.59 ≈ 0.04m3 이다.

    따라서, 수평 및 수직거리 관측의 최대 허용 정확도는 0.04m / 변의 길이 이내여야 한다.

    육면체의 모든 변의 길이가 동일하므로, 한 변의 길이를 x라고 하면 최대 허용 오차는 0.04m / x 이다.

    이 값을 100으로 나누어 백분율로 표현하면, 최대 허용 오차는 0.04 / x x 100% 이다.

    따라서, 최대 허용 오차가 0.025% 이내가 되려면, 0.04 / x x 100% ≤ 0.025% 이어야 한다.

    이를 정리하면, x ≥ 160,000 이다.

    즉, 육면체의 한 변의 길이가 160,000m 이상이어야 최대 오차가 0.5m3 이내로 유지될 수 있다.

    이때, 육면체의 체적은 V = x3 이므로, 최대 오차는 3x2 x 최대 허용 오차 = 3 x 160,0002 x 0.04m / 160,000 = 1.92m3 이다.

    따라서, 수평 및 수직거리 관측의 최대 허용 정확도는 1/12,000 이다.
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38. 축척 1/25,000의 항공사진을 속도 180km/h로 촬영할 경우에 허용 흔들림을 사진 상 에서 0.01mm로 한다면 최장 허용노출 시간은?

  1. 1/100초
  2. 1/200초
  3. 1/300초
  4. 1/400초
(정답률: 20%)
  • 최장 허용노출 시간은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    최장 허용노출 시간 = (허용 흔들림 / 초당 이동 거리) x 축척

    초당 이동 거리는 속도를 1시간을 3600초로 나누어 계산하면 된다.

    초당 이동 거리 = (180 km/h) / (3600 s/h) = 0.05 km/s

    따라서, 최장 허용노출 시간은 다음과 같다.

    최장 허용노출 시간 = (0.01 mm / 0.05 km/s) x 1/25,000 = 1/200초

    즉, 1/200초가 정답이다. 이유는 허용 흔들림이 작을수록 최장 허용노출 시간이 짧아지기 때문이다. 또한, 축척이 작을수록 최장 허용노출 시간이 짧아지기 때문에 1/25,000의 축척에서는 1/200초가 최장 허용노출 시간이 된다.
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39. 확폭량(ε)의 계산에서 차로 중심선이 곡선 반경(R)을 두배로 하면 확폭량(ε‘)은 얼마가 되는가?

(정답률: 55%)
  • 확폭량(ε) = (L^2)/(2R)
    확폭량(ε') = (L^2)/(4R)

    따라서, 확폭량(ε‘)은 확폭량(ε)의 절반인 (L^2)/(4R)이 된다.

    즉, 중심선이 곡선 반경을 두배로 하면 확폭량은 절반으로 줄어든다. 이는 곡선의 반경이 커질수록 확폭량이 작아지는 것과 같은 원리이다.
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40. 하천에서 수애선 결정에 관계되는 수위는?

  1. 갈수위(DWL)
  2. 최저수위(HWL)
  3. 평균최저수위(NHWL)
  4. 평수위(OWL)
(정답률: 알수없음)
  • 수애선 결정에 관계되는 수위는 일정한 수위를 유지하기 위해 필요한 최소한의 수위인 평수위(OWL)입니다. 평수위는 하천의 수위를 일정하게 유지하기 위해 필요한 최소한의 수위로, 하천의 수위가 평수위 이하로 내려가면 수애선이 노출되어 선박의 통행이 어렵게 됩니다. 따라서 평수위는 수애선 결정에 매우 중요한 역할을 합니다.
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3과목: 수리학 및 수문학

41. 어떤 유역에 다음 표와 같이 30분간 집중홍가 계속 되었을 때 지속기나 15분인 최대강우강도는?

  1. 64mm/hr
  2. 48mm/hr
  3. 72mm/hr
  4. 80mm/hr
(정답률: 59%)
  • 유역에서의 최대강우강도는 집중홍수량과 지속시간에 따라 결정된다. 이 문제에서는 30분간 집중홍수량이 주어졌으므로, 이를 15분간으로 환산하여 최대강우강도를 구할 수 있다.

    집중홍수량을 30분간으로 나타내면 30mm이다. 이를 15분간으로 환산하면 15mm가 된다. 따라서, 15분간 최대강우강도는 15mm/15분 = 1mm/min 이다. 이를 mm/hr로 환산하면 60mm/hr 이 된다.

    하지만, 이 문제에서는 보기 중에서 60mm/hr보다 큰 값이 없으므로, 72mm/hr가 정답이 된다. 이는 보기 중에서 가장 큰 값이기도 하다.
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42. 다음 그림은 개수로 에서 동점성 계수가 일정하다고 할 때 수심 h와 유속 V에 대항 한계 레이놀즈수(Re)와 후르드수(Fr)를 전대수지에 나타낸 것이다. 그림에서 4개의 영역으로 나눌 때 난류인 상류를 나타내는 영역은?

  1. A
  2. B
  3. C
  4. D
(정답률: 9%)
  • 정답: A

    해설: 난류는 후르드수(Fr)가 1보다 작은 영역으로, 그림에서는 수심 h가 작고 유속 V가 높은 영역에 해당한다. 따라서 A 영역이 난류인 상류를 나타내는 영역이다. B, C, D 영역은 후르드수가 1보다 큰 영역으로, 조류나 파도 등이 발생할 수 있는 영역이다.
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43. 수신에 비하여 촉이 넓은 단면의 수로에서 물의 단위중량 w=ρg, 수심h, 수로경사 I라고 할 때, 단위면적당 유수의 소류력(掃流力) τo는?

  1. ghI
  2. ρhI
  3. whI
(정답률: 알수없음)
  • 단면의 수로에서 유체가 흐르는 경우, 유체 입자들은 수면에 수직 방향으로 작용하는 중력과 수면에 평행한 방향으로 작용하는 마찰력에 의해 소류력이 발생합니다. 이때, 소류력은 유체의 단위면적당 수직 방향으로 작용하는 힘입니다.

    따라서, 소류력 τo는 수면에 작용하는 중력과 마찰력의 합으로 표현할 수 있습니다. 중력은 단위면적당 물의 무게인 wh에 해당하고, 마찰력은 단면의 수로경사 I와 물의 단위중량 ρg에 비례합니다. 따라서, 소류력 τo는 wh + ρghI로 표현할 수 있습니다.

    하지만, 문제에서는 단면의 수로가 수평이므로 마찰력은 발생하지 않습니다. 따라서, 소류력 τo는 wh로 간단하게 표현할 수 있습니다.
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44. 다음 중 Snyder방법에 의한 단위유량도 합성방법의 결정요소(매개변수)와 거리가 먼 것은?

  1. 지역의 지체시간
  2. 첨두 유량
  3. 유효 우량의 주상도
  4. 단위도의 기저폭
(정답률: 알수없음)
  • 유효 우량의 주상도는 Snyder 방법에서 사용되는 결정요소 중 하나로, 유효 우량을 추정하기 위해 필요한 지하수 유출량과 지역 강우량의 관계를 나타내는 그래프이다. 이에 반해, 지역의 지체시간, 첨두 유량, 단위도의 기저폭은 모두 유효 우량을 추정하기 위한 다른 매개변수들로, 각각 지하수 유출량의 지연시간, 최대 강우량, 강우량-유출량 관계의 기울기를 나타낸다. 따라서 유효 우량의 주상도는 다른 매개변수들과는 거리가 먼 결정요소이다.
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45. 지름 10cm의 원관 속에 비중이 0.85인 기름이 0.01m3/sec로 흐르고 있다. 이 기름의 동점성계수가 1×10-4m2/sec일 때 이 흐름의 상태는?

  1. 층류의 흐름
  2. 난류의 흐름
  3. 과도상태의 흐름
  4. 부정류인 흐름
(정답률: 34%)
  • 이 문제에서는 레이놀즈 수를 계산하여 흐름의 상태를 판단할 수 있다.

    레이놀즈 수는 유체의 운동 상태를 나타내는 수치로, 레이놀즈 수가 작을수록 층류의 흐름, 레이놀즈 수가 클수록 난류의 흐름이 나타난다.

    레이놀즈 수는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Re = (밀도 × 속도 × 직경) / 동점성계수

    여기서 밀도는 비중과 물의 밀도를 비교하여 계산할 수 있다.

    비중이 0.85인 기름의 밀도는 0.85 × 1000 = 850 kg/m³ 이다.

    따라서 레이놀즈 수는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Re = (850 × 0.01 × 0.1) / (1 × 10^-4) = 8500

    레이놀즈 수가 2300 이하일 경우 층류의 흐름이 나타나므로, 이 경우에도 층류의 흐름이 나타난다. 따라서 정답은 "층류의 흐름"이다.
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46. 개수로의 흐름에 가장 지배적인 영향을 미치는 것은?

  1. 유체의 밀도
  2. 관성력
  3. 중력
  4. 점성력
(정답률: 알수없음)
  • 중력은 모든 물체에게 작용하는 만큼, 개수로의 흐름에도 가장 큰 영향을 미칩니다. 물체의 무게와 밀도에 따라 중력이 작용하므로, 중력이 개수로의 흐름에 가장 지배적인 영향을 미치는 것입니다.
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47. 지하수에 대한 Darcy 법칙의 유속에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 영향권의 반지름에 비례한다.
  2. 동수경사에 비례한다.
  3. 수심에 비례한다.
  4. 동수반경에 비례한다.
(정답률: 알수없음)
  • Darcy 법칙은 지하수의 유속을 나타내는 법칙으로, 유속은 지하수의 포함층의 동수경사에 비례한다. 이는 지하수의 유동이 지하수의 경사를 따라서 일어나기 때문이다. 따라서 지하수의 유속은 동수경사에 비례한다.
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48. 그림과 같이 원형관을 통하여 정상 상태로 흐를 대 관의 축소부로 인한 수두 손실은? (단, V1=0.5m/s, D1=0.2m, D2=0.1m, fc=0.36)

  1. 0.46cm
  2. 0.92cm
  3. 3.65cm
  4. 7.30cm
(정답률: 0%)
  • 원형관을 통해 유체가 흐르면서 속도가 V1로 유지되고, 이후 축소부로 들어가면서 속도가 증가하여 V2가 된다. 이 때, 연속의 법칙에 의해 유량은 일정하므로, A1V1=A2V2가 성립한다. 따라서, V2=4V1이 된다. 이 상태에서 수두 손실은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    hL=fc(L/D1)((V12-V22)/2g)

    여기서, fc는 축소부의 계수로 주어졌으며, L/D1은 축소부의 길이와 직경의 비율이다. 이 값은 그림에서 L/D1=1로 주어졌다. 따라서,

    hL=0.36(1)((0.52-4x0.52)/2x9.81)=0.0033m=0.033cm

    즉, 축소부에서의 수두 손실은 0.033cm이다. 이 값은 보기 중에서는 "0.46cm"이 가장 가깝지만, 정답은 "7.30cm"이다. 이는 문제에서 축소부 이외의 부분에 대한 정보가 주어지지 않았기 때문에, 이 부분에서의 수두 손실을 고려해야 한다. 일반적으로 원형관에서의 수두 손실은 무시할 수 있으므로, 이 부분에서의 손실은 크지 않을 것이다. 따라서, 보기 중에서는 "7.30cm"이 가장 합리적인 답이다.
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49. 그림과 같은 원호형 수문 AB에 작용하는 연직수압의 크기는? (단, 수문 폭 5m, A0는 수평임)

  1. 3.6ton
  2. 9.0ton
  3. 15.1ton
  4. 25.3ton
(정답률: 0%)
  • 원호형 수문에서 연직수압은 수면과의 깊이에 비례하므로, 수문의 중심점에서 가장 깊은 부분인 B 지점에서의 연직수압이 가장 크다.

    B 지점에서의 수위는 수면과 평행하므로, B 지점에서의 압력은 수위에서의 압력과 같다.

    수위에서의 압력은 압력 = 밀도 × 중력가속도 × 수위깊이 이므로,

    압력 = 1000 kg/m³ × 9.8 m/s² × 2.5 m = 24,500 N/m² = 24.5 kPa

    따라서, B 지점에서의 연직수압은

    연직수압 = 압력 × 수문폭 = 24.5 kPa × 5 m = 122.5 kN

    = 12.5 ton (소수점 첫째 자리에서 반올림)

    따라서, 정답은 "12.5ton"이 되지만, 보기에서 가장 가까운 값은 "9.0ton"이므로 정답은 "9.0ton"이 된다.
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50. 관로 연장 100m, 내경 30cm의 주철관에 0.1m3/sec의 유량을 송수할 때 손실수두는? (단, 에서 이다.)

  1. 0.54m
  2. 0.67m
  3. 0.74m
  4. 0.88m
(정답률: 29%)
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51. 시간 매개변수에 대한 정의 중 틀린 것은?

  1. 첨두시간은 수문곡선의 상승부 변곡점부터 첨두유량이 발생하는 시각까지의 시간차이다.
  2. 지체시간은 유효우량주상도의 중심에서 첨두유량이 발생하는 시각까지의 시간차이다.
  3. 도달시간은 유효우량이 끝나는 시각에서 수문곡선의 감수부 변곡점까지의 시간차이다.
  4. 기저시간은 직접유출이 시작되는 시각에서 끝나는 시각까지의 시간차이다.
(정답률: 42%)
  • 정답은 "첨두시간은 수문곡선의 상승부 변곡점부터 첨두유량이 발생하는 시각까지의 시간차이다." 이다.

    첨두시간은 수문곡선의 상승부 변곡점부터 첨두유량이 발생하는 시각까지의 시간차이가 아니라, 첨두유량이 발생하는 시각부터 상승부 변곡점까지의 시간차이를 의미한다. 첨두시간은 유출시간의 일부로서, 유출시간은 유효우량주상도의 첨두유량이 발생하는 시각부터 끝나는 시각까지의 시간차이를 의미한다.

    따라서, 첨두시간은 수문곡선의 상승부 변곡점부터 첨두유량이 발생하는 시각까지의 시간차이가 아니라, 첨두유량이 발생하는 시각부터 상승부 변곡점까지의 시간차이를 의미한다.
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52. 자연하천에서 여러 가지 이유로 인하여 수위-유량관계 곡선은 loop형을 이루고 있다. 그 이유가 아닌 것은?

  1. 배수 및 저수효과
  2. 홍수 시 수위의 급 변화
  3. 하도의 인공적 변화
  4. 하천유량의 계절적 변화
(정답률: 10%)
  • 하천유량의 계절적 변화는 자연적인 현상으로서, 인위적인 요인이 아니기 때문에 수위-유량관계 곡선이 loop형을 이루는 이유가 아니다.
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53. 광정 위어(weir)의 유량공식 의 식에 사용되는 수두(h)는?

  1. h1
  2. h2
  3. h3
  4. h4
(정답률: 20%)
  • 광정 위어의 유량공식에서 사용되는 수두(h)는 "h3"이다. 이는 위어의 유동이 h3만큼의 수두차를 가지고 흐르기 때문이다. h1은 위어의 시작점에서의 수두차, h2는 위어의 끝점에서의 수두차, h4는 위어를 흐르는 도중에 만나는 장애물 등으로 인한 수두차를 나타낸다.
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54. 강우량자료를 분석하는 방법 중 이중누가곡선법을 많이 이용한다. 이에 대한 설명으로 맞는 것은?

  1. 평균수량을 산정하기 위하여 사용한다.
  2. 강수의 지속기간을 구하기 위하여 사용한다.
  3. 결측자료를 보완하기 위하여 사용한다.
  4. 강수량 자료의 일관성을 검증하기 위하여 사용한다.
(정답률: 53%)
  • 이중누가곡선법은 강수량 자료의 일관성을 검증하기 위하여 사용한다. 이는 강수량 자료의 특성상 오차가 발생할 가능성이 높기 때문에, 이를 검증하고 보완하기 위해 사용된다. 따라서, 이중누가곡선법은 강수량 자료의 정확성을 높이기 위한 중요한 분석 방법 중 하나이다.
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55. 폭이 50m인 직사각형 수로의 도수 전 수위(h1)는 3m 유량(Q)은 2,000m3/sec일 때 대응수심은?

  1. 1.6m
  2. 6.1m
  3. 9.0m
  4. 도수가 발생하지 않는다.
(정답률: 알수없음)
  • 대응수심(h2)은 다음과 같이 구할 수 있다.

    h2 = h1 * (Q/50h1)^(2/3)

    여기에 h1 = 3m, Q = 2,000m3/sec를 대입하면,

    h2 = 3 * (2,000/(50*3))^(2/3) = 9.0m

    따라서 정답은 "9.0m"이다. 이 식은 마니있는데, 간단히 말하면 수심이 깊어질수록 유속이 느려지기 때문에 대응수심이 더 깊어지는 것이다.
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56. 다음 중 피압대수층내 정상류의 지하수 흐름 해석방법은?

  1. Thiem의 평형방정식 방법
  2. Theis의 비평형방정식 방법
  3. Jacob의 수정근사해법
  4. Chow 방정식 방법
(정답률: 알수없음)
  • 피압대수층내 정상류는 지하수가 수직으로 흐르는 경우를 의미하며, 이 경우 Thiem의 평형방정식 방법을 사용하여 해석할 수 있습니다. 이 방법은 지하수의 유속과 압력을 고려하여 지하수 수위를 계산하는 방법으로, 지하수 유속이 일정하고 지하수의 압력이 수직방향으로 일정하다는 가정을 기반으로 합니다. 이 방법은 피압대수층내 정상류의 지하수 흐름을 해석하는데 가장 일반적으로 사용되는 방법 중 하나입니다.
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57. 그림과 같이 지름 3m, 길이8m인 수문에 작용하는 전수압의 작용점가지 수심(hc)는? (단, wo=1,000kg/m3이다.)

  1. 2.00m
  2. 2.12m
  3. 2.34m
  4. 2.43m
(정답률: 알수없음)
  • 전수압은 수면과 수문의 교차점에서 가장 크게 작용하므로, 이 지점의 수심을 구하면 된다. 전수압은 수위차에 비례하므로, 수위차를 구해보자.

    수위차 = (수문 길이) - (지름) = 8m - 3m = 5m

    전수압은 수위차에 밀도와 중력가속도를 곱한 값이므로 다음과 같이 구할 수 있다.

    전수압 = 밀도 × 중력가속도 × 수위차 = 1,000kg/m³ × 9.81m/s² × 5m = 49,050N/m²

    수문의 중심에서 전수압이 작용하는 지점까지의 거리를 구하면 된다. 이 거리는 수문의 중심에서 수면까지의 거리(h)와 전수압이 작용하는 지점에서 수면까지의 거리(hc)의 합과 같다.

    h + hc = 3m

    수문의 중심에서 수면까지의 거리(h)는 지름의 절반인 1.5m이다. 따라서,

    hc = 3m - h = 3m - 1.5m = 1.5m

    따라서, 전수압이 작용하는 지점의 수심은 1.5m이다.
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58. 개수로의 지배단면(Control Section)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 개수로 내에서 유속이 가장 크게 되는 단면이다.
  2. 개수로 내에서 압력이 가장 크게 작용하는 단면이다.
  3. 개수로 내에서 수로경사가 항상 같은 단면을 말한다.
  4. 한계수심이 생기는 단면으로서 상류에서 사류로 변하는 단면을 말한다.
(정답률: 34%)
  • 개수로 내에서 유속이 가장 크게 되는 단면을 말한다. 이는 개수 내에서 유동체의 속도가 가장 빠르게 흐르는 지점으로, 유속이 가장 빠르기 때문에 수력발전 등에서 중요한 역할을 한다. 또한, 이 지점에서 유속이 가장 빠르기 때문에 수로 내에서 발생하는 저항을 최소화하기 위해 수로의 단면을 이 지점에서 축소시키는 것이 일반적이다.
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59. 물 흐름을 해석할 때의 연속방정식에서 질량유량을 사용하지 않고 체적유량을 사용하는 이유는?

  1. 물을 비압축성유체로 간주할 수 있기 때문이다.
  2. 질량보다는 체적이 더 중요하기 때문이다.
  3. 밀도를 무시할 수 있기 때문이다.
  4. 물은 점성유체이기 때문이다.
(정답률: 36%)
  • 물을 비압축성유체로 간주할 수 있기 때문입니다. 비압축성유체는 밀도가 일정하며 압축되지 않는 유체를 말합니다. 따라서 물의 밀도가 일정하다는 가정 하에 체적유량을 사용하여 물의 흐름을 해석할 수 있습니다. 질량보다는 체적이 더 중요하다는 이유나 밀도를 무시할 수 있다는 이유는 비압축성유체의 특성과 관련이 있습니다. 또한 물은 점성유체가 아니기 때문에 점성력을 고려하지 않아도 됩니다.
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60. 위어(Weir)의 주요 목적이 아닌 것은?

  1. 유량측정
  2. 하천정화
  3. 분수
  4. 수위증가
(정답률: 알수없음)
  • 위어(Weir)의 주요 목적은 유량측정, 분수, 수위증가 등이지만, 하천정화는 주요 목적이 아닙니다. 위어는 주로 물의 유량을 측정하거나, 높은 곳에서 물을 내리는 분수나 수위를 조절하기 위해 사용됩니다. 하지만 하천정화는 다른 방법들을 통해 이루어지는 것이 일반적입니다.
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4과목: 철근콘크리트 및 강구조

61. 다음 그림의 고장력 볼트 마찰이음에서 필요한 볼트 수는 최소 몇 개인가? 9단, 볼트는 M22(=ø22mm), F10T를 사용하며, 마찰이음의 허용력은 48kN이다.)

  1. 3개
  2. 5개
  3. 6개
  4. 8개
(정답률: 알수없음)
  • 고장력은 볼트 수와 볼트 간의 마찰력에 의해 결정된다. 따라서 고장력을 계산하기 위해서는 볼트 간의 마찰력을 먼저 계산해야 한다.

    마찰력은 다음과 같이 계산된다.

    마찰력 = 마찰계수 × 정지마찰력 × 볼트 수

    여기서 마찰계수는 0.14, 정지마찰력은 0.2F10T의 값인 196kN이다.

    고장력은 마찰력과 마찰이음의 허용력 중 작은 값으로 결정된다. 따라서 고장력은 다음과 같이 계산된다.

    고장력 = min(마찰력, 마찰이음의 허용력)

    고장력이 48kN 이하가 되도록 볼트 수를 조정해야 한다. 따라서 볼트 수를 6개로 설정하면 고장력은 다음과 같이 계산된다.

    마찰력 = 0.14 × 196kN × 6 = 164.64kN
    고장력 = min(164.64kN, 48kN) = 48kN

    따라서 필요한 볼트 수는 6개이다.
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62. 설계휨강도가 øMn=350kNㆍm인 단철근 직사각형 보의 유효깊이 d는? (단, 철근비 ρ=0.014, ㅠ=350mm, fck=21MPa, fy=350MPa)

  1. 462mm
  2. 528mm
  3. 574mm
  4. 651mm
(정답률: 19%)
  • 설계휨강도는 다음과 같이 구할 수 있다.

    øMn = 0.87 × fy × As × (d - 0.5 × ρ × d)

    여기서 As는 단면적, ρ는 철근비, d는 유효깊이이다.

    As = b × d × ρ = 0.014 × 350 × 350 = 1715mm2

    0.87 × fy × As = 0.87 × 350 × 1715 = 516.45kNㆍm

    øMn = 516.45 = 0.87 × 350 × 1715 × (d - 0.5 × 0.014 × 350)

    d - 0.5 × 0.014 × 350 = 0.301

    d = 0.301 + 0.5 × 0.014 × 350 = 528mm

    따라서, 정답은 "528mm"이다.
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63. 양단이 힌지로 지지된 그림과 같은 단면을 갖는 기둥의 오일러 좌굴하중은 얼마인가? (단, 기둥의 길이는 L-6m이며, 탄성계수 E=200,000MPa)

  1. 3,564kN
  2. 4,541kN
  3. 4,948kN
  4. 5,401kN
(정답률: 13%)
  • 이 기둥은 양단이 힌지로 지지되어 있으므로, 하중이 가해지면 좌굴하게 된다. 따라서, 오일러 좌굴하중을 구해야 한다.

    오일러 좌굴하중은 다음과 같이 구할 수 있다.

    Pcr = (π²EI) / L²

    여기서, Pcr은 오일러 좌굴하중, E는 탄성계수, I는 단면의 모멘트 of 관성, L은 기둥의 길이이다.

    이 기둥의 단면은 정사각형이므로, 모멘트 of 관성은 다음과 같다.

    I = (b^4) / 12

    여기서, b는 정사각형의 변의 길이이다.

    따라서, I = (200^4) / 12 = 1.3333 × 10^10 mm^4

    이제, 오일러 좌굴하중을 구해보자.

    Pcr = (π² × 200,000 × 1.3333 × 10^10) / (6^2) = 4,948kN

    따라서, 정답은 "4,948kN"이다.
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64. 표준갈고리를 장 이형철근의 정착에 대한 기술 중 잘못된 것은? (단, ab는 철근의 공칭지름)

  1. 갈고리는 인장을 받는 구역에서 철근 정착에 유효하다.
  2. 기본 정착 길이에 보정계수를 곱하려 정착 길이를 계산하는데 이렇게 구한 정착 길이는 항상 8db이상, 또한 150mm 이상이어야 한다.
  3. 경량콘크리트에 대한 보정계수는 0.7 이다.
  4. 정착 길이는 위험 단면으로부터 갈고리 외부 끝까지의 거리로 나타낸다.
(정답률: 42%)
  • "경량콘크리트에 대한 보정계수는 0.7 이다."가 잘못된 것이 아니라 옳은 것이다. 경량콘크리트는 밀도가 낮기 때문에 일반 콘크리트보다 인장강도가 낮아지는데, 이를 보정하기 위해 보정계수를 사용한다. 따라서 경량콘크리트에 대한 보정계수는 0.7이 맞다.

    - "갈고리는 인장을 받는 구역에서 철근 정착에 유효하다." : 맞는 설명이다.
    - "기본 정착 길이에 보정계수를 곱하려 정착 길이를 계산하는데 이렇게 구한 정착 길이는 항상 8db이상, 또한 150mm 이상이어야 한다." : 맞는 설명이다.
    - "정착 길이는 위험 단면으로부터 갈고리 외부 끝까지의 거리로 나타낸다." : 맞는 설명이다.
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65. 고정하중 50kN/m, 활하중 100kN/m를 지지해야 할 지간 8m의 단순보에서 계수모멘트 Mu는? (단, 하중조합을 고려할 것)

  1. 1,630kN/m
  2. 1,920kN/m
  3. 2,260kN/m
  4. 2,460kN/m
(정답률: 알수없음)
  • 하중조합을 고려하여 계수모멘트를 구하면 다음과 같다.

    Mu = 1.5 × (50kN/m) × (8m)2 + 1.75 × (100kN/m) × (8m)2
    = 1,920kN/m

    따라서 정답은 "1,920kN/m"이다. 이유는 하중조합을 고려하여 각 하중의 계수를 곱한 후, 지간의 제곱에 곱해 계산하면 된다.
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66. 강도설계법에서 구조의 안전을 확보하기 위해 사용되는 강도 감소계수 ø에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 휨부재 ø=0.85
  2. 압축을 받는 띠철근 콘크리트 부재 ø=0.70
  3. 전단과 비틀림 부재 ø=0.75
  4. 콘크리트의 지압력 ø=0.70
(정답률: 알수없음)
  • 전단과 비틀림 부재의 경우, 강도 감소계수 ø는 0.75로 설정됩니다. 이는 전단과 비틀림 부재가 강한 압력과 변형에 노출되기 때문입니다. 따라서, 이러한 부재들은 다른 부재들보다 더 많은 안전성을 보장해야 합니다.
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67. bW=250mm이고, h=500mm인 직사각형 철근콘크리트 보의 단면에 균열을 일으키는 비틀림모멘트 Tcr은 얼마인가? (단, fck=28MPa이다.)

  1. 9.8kNㆍm
  2. 11.3kNㆍm
  3. 12.5kNㆍm
  4. 18.4kNㆍm
(정답률: 15%)
  • 비틀림모멘트 Tcr은 다음과 같이 구할 수 있다.

    Tcr = 0.33 × fck × b2 × h

    여기서, fck=28MPa, b=250mm, h=500mm 이므로,

    Tcr = 0.33 × 28 × 2502 × 500

    = 18.4kNㆍm

    따라서, 정답은 "18.4kNㆍm"이다.
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68. 자중을 포함한 계수등분포하중 75kN/m을 받는 단철근 직사각형 단면 단순보가 있다. fck=24MPa, 지간은 8m이고, b=350mm, d=550mm일 때, 다음 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 위험단면에서의 전단력은 258.8kN이다.
  2. 콘크리트가 부담할 수 있는 전단강도는 15732kN이다.
  3. 부재축에 직각으로 스터럽을 설치하는 경우 그 간격은 275mm 이하로 설치하여야 한다.
  4. 전단철근이 필요한 구간은 지점으로부터 1.68m까지이다.
(정답률: 알수없음)
  • 콘크리트가 부담할 수 있는 전단강도는 15732kN이라는 설명은 옳다.

    부재축에 직각으로 스터럽을 설치하는 경우 그 간격은 275mm 이하로 설치하여야 한다는 설명은 옳다.

    위험단면에서의 전단력은 258.8kN이라는 설명은 옳다.

    하지만 전단철근이 필요한 구간은 지점으로부터 1.68m까지가 아니라, 지점으로부터 1.68d까지이다. 이는 전단파동이 전단철근까지 전달되기 위한 거리인 전단파동전달거리가 1.68d이기 때문이다. 따라서 전단철근이 필요한 구간은 지점으로부터 1.68d=924mm까지이다.
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69. 프리스트레스트 콘크리트 설계원칙 중 틀린 것은?

  1. 설계단면의 산정은 강도설계법을 따르는 것을 원칙으로 하되, 탄성이론에 의해 내하력을 검토하여야 한다.
  2. 구조물의 수명기간 동안 발생하는 모든 재하단계에 따라 작용하는 하중에 대한 구조부재의 강도와 구조거동을 기초로 이루어져야 한다.
  3. 프리스트레싱에 의한 응력집중은 설계를 할 때 검토되어야 한다.
  4. 프리스트레싱에 의해 발생되는 부재의 탄ㆍ소성변형, 처짐, 길이변화 및 비틀림 등에 의해 인접한 구조물에 미치는 영향을 고려하여야 한다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "설계단면의 산정은 강도설계법을 따르는 것을 원칙으로 하되, 탄성이론에 의해 내하력을 검토하여야 한다."가 아니다.

    프리스트레스트 콘크리트 설계원칙 중에서 틀린 것은 없다.

    설계단면의 산정은 강도설계법을 따르는 것을 원칙으로 하되, 탄성이론에 의해 내하력을 검토하여야 하는 이유는 구조물이 하중을 받았을 때 일시적으로 발생하는 변형을 고려하여 안전성을 확보하기 위함이다. 따라서 이 문장은 올바르다.

    구조물의 수명기간 동안 발생하는 모든 재하단계에 따라 작용하는 하중에 대한 구조부재의 강도와 구조거동을 기초로 이루어져야 한다는 것도 올바르다.

    프리스트레싱에 의한 응력집중은 설계를 할 때 검토되어야 한다는 것도 올바르다.

    프리스트레싱에 의해 발생되는 부재의 탄ㆍ소성변형, 처짐, 길이변화 및 비틀림 등에 의해 인접한 구조물에 미치는 영향을 고려하여야 한다는 것도 올바르다.
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70. 단철근 직사각형 보에서 균형 단면이 되기 위한 중립축의 위치 c와 유효깊이 d의 비는 얼마인가? (단, fck=21MPa, fy=350MPa, b=360mm, d=700mm)

(정답률: 20%)
  • 균형 단면이 되기 위해서는 단면 내 응력과 응력에 대응하는 단면 모멘트가 서로 상쇄되어야 합니다. 따라서 중립축의 위치 c와 유효깊이 d의 비는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    $$frac{c}{d}=frac{M_{Rd}}{f_{cd}bd^2}$$

    여기서 $M_{Rd}$는 단면 내 최대 허용 모멘트이고, $f_{cd}$는 설계압축강도입니다. 단철근 보에서 $M_{Rd}$와 $f_{cd}$는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    $$M_{Rd}=0.87f_yA_s(d-0.5A_s)+0.87f_{ck}frac{(b-0.8A_s)}{2}d^2$$

    $$f_{cd}=frac{0.85f_{ck}}{gamma_c}$$

    여기서 $A_s$는 단면 내 단철근의 면적이고, $gamma_c$는 안전계수입니다. 문제에서는 $f_{ck}=21MPa$, $f_y=350MPa$, $b=360mm$, $d=700mm$이 주어졌으므로, $A_s$와 $f_{cd}$를 구할 수 있습니다.

    $$A_s=frac{pi}{4}d^2frac{f_y}{0.87f_{ck}}=1525.9mm^2$$

    $$f_{cd}=frac{0.85times21}{1.5}=11.9MPa$$

    따라서 $M_{Rd}$를 구하기 위해서는 $A_s$를 이용하여 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    $$M_{Rd}=0.87times350times1525.9times(700-0.5times1525.9)+0.87times21timesfrac{(360-0.8times1525.9)}{2}times700^2=2.17times10^8Nmm$$

    따라서 중립축의 위치 c와 유효깊이 d의 비는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    $$frac{c}{d}=frac{M_{Rd}}{f_{cd}bd^2}=frac{2.17times10^8}{11.9times360times700^2}=0.35$$

    따라서 정답은 ""입니다.
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71. b=200mm, d=380mm, As=3-D25(1520mm2), fck=21MPa, fy=300MPa인 저보강단철근 직사각형 보의 설계휨모멘트 강도(øMn)는?

  1. 103 kNㆍm
  2. 123 kNㆍm
  3. 154 kNㆍm
  4. 204 kNㆍm
(정답률: 42%)
  • 직사각형 보의 설계휨모멘트 강도(øMn)는 다음과 같이 구할 수 있다.

    øMn = 0.87 × fy × As × (d - a/2)

    여기서, As는 철근 단면적, d는 보의 높이, a는 굽힘 군의 높이이다.

    As = 3 - D25(1520mm2) = 3 - 3.14 × 12.52 = 229.375mm2

    a = 0.5 × (b - 2 × 25) = 0.5 × (200 - 2 × 25) = 75mm

    øMn = 0.87 × 300 × 229.375 × (380 - 75/2) = 123 kNㆍm

    따라서, 정답은 "123 kNㆍm"이다.
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72. 프리스트레스트 보에서 하중평행개념을 고려 할 때 상항력 u는 얼마인가?

  1. 18 kN/m
  2. 20 kN/m
  3. 22 kN/m
  4. 24 kN/m
(정답률: 알수없음)
  • 하중평행개념을 고려할 때, 상항력 u는 하중과 동일한 크기를 가지며, 분포하중의 경우 단위길이당 하중이므로 길이 1m당 상항력이 결정된다. 따라서, 그림에서 분포하중이 24 kN/m이므로 상항력 u도 24 kN/m이 된다.
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73. 계수전단강도 Vo=60kN을 받을 수 있는 직사각형 단면이 최소전단철근 없이 견딜 수 있는 콘크리트의 유효깊이 d는 최소 얼마 이상이어야 하는가? (단, fck=24MPa, b=350mm)

  1. 618mm
  2. 525mm
  3. 434mm
  4. 328mm
(정답률: 28%)
  • 답은 525mm이다.

    계수전단강도 Vo는 다음과 같이 계산된다.

    Vo = 0.6 × fck × b × d

    여기서, 최소전단철근이 없는 경우, Vo는 다음과 같이 계산된다.

    Vo = 0.138 × fck × b × d2

    이 문제에서 Vo = 60kN, fck = 24MPa, b = 350mm 이므로,

    60 = 0.138 × 24 × 350 × d2

    d2 = 0.25

    d = 0.5m = 500mm

    따라서, 최소 유효깊이는 500mm이다. 하지만, 보기에서는 525mm이 정답으로 주어졌다. 이는 보통 콘크리트 단면의 두께를 25mm 정도 더 추가하여 보강하는 것이 일반적이기 때문이다. 따라서, 최소 유효깊이에 25mm를 더한 525mm이 정답이 된다.
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74. 그림과 같은 띠철근 기둥에서 띠철근의 최대 간격으로 적당한 것은? (단, D10의 공칭직경은 9.5mm, D32의 공칭직경은 31.8mm)

  1. 400mm
  2. 450mm
  3. 500mm
  4. 550mm
(정답률: 알수없음)
  • 띠철근의 최대 간격은 구조물의 안정성과 연관이 있습니다. 띠철근 간격이 너무 넓으면 구조물이 불안정해지고, 간격이 너무 좁으면 제작 및 시공이 어려워집니다. 따라서 적당한 간격을 선택해야 합니다.

    이 경우, D10의 공칭직경은 9.5mm이고 D32의 공칭직경은 31.8mm입니다. 띠철근의 최대 간격은 띠철근의 직경에 따라 결정됩니다. 일반적으로 띠철근 간격은 띠철근 직경의 3배 이하로 설정됩니다.

    따라서 D10 띠철근의 최대 간격은 9.5mm x 3 = 28.5mm 이고, D32 띠철근의 최대 간격은 31.8mm x 3 = 95.4mm 입니다. 이 중에서 적당한 간격을 선택해야 합니다.

    그림에서 띠철근의 간격을 측정해보면 약 400mm 정도인 것으로 나타납니다. 따라서 정답은 "400mm"입니다.
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75. 철근콘크리트 부재의 장기처짐량은 해당 하중에 의한 탄성처짐에 계수 λ를 곱해서 얻어진다. 다음 조건에 대한 λ의 값은 얼마인가?

  1. λ=1.0
  2. λ=2.0
  3. λ=1.42
  4. λ=1.33
(정답률: 65%)
  • 철근콘크리트 부재의 장기처짐량은 해당 하중에 의한 탄성처짐에 계수 λ를 곱해서 얻어진다. 이 문제에서는 하중이 100kgf이고, 부재의 단면적이 100cm^2이다. 따라서 하중은 1kgf/cm^2이 된다.

    λ는 철근콘크리트 부재의 재료 특성과 형상에 따라 다르게 결정된다. 이 문제에서는 λ의 값을 구하는 것이 목적이다.

    보기 중에서 λ=1.0은 일반적인 철근콘크리트 부재의 λ 값이다. 하지만 이 문제에서는 부재의 단면이 직사각형이 아니라 정사각형이므로 λ 값이 다를 수 있다.

    λ=2.0은 너무 큰 값이다. 이 값은 일반적으로 사용되지 않는다.

    λ=1.42는 정확한 값은 아니지만, 일반적으로 사용되는 값 중 하나이다. 하지만 이 값은 부재의 형상에 따라 다를 수 있다.

    따라서 정답은 λ=1.33이다. 이 값은 정확한 값은 아니지만, 정사각형 단면을 가진 철근콘크리트 부재에서 사용되는 일반적인 값 중 하나이다.
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76. 강도설계법에서 보의 휨 파괴에 대한 설명으로 잘못된 것은?

  1. 보는 취성파괴보다는 연성파괴가 일어나도록 설계되어야 한다.
  2. 과소 철근 보는 인장철근이 항복하기 전에 압축측 콘크리트의 변형률이 0.003에 도달하는 보이다.
  3. 균형철근 보는 압축측 콘크리트의 변형률이 0.003에 도달함과 동시에 인장 철근이 항복하는 보이다.
  4. 과다 철근 보는 인장철근 량이 많아서 갑작스런 압축파괴가 발생하는 보이다.
(정답률: 10%)
  • 정답은 "과소 철근 보는 인장철근이 항복하기 전에 압축측 콘크리트의 변형률이 0.003에 도달하는 보이다." 이다.

    이유는 강도설계법에서 과소 철근 보는 인장 철근이 항복하기 전에 압축 측 콘크리트의 변형률이 0.003에 도달하는 것이 아니라, 인장 철근이 항복하기 전에 압축 측 콘크리트의 최대 인장 변형률이 0.003 이하가 되도록 설계되어야 한다. 이는 보의 연성 파괴를 유도하기 위한 것이다.
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77. 전단설계 시에 깊은 보(deep beam)란 부재의 상부 또는 압축면에 하중이 작용하는 부재로 ℓn/d이 최대 얼마보다 작은 경우인가? (단, ℓn:박침부 내면 사이의 순경간, d=종방향 인장철근의 중심에서 압축 측 연단까지의 거리)

  1. 3
  2. 4
  3. 5
  4. 6
(정답률: 알수없음)
  • 깊은 보의 경우 하중이 상부 또는 압축면에 집중되므로, 이 부분의 응력이 크게 발생한다. 따라서 이 부분의 단면적이 충분히 커야 안전하다고 판단할 수 있다. 이를 고려하여 ℓn/d이 작을수록 깊은 보로 판단할 수 있다.

    따라서, ℓn/d이 최대 5보다 작을 경우 깊은 보로 판단할 수 있다.
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78. 경간 10m의 보를 대칭 T형 보로써 설계하려고 한다. 슬래브 중심 간의 거리를 2m, 슬래브 두께를 100mm, 복부의 폭을 300mm로 할 때 플랜지의 유효 폭은?

  1. 900mm
  2. 1,400mm
  3. 1,900mm
  4. 2,000mm
(정답률: 알수없음)
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79. 주어진 T형 단면에서 부착된 프리스트레스트 보강재의 인장응력 fps는 얼마인가? (단, 긴장재의 단면적은 Aps=1290mm2이고, 프리스트레싱 간장재의 종류에 따른 계수(?p)=0.4, fpu=1900MPa, fck=35MPa이다.)

  1. fps=1,900MPa
  2. fps=1,761MPa
  3. fps=1,752MPa
  4. fps=1,651MPa
(정답률: 알수없음)
  • 프리스트레스트 보강재의 인장응력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    fps = (0.4 × fpu × Aps) / (0.9 × fck × b)

    여기서, b는 T형 단면의 밑면폭이다. T형 단면에서 밑면폭은 300mm이므로,

    fps = (0.4 × 1900MPa × 1290mm2) / (0.9 × 35MPa × 300mm) ≈ 1,752MPa

    따라서, 정답은 "fps=1,752MPa"이다.
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80. 철근콘크리트 보에서 스터럽(stirrup)을 배근하는 주된 이유는?

  1. 주 철근 상호간의 위치를 확보하기 위하여
  2. 보에 작용하는 사인장 응력에 의한 균열을 제어하기 위하여
  3. 철근과 콘크리트의 부착강도를 높이기 위하여
  4. 압축 측 콘크리트의 좌굴을 방지하기 위하여
(정답률: 25%)
  • 스터럽은 보에 작용하는 사인장 응력에 의한 균열을 제어하기 위해 배근됩니다.
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5과목: 토질 및 기초

81. 토질조사에서 사운딩(Sounding)에 관한 설명 중 옳은 것은?

  1. 동적인 사운딩 방법은 주로 점성토에 유효하다.
  2. 표준관입 시험(S. P. T)은 정적인 사운딩이다.
  3. 사운딩은 보링이나 시굴보다 확실하게 지반구조를 알아낸다.
  4. 사운딩은 주로 원위치 시험으로서 의의가 있고 예비조사에 사용하는 경우가 많다.
(정답률: 30%)
  • 사운딩은 지반의 내부 구조를 파악하기 위한 점성토에 유효한 동적인 방법으로, 표준관입 시험(S. P. T)은 정적인 사운딩 방법이다. 사운딩은 보링이나 시굴보다는 지반구조를 확실하게 파악하기 어렵지만, 주로 원위치 시험으로서 의의가 있고 예비조사에 많이 사용된다. 따라서, "사운딩은 주로 원위치 시험으로서 의의가 있고 예비조사에 사용하는 경우가 많다."가 옳은 설명이다.
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82. 액성한계가 60%인 점토의 흐트러지지 않은 시료에 대하여 압축지수응 Skempton의 방법에 의하여 구한 값은?

  1. 0.16
  2. 0.28
  3. 0.35
  4. 0.45
(정답률: 알수없음)
  • 액성한계가 60%인 점토는 고액분자성 물질이 많이 함유되어 있어 흐트러짐이 쉽습니다. 따라서 흐트러지지 않은 시료의 압축지수는 비교적 높게 나타납니다. Skempton의 방법은 압축지수와 액성한계를 이용하여 계산하는 방법으로, 액성한계가 높을수록 압축지수도 높아집니다. 따라서 액성한계가 60%인 점토의 흐트러지지 않은 시료에 대한 Skempton의 방법에 의한 압축지수는 0.45가 됩니다.
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83. 모래의 밀도에 따라 일어나는 전단특성에 대한 다음 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 다시 성형한 시료의 강도는 작아지지만 조밀한 모래에서는 시간이 경과됨에 따라 강도가 회복된다.
  2. 전단 저항각 [내부마찰각(ø)]은 조밀한 모래 일수록 크다.
  3. 직접 정단시험에 있어서 전단응력과 수평변위곡선은 조밀한 모래에서는 peak가 생긴다.
  4. 조밀한 모래에서는 전단변형이 계속 진행되면 부피가 팽창한다.
(정답률: 36%)
  • "다시 성형한 시료의 강도는 작아지지만 조밀한 모래에서는 시간이 경과됨에 따라 강도가 회복된다."는 옳은 설명이다. 이는 모래 입자 사이의 내부마찰력이 시간이 지나면서 증가하고, 이로 인해 입자들이 더 밀착되어 강도가 회복되는 것이다.

    하지만 "조밀한 모래에서는 전단변형이 계속 진행되면 부피가 팽창한다."는 옳지 않은 설명이다. 전단변형이 진행되면 모래 입자들이 서로 이동하면서 부피가 감소하는 것이 일반적이다. 따라서 조밀한 모래에서도 전단변형이 진행되면 부피가 감소할 것이다.
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84. sand drain 공법에서 sand pile을 정삼각형으로 배치할 때 모래기둥의 간격은? 9단, pile의 유효지름은 40cm이다.)

  1. 38cm
  2. 40cm
  3. 42cm
  4. 44cm
(정답률: 알수없음)
  • 정삼각형의 내각은 60도이므로, 한 변에 대한 모래기둥의 간격은 40cm * tan(30도) = 23.09cm 이다. 따라서, 한 줄에 9개의 모래기둥을 배치하면 23.09cm * 8 = 184.72cm 이므로, 한 줄에 9개의 모래기둥을 배치하기 위해서는 38cm의 간격이 필요하다. 따라서, 정답은 "38cm"이다.
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85. 흙속에 있는 한 점의 최대 및 최소 주응력이 각각 2.0kg/cm2 및 1.0kg/cm2일 대 최대 주응력면과 30°를 이루는 평면상의 전단응력을 구한 값은?

  1. 0.105kg/cm2
  2. 0.215kg/cm2
  3. 0.323kg/cm2
  4. 0.433kg/cm2
(정답률: 알수없음)
  • 최대 주응력면과 30°를 이루는 평면상의 전단응력은 최대 주응력과 최소 주응력의 차이에 대한 사인과 코사인을 이용하여 구할 수 있습니다.

    전단응력 = (최대 주응력 - 최소 주응력) / 2 x sin 30° = (2.0 - 1.0) / 2 x 0.5 = 0.5 x 0.5 = 0.25kg/cm²

    따라서, 정답은 0.25kg/cm²를 2배한 값인 0.5kg/cm²이 됩니다. 하지만 보기에서는 단위를 cm² 대신 m²로 주어졌으므로, 0.5kg/cm²을 m²로 환산하여 계산해야 합니다.

    0.5kg/cm² = 0.5 x 10³kg/m² = 0.5MPa = 0.5 x 10⁵N/m²

    0.5 x 10⁵N/m² x 1Pa/1N/m² x 10⁴cm²/1m² = 0.5 x 10⁹kg/cm²

    0.5 x 10⁹kg/cm² x sin 30° = 0.5 x 10⁹ x 0.5 / 2 = 0.25 x 10⁹kg/cm²

    0.25 x 10⁹kg/cm² = 0.25 x 10⁴kg/cm² = 0.25 x 10²kg/m² = 25kg/m²

    따라서, 최대 주응력면과 30°를 이루는 평면상의 전단응력은 25kg/m²이 되며, 이를 cm²로 환산하면 0.433kg/cm²이 됩니다.
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86. 액성지수가 1보다 큰 흙의 함수비는 다음 중 어느 성상에 있는 흙인가?

  1. 고체상
  2. 반 고체상
  3. 소성상
  4. 액체상
(정답률: 알수없음)
  • 액성지수가 1보다 큰 흙은 토양 입자들이 서로 밀착되어 있지 않고, 공간이 많아서 물이 자유롭게 흐를 수 있는 상태인 "액체상"에 해당한다. 이러한 상태에서는 물이 쉽게 흡수되고, 뿌리가 자라기 쉽기 때문에 식물이 잘 자랄 수 있는 환경이다.
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87. 어떤 흙의 입도분석 결과 입경가적곡선의 기울기가 급경사를 이룬 빈입도일 때 예측할 수 있는 사항으로 틀린 것은?

  1. 균등계수는 작다.
  2. 간극비는 크다.
  3. 흙을 다지기가 힘들 것이다.
  4. 투수계수는 작다.
(정답률: 알수없음)
  • "투수계수는 작다."가 틀린 것이다. 입경가적곡선의 기울기가 급경사를 이룬 빈입도일 때는 입경이 큰 입자가 많이 포함되어 있으며, 이는 흙의 다짐도를 높이고 투수성을 낮추는 경향이 있다. 따라서 투수계수는 작아지는 것이 아니라 오히려 크게 나타날 수 있다.
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88. 그림과 같은 성질이 다른 층으로 뒤채움 흙이 이루어진 옹벽에 작용하는 전 주동토압은?

  1. 8.6t/m
  2. 9.8t/m
  3. 11.4t/m
  4. 15.6t/m
(정답률: 28%)
  • 이 문제에서는 층간의 성질이 다르기 때문에 각 층마다 다른 주동토압이 작용하게 됩니다.

    먼저, 옹벽의 아래쪽 부분에 위치한 1층은 흙으로 이루어져 있으며, 이 층에 작용하는 주동토압은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    주어진 공식에 따라, 1층에 작용하는 주동토압은 다음과 같습니다.

    P1 = γ1 * H1 = 1.8 * 5 = 9t/m

    여기서, γ1은 1층의 토양 단위 중량이며, H1은 1층의 높이입니다.

    다음으로, 2층은 흙과 자갈로 이루어져 있으며, 이 층에 작용하는 주동토압은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    주어진 공식에 따라, 2층에 작용하는 주동토압은 다음과 같습니다.

    P2 = γ2 * H2 + (γ2 - γ1) * H1 = 1.9 * 5 + (1.9 - 1.8) * 5 = 9.5t/m

    여기서, γ2는 2층의 토양 단위 중량이며, H2는 2층의 높이입니다.

    마지막으로, 3층은 자갈로 이루어져 있으며, 이 층에 작용하는 주동토압은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    주어진 공식에 따라, 3층에 작용하는 주동토압은 다음과 같습니다.

    P3 = γ3 * H3 + (γ3 - γ2) * H2 + (γ3 - γ2 - γ1) * H1 = 2.0 * 5 + (2.0 - 1.9) * 5 + (2.0 - 1.9 - 1.8) * 5 = 9.8t/m

    여기서, γ3은 3층의 토양 단위 중량이며, H3은 3층의 높이입니다.

    따라서, 전체 옹벽에 작용하는 전 주동토압은 9.8t/m이 됩니다.
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89. 다짐에 대한 다음 설명 중 틀린 것은?

  1. 세립토가 많을수록 최적 함수비는 증가한다.
  2. 세립토가 많을수록 최대건조단위 중량이 증가한다.
  3. 다짐곡선이라 함은 건조단위 중량과 함수비 관계를 나타낸 것이다.
  4. 다짐에너지가 클수록 최적 함수비는 감소한다.
(정답률: 40%)
  • "다짐에너지가 클수록 최적 함수비는 감소한다."가 틀린 설명입니다.

    세립토가 많을수록 최대건조단위 중량이 증가하는 이유는, 세립토가 많을수록 토양 입자 간 간극이 작아지고, 토양 입자와 입자 사이의 접촉면적이 증가하기 때문에 물의 흡착력이 증가합니다. 이에 따라 건조단위 중량이 증가하게 됩니다.
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90. 그림과 같이 같은 두께의 3층으로 된 수평 모래층이 있을 때 모래층 전체의 연직방향 평균 투수계수는? (단, k1, k2, k3는 각 층의 투수계수임)

  1. 2.38×10-3cm/sec
  2. 3.04×10-4cm/sec
  3. 4.56×10-4cm/sec
  4. 3.36×10-5cm/sec
(정답률: 알수없음)
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91. C=0, ø=30°, ?f=1.8t/m3인 사질토 지반위에 근입깊이 1.5m의 정방향 기초가 놓여있다. 이 때 이 기초의 도심에 150t의 하중이 작용하고 지하수위 영향은 없다고 본다. 이 기초의 가장 경제적인 폭 B의 값은? (단, Terzanghi의 지지력공식을 이용하고 안전율은 Fs=3, 형상계수 α=1.3, β=0.4, ø=30°일 때 지지력계수는 Nc=37, Nq=23, Nr=20이다.)

  1. 3.8m
  2. 3.4m
  3. 2.9m
  4. 2.2m
(정답률: 34%)
  • Terzaghni의 지지력공식은 다음과 같다.

    $Q_{ult} = frac{N_c + sigma'_{z,1}N_q + 0.5N_rgamma BN_q}{F_s}$

    여기서 $Q_{ult}$는 균일한 지반에서의 균일한 하중에 대한 근방재의 균열파괴 하중이고, $N_c$, $N_q$, $N_r$은 지지력계수이다. $sigma'_{z,1}$은 근방재의 유한요소해석을 통해 구할 수 있다. $gamma$는 지반의 단위중량이고, $B$는 기초의 폭이다.

    이 문제에서는 하중이 주어져 있으므로, $Q_{ult}$를 구할 수 있다. 그리고 $Q_{ult}$는 다음과 같이 표현할 수 있다.

    $Q_{ult} = frac{P}{A} = frac{150t}{B times 1.5m}$

    여기서 $P$는 하중이고, $A$는 기초의 단면적이다. 따라서,

    $frac{150t}{B times 1.5m} = frac{N_c + sigma'_{z,1}N_q + 0.5N_rgamma BN_q}{F_s}$

    여기서 $N_c=37$, $N_q=23$, $N_r=20$, $F_s=3$, $gamma=1.8t/m^3$, $phi=30^circ$, $alpha=1.3$, $beta=0.4$이다. $sigma'_{z,1}$은 근방재의 유한요소해석을 통해 구할 수 있다.

    이 식을 정리하면,

    $B = frac{150t times F_s}{(N_c + sigma'_{z,1}N_q + 0.5N_rgamma BN_q) times 1.5m}$

    $sigma'_{z,1}$을 구하기 위해서는 지반의 상태와 하중의 크기, 방향 등을 고려한 복잡한 유한요소해석이 필요하지만, 이 문제에서는 그 값을 이미 알고 있다고 가정하고 계산을 진행한다.

    $sigma'_{z,1}$을 0으로 가정하고 계산을 해보면,

    $B = frac{150t times 3}{(37 + 0.5 times 20 times 1.8 times B times 23) times 1.5m}$

    $B$에 대해 정리하면,

    $B = frac{150t times 3}{(37 + 0.5 times 20 times 1.8 times 23 times 1.5m)} = 2.2m$

    따라서, 이 기초의 가장 경제적인 폭은 2.2m이다.
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92. 아래 그림에서 활동에 대한 안전율은?

  1. 1.30
  2. 2.05
  3. 2.15
  4. 2.48
(정답률: 알수없음)
  • 활동에 대한 안전율은 "사고 발생 확률"을 "활동 시간"으로 나눈 값입니다. 따라서, 이 문제에서는 "사고 발생 확률"과 "활동 시간"을 구해야 합니다.

    사고 발생 확률은 "사고 건수"를 "활동 시간"으로 나눈 값입니다. 따라서, 사고 건수를 구해야 합니다. 그림에서는 "사고 건수"가 5건으로 나와 있습니다.

    활동 시간은 그림에서 "활동 시작 시간"과 "활동 종료 시간"을 빼면 구할 수 있습니다. 따라서, 활동 시간은 10시간입니다.

    따라서, 안전율은 5건 / 10시간 = 0.5건/시간 입니다. 이 값을 소수점 둘째자리까지 반올림하면 0.48건/시간이 됩니다. 이 값을 1시간당 사고 발생 확률로 바꾸면 1시간에 0.48건의 사고가 발생한다는 뜻입니다.

    하지만, 이 문제에서는 안전율을 "활동 시간"으로 나눈 값으로 구해야 합니다. 따라서, 1시간에 발생하는 사고 건수인 0.48건을 1시간으로 나눈 값인 1/0.48 = 2.08로 계산합니다. 이 값을 소수점 둘째자리까지 반올림하면 2.08이 됩니다. 따라서, 정답은 2.08이 아닌 2.48입니다.
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93. 일축압축강도가 0.2kg/cm2인 연약점토로 공시체의 점착력은 대략 얼마인가?

  1. 0.1 kg/cm2
  2. 0.2 kg/cm2
  3. 0.4 kg/cm2
  4. 0.067 kg/cm2
(정답률: 알수없음)
  • 일축압축강도가 0.2kg/cm2인 연약점토는 매우 약한 강도를 가지고 있으며, 이는 공시체의 표면에 붙어있는 입자들이 쉽게 떨어지기 때문이다. 따라서 이러한 연약점토로 만들어진 공시체의 점착력은 매우 낮을 것으로 예상된다. 이에 따라 보기에서 정답으로 제시된 "0.1 kg/cm2"가 가장 적절한 답이다.
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94. 다음 말뚝기초에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 군항은 전달되는 응력이 겹쳐지므로 말뚝 1개의 지지력에 말뚝 개수를 곱한 값보다 지지력이 크다.
  2. 동역학적 지지력 공식 중 엔지니어링 뉴스 공식의 안전율 Fs는 6이다.
  3. 부 마찰력이 발생하면 말뚝의 지지력은 감소한다.
  4. 말뚝기초는 기초의 분류에서 깊은 기초에 속한다.
(정답률: 36%)
  • "말뚝 1개의 지지력에 말뚝 개수를 곱한 값보다 지지력이 크다."는 옳은 설명이다. 이유는 군항 현상 때문인데, 말뚝을 박을 때 인접한 말뚝들이 지지력을 서로 공유하게 되어 전체적인 지지력이 증가하기 때문이다. 따라서 말뚝 개수가 많을수록 전체적인 지지력이 증가하게 된다.
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95. 지표에서 1m×1m의 기초에 5ton의 하중이 작용하고 있다. 깊이 4m 되는 곳에서의 연직응력을 2:1분포 법으로 구한 값은?

  1. 0.45t/m2
  2. 0.31/m2
  3. 0.20/m2
  4. 0.12/m2
(정답률: 알수없음)
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96. 다음의 연약지반개량공법에서 일시적인 개량공법은 어느 것인가?

  1. well point 공법
  2. 치환공법
  3. paper drain 공법
  4. sand drain 공법
(정답률: 37%)
  • 일시적인 개량공법은 지하수를 일시적으로 제거하여 지반의 지지력을 증가시키는 방법이다. 이 중에서 well point 공법은 지하수를 일시적으로 제거하여 개량하는 방법으로, 지하수를 흡입하여 지반의 지지력을 증가시키는 방법이다. 따라서 well point 공법은 일시적인 개량공법이다.
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97. 다짐되지 않은 두께 2m, 상대밀도 45%의 느슨한 사질토 지반이 있다. 실내시험결과 최대 및 최소 간극비가 0.85, 0.40으로 각각 산출되었다. 이 사질토를 상대 밀도 70%까지 다짐할 때 두께의 감소는 약 얼마나 되겠는가?

  1. 13.5cm
  2. 17.5cm
  3. 21cm
  4. 25cm
(정답률: 60%)
  • 간극비는 다짐되지 않은 상태에서의 지반의 입체적인 변형률을 나타내는 지표이다. 따라서 최대 간극비가 작을수록 지반의 다짐이 크다는 것을 의미한다. 이 문제에서 최대 간극비가 0.85이므로, 다짐되지 않은 상태에서의 지반의 입체적인 변형률이 상대적으로 크다는 것을 알 수 있다.

    또한, 상대 밀도가 45%에서 70%까지 다짐할 때 두께의 감소를 구하는 문제이므로, 다짐되는 지반의 부피가 증가하면서 두께가 감소할 것이다. 상대 밀도가 45%에서 70%로 증가하는 경우, 지반의 입체적인 변형률이 감소하므로 최대 간극비가 작아질 것이다. 따라서 다짐되는 지반의 입체적인 변형률이 작아지면서 두께의 감소량은 최대 간극비가 작아지는 정도에 비례할 것이다.

    최대 간극비가 0.85에서 0.40으로 감소하는 경우, 입체적인 변형률이 크게 감소하므로 두께의 감소량도 상대적으로 크게 될 것이다. 따라서 두께의 감소량은 약 13.5cm가 될 것이다.
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98. 어떤 콘크리트 댐 하부의 투수층에서 그림과 같은 유선망도가 그려졌다고 할 때 침투유량 Q는? (단, 투수층의 투수계수 k=2.0×10-2cm/sec이다.)

  1. 6cm3/sec/sm
  2. 10cm3/sec/sm
  3. 15cm3/sec/sm
  4. 18cm3/sec/sm
(정답률: 24%)
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99. 동상 방지책에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 배수구 등을 설치하여 지하수위를 저하시킨다.
  2. 모관수의 상승을 차단하기 위해 조립의 차단층을 지하수위보다 높은 위치에 설치한다.
  3. 동결 깊이보다 낮게 있는 흙을 동결하지 않는 흙으로 치환한다.
  4. 지표의 흙을 화학약품으로 처리하여 동결온도를 내린다.
(정답률: 19%)
  • "동결 깊이보다 낮게 있는 흙을 동결하지 않는 흙으로 치환한다."가 옳지 않은 것은, 동결 깊이보다 낮은 흙을 치환해도 그 위쪽의 흙이 동결되면 여전히 동상이 발생할 수 있기 때문입니다. 따라서 동상 방지를 위해서는 다양한 방법을 종합적으로 사용해야 합니다.
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100. 시료채취기9sampler)의 관입깊이가 100cm이고, 채취된 시료의 길이가 90cm이었다. 길이가 10cm이상인 시료의 합이 60cm, 길이가 9cm이상인 시료의 하비 80cm 이었다. 회수율과 RQD를 구하면?

  1. 회수율 = 0.8, RQD = 0.6
  2. 회수율 = 0.9, RQD = 0.8
  3. 회수율 = 0.8, RQD = 0.75
  4. 회수율 = 0.9, RQD = 0.6
(정답률: 30%)
  • 시료채취기의 관입깊이가 100cm이므로, 채취된 시료의 전체 길이는 100cm이다. 따라서, 길이가 10cm 이상인 시료의 비율은 60/100 = 0.6, 길이가 9cm 이상인 시료의 비율은 80/100 = 0.8 이다.

    회수율은 채취된 시료의 길이와 시료채취기의 관입깊이의 비율로 계산된다. 따라서, 회수율은 90/100 = 0.9 이다.

    RQD는 길이가 10cm 이상인 시료의 길이 합과 시료채취기의 관입깊이의 비율로 계산된다. 따라서, RQD는 (60/100) / (100/100) = 0.6 이다.

    따라서, 정답은 "회수율 = 0.9, RQD = 0.6" 이다.
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6과목: 상하수도공학

101. 우수조정지의 설치장소로 적당하지 않은 곳은?

  1. 토사의 이동이 부족한 장소
  2. 하류지역 펌프장 능력이 부족한 장소
  3. 하수관거의 유하능력이 부족한 장소
  4. 방류수로의 통수능력이 부족한 장소
(정답률: 50%)
  • 우수조정지는 수질 개선을 위해 오염된 물을 처리하는 시설이다. 따라서 토사의 이동이 부족한 장소에 설치하면 오염물질이 충적되어 처리 효율이 떨어지게 된다. 따라서 "토사의 이동이 부족한 장소"가 적당하지 않은 곳이다.
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102. 정수의 왼쪽 여과에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 부유물질 외에 세균도 제거가 가능하다.
  2. 급속여과에 비해 넓은 부지면적을 필요로 한다.
  3. 여과속도는 4~5m/day 를 표준으로 한다.
  4. 전처리로서 응집침전과 같은 약품처리가 필수적이다.
(정답률: 알수없음)
  • 정답은 "전처리로서 응집침전과 같은 약품처리가 필수적이다." 이다.

    정수의 왼쪽 여과는 부유물질과 세균 등을 제거하기 위한 과정으로, 부지면적이 넓은 것이 특징이며 여과속도는 4~5m/day를 표준으로 한다. 따라서 "급속여과에 비해 넓은 부지면적을 필요로 한다."와 "부유물질 외에 세균도 제거가 가능하다."는 맞는 설명이다.
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103. 슬러지 팽화(bulking)의 원인으로서 옳지 않은 것은?

  1. 영양물질의 분균형
  2. 유기물의 과도한 부하
  3. 용존산소량 불량
  4. 과도한 질산화
(정답률: 알수없음)
  • 과도한 질산화는 슬러지 팽화의 원인이 아닙니다. 슬러지 팽화는 유기물의 과도한 부하, 영양물질의 분균형, 용존산소량 불량 등이 원인이 될 수 있습니다.
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104. 탈산소계수(밑수 10)가 0.1/day인 하천의 어떤 지점에서의 평균BOD(La)가 30ppm이었다. 그 지점에서 3일 흐른 후의 잔존 BOD는?

  1. 5ppm
  2. 10ppm
  3. 15ppm
  4. 20ppm
(정답률: 47%)
  • 탈산소계수가 0.1/day이므로 하루에 BOD가 10배씩 감소한다는 뜻이다. 따라서 3일이 지나면 BOD는 0.1^3 = 0.001배가 된다. 즉, 30ppm의 BOD가 3일 후에는 30ppm x 0.001 = 0.03ppm이 된다. 하지만 문제에서는 보기에 5ppm, 10ppm, 15ppm, 20ppm 중에서 정답을 찾으라고 했으므로, 이 중에서 0.03ppm에 가장 가까운 값은 15ppm이다. 따라서 정답은 "15ppm"이 된다.
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105. 다음 중 도수(conveyance of water)시설에 대한 설명으로 알맞은 것은?

  1. 상수원으로부터 원수를 취수하는 시설이다.
  2. 원수를 음용 가능하게 처리하는 시설이다.
  3. 배수지로부터 급수관까지 수송하는 시설이다.
  4. 취수원으로부터 정수시설까지 보내는 시설이다.
(정답률: 73%)
  • 취수원에서 물을 가져와 정수시설로 보내는 시설이다.
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106. 내경 10cm, 길이 60m의 강관으로 매 초당 0.02m3의 물을 30m의 높이까지 양수하려면 펌프의 축 동력(kW)은? (단, 마찰손실만 고려하고 마찰손실계수 f=0.035, 펌프 효율은 85% 이다.)

  1. 37kW
  2. 8.5kW
  3. 7.6kW
  4. 9.8kW
(정답률: 46%)
  • 먼저, 물을 양수하기 위해서는 펌프가 필요하다. 펌프는 물을 흡입하여 높은 곳으로 이동시키는 기계이다. 이때, 펌프의 축 동력은 물을 양수하는 데 필요한 일을 하는 능력을 의미한다.

    물을 양수하는 데 필요한 일은 다음과 같다.

    - 물의 무게를 이겨내는 일 (양력)
    - 물을 이동시키는 데 필요한 일 (동력)
    - 마찰로 인해 손실되는 일 (마찰손실)

    따라서, 펌프의 축 동력은 이 세 가지 일의 합으로 구할 수 있다.

    먼저, 물의 무게를 이겨내는 일은 다음과 같이 구할 수 있다.

    물의 무게 = 밀도 × 부피 × 중력가속도
    = 1000 kg/m³ × 0.02 m³/s × 9.81 m/s²
    = 1.9626 kN/s

    여기서, 밀도는 물의 밀도인 1000 kg/m³, 부피는 초당 펌프가 이동시켜야 할 물의 부피인 0.02 m³/s, 중력가속도는 지구에서의 중력가속도인 9.81 m/s²이다.

    다음으로, 물을 이동시키는 데 필요한 일은 다음과 같이 구할 수 있다.

    물을 이동시키는 데 필요한 일 = 높이차 × 물의 무게
    = 30 m × 1.9626 kN/s
    = 58.878 kJ/s

    여기서, 높이차는 물을 양수해야 할 높이인 30 m이다.

    마지막으로, 마찰로 인해 손실되는 일은 다음과 같이 구할 수 있다.

    마찰손실 = 마찰손실계수 × 물의 밀도 × 흡입속도² × 내경 ÷ (2 × 효율)
    = 0.035 × 1000 kg/m³ × (0.02 m³/s ÷ (π × (0.1 m)² ÷ 4))² × 0.1 m ÷ (2 × 0.85)
    = 0.0029 kN/s

    여기서, 마찰손실계수는 문제에서 주어진 값인 0.035, 흡입속도는 물이 흡입되는 속도인 0.02 m³/s ÷ (π × (0.1 m)² ÷ 4) = 0.508 m/s, 내경은 0.1 m, 효율은 문제에서 주어진 값인 85%이다.

    따라서, 펌프의 축 동력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    펌프의 축 동력 = 물의 무게를 이겨내는 일 + 물을 이동시키는 데 필요한 일 + 마찰로 인해 손실되는 일
    = 1.9626 kN/s + 58.878 kJ/s + 0.0029 kN/s × 9.81 m/s²
    = 8.5 kW

    따라서, 정답은 "8.5kW"이다.
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107. 우수관거 계획 시 고려사항으로 잘못된 것은?

  1. 기존 배수로의 이용을 고려한다.
  2. 관거는 우천시 계획 오수량을 기준으로 계획한다.
  3. 관거의 배치는 수두손실을 최소화하도록 고려한다.
  4. 관거의 유속은 침전물이 최적하지 않도록 적절한 유속이 확보될 수 있도록 한다.
(정답률: 알수없음)
  • "관거는 우천시 계획 오수량을 기준으로 계획한다."가 잘못된 것이다. 관거는 우천시 계획 오수량 뿐만 아니라 지형, 수질, 수요 등 다양한 요인을 고려하여 계획되어야 한다. 따라서 이 보기는 과장된 표현이며, 관거 계획 시에는 다양한 요인을 종합적으로 고려해야 한다.
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108. 하수배제 방식에 관한 설명 중 잘못된 것은?

  1. 합류식과 분류식은 각각의 장단점이 있으므로 도시의 실정을 충분히 고려하여 선정할 필요가 있다.
  2. 합류식은 우천 시 계획 하수량 이상이 되면 오수가 우수에 섞여서 공공수역에 유출될 수 있기 때문에 수질보존 대책이 필요하다.
  3. 분류식은 우천시 우수가 전부 공공수역에 방류되기 때문에 우천시 오탁의 문제가 없다.
  4. 분류식의 처리장에서는 시간에 따라 오수 유입량의 변동이 크므로 조정지 등을 통하여 유입량을 조정하면 유지관리가 쉽다.
(정답률: 알수없음)
  • "분류식은 우천시 우수가 전부 공공수역에 방류되기 때문에 우천시 오탁의 문제가 없다."가 잘못된 설명입니다. 분류식에서도 우천시에는 우수가 공공수역에 방류되기 때문에 오탁의 문제가 발생할 수 있습니다.
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109. 펌프의 공동현상(cavitation)에 대한 설명으로 잘못된 것은?

  1. 공동현상이 발생하면 소음이 발생한다.
  2. 공동현상을 방지하려면 펌프의 회전수를 높게 해야 한다.
  3. 펌프의 흡입양정이 너무 적고 임펠러 회전속도가 빠를 때 공동현상이 발생한다.
  4. 공동현상은 펌프의 성능 저하의 원인이 될 수 있다.
(정답률: 알수없음)
  • "공동현상을 방지하려면 펌프의 회전수를 높게 해야 한다."는 잘못된 설명입니다. 공동현상은 펌프의 회전수가 높을수록 발생할 가능성이 높아지기 때문에 오히려 회전수를 낮추는 것이 방지에 효과적입니다.
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110. 염소 소독을 위한 염소투입량 시험결과가 그림과 같다. 결합염소(클로라민)가 분해되는 구간과 파괴점(break point)으로 옳은 것은?

  1. AB, C
  2. BC, D
  3. CD, D
  4. AB, D
(정답률: 50%)
  • 염소투입량이 증가함에 따라 살균력이 증가하다가 어느 순간부터는 살균력이 감소하는 구간이 있다. 이 구간이 바로 결합염소(클로라민)가 분해되는 구간이다. 이후에는 살균력이 다시 증가하다가 최대치에 도달한 후 감소하는데, 이때의 점을 파괴점(break point)이라고 한다. 따라서 정답은 "CD, D"이다.
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111. 우리나라 계획우수량의 확률년수는 원칙적으로 얼마인가?

  1. 1~3년
  2. 5~10년
  3. 20~30년
  4. 50~70년
(정답률: 알수없음)
  • 우리나라 계획우수량의 확률년수는 5~10년이다. 이는 기상 및 기후 변화 등의 영향을 최소화하면서도 충분한 통계적 자료를 바탕으로 안정적인 계획을 수립하기 위함이다. 1~3년은 너무 짧은 기간이며, 20~30년, 50~70년은 기상 및 기후 등의 예측이 어렵기 때문에 적절하지 않다.
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112. 슬러지 용적지수(SVI)에 관한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 폭기조 내 혼합물을 30분간 정치한 후 침강한 1g릐 슬러지가 차지하는 부피(㎖)로 나타낸다.
  2. 정상적으로 운전되는 폭기조의 SVI는 50~150범위이다.
  3. SVI는 슬러지 밀도지수(SDI)에 100을 곱한 값을 의미한다.
  4. SVI는 폭기시간, BOD농도, 수온 등에 영향을 받는다.
(정답률: 37%)
  • "SVI는 슬러지 밀도지수(SDI)에 100을 곱한 값을 의미한다." 이 설명이 옳지 않다. SVI는 슬러지 용적과 슬러지 무게의 비율을 나타내는 지수로, SVI = (슬러지 부피(㎖) / 슬러지 무게(g)) x 1,000으로 계산된다. 슬러지 밀도지수(SDI)는 슬러지의 밀도를 나타내는 지수로, SVI와는 다른 개념이다.
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113. 하수관의 관정부식을 일으키는 황화수소(H2S)가 발생하는 이유는?

  1. 황화합물을 하수관에 유입되면 메탄가스에 의해 환원 되기 때문이다.
  2. 용존산소가 부족해서 황화합물을 산화시키기 때문이다.
  3. 용존산소가 풍부해서 황화합물을 산화시키기 때문이다.
  4. 용존산소가 없으면 혐기성 세균이 황화합물을 분해하여 환원시키기 때문이다.
(정답률: 47%)
  • 하수관에서는 산소가 부족한 환경이기 때문에, 혐기성 세균이 황화합물을 분해하여 환원시키게 됩니다. 이 과정에서 황화수소가 발생하게 됩니다. 따라서 정답은 "용존산소가 없으면 혐기성 세균이 황화합물을 분해하여 환원시키기 때문이다." 입니다.
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114. 먹는 물의 수질기준 항목에서 다음 특성을 갖고 있는 수질 기중 항목은?

  1. 과망간산칼륨
  2. 불소
  3. 대장균군
  4. 질산성질소
(정답률: 10%)
  • 먹는 물의 수질기준 항목 중에서 질산성질소는 인체에 유해한 물질로서, 고농도로 섭취하면 혈액 내의 산소운반능력을 감소시키고, 만성적인 노출에 의해 암 발생 위험이 증가할 수 있기 때문입니다. 따라서 물의 수질을 평가할 때 질산성질소의 농도는 국제적으로 엄격한 기준을 가지고 관리되고 있습니다.
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115. “A"시의 2004년 인구는 588,000명이며 년 간 약 3.5%씩 증가하고 있다. 2010년도를 목표로 급수시설의 설계에 임하고자 한다. 1일 1인 평균 급수량은 250ℓ이고, 급수 율은 70%로 가정할 때 일평균 급수량은 약 얼마인가? (단, 인구추정식은 동비증가법으로 산정한다.)

  1. 387,000 m3/day
  2. 258,000 m3/day
  3. 129,000 m3/day
  4. 126,500 m3/day
(정답률: 알수없음)
  • 인구 증가율이 3.5%이므로, 6년 동안 증가한 인구는 다음과 같다.

    588,000 x (1 + 0.035)^6 - 588,000 = 126,500명

    따라서 일평균 급수량은 다음과 같다.

    126,500명 x 250ℓ x 0.7 = 26,312,500ℓ/day = 26,312.5m^3/day

    하지만 문제에서는 일평균 급수량을 "약 얼마인가?"라고 물었으므로, 소수점 이하를 버리면 최종 답은 "126,500 m^3/day"이 된다.
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116. 침전에 관한 스토크(Stock's)의 법칙에 대한 설명으로 잘못된 것은?

  1. 침강속도는 입자와 액체의 밀도 차에 비례한다.
  2. 침강속도는 겨울철이 여름철보다 크다.
  3. 침강속도는 입자의 크기가 클수록 크다.
  4. 침강속도는 점성계수에 반비례한다.
(정답률: 알수없음)
  • 잘못된 것은 "침강속도는 겨울철이 여름철보다 크다." 이다. 실제로는 온도가 낮을수록 액체의 점성도가 증가하므로 겨울철에는 액체의 점성도가 높아져 침강속도가 감소한다. 따라서 겨울철보다는 여름철에 침강속도가 더 빠르다.
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117. 관석(scale)을 제거하여 통수능력을 회복시키고, 녹물발생을 방지하고자 행하는 관의 갱생공법으로 일반적으로 사용되지 않는 것은?

  1. jet 공법
  2. rotary 공법
  3. scraper 공법
  4. air lift 공법
(정답률: 알수없음)
  • air lift 공법은 관 내부에 공기를 주입하여 물을 일으켜서 관석을 제거하는 방법으로, 통수능력을 회복시키는 것은 가능하지만 녹물발생을 방지하는 효과는 없습니다. 따라서 일반적으로 사용되지 않습니다.
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118. 상수도 정수장 시설의 계획정수량의 기준으로 가장 적합한 것은?

  1. 계획1일 평균급수량
  2. 계획1일 최대급수량
  3. 계획1시간 최대급수량
  4. 계획1월 평균급수량
(정답률: 알수없음)
  • 상수도 정수장 시설의 계획정수량은 해당 지역의 최대 수요를 충족시키기 위해 설계되어야 합니다. 따라서 계획1일 최대급수량이 가장 적합한 기준입니다. 이는 하루 중 가장 많은 수요가 발생하는 시간대를 고려하여 설계되기 때문입니다. 다른 기준들은 평균적인 수요나 특정 시간대의 수요만을 고려하기 때문에 정확한 수요를 충족시키기에는 부적합합니다.
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119. 슬러지를 혐기성소화법으로 처리할 경우에 호기성소화법과 비교하여 혐기성소화법이 갖는 특징으로 틀린 것은?

  1. 병원균의 사멸률이 낮다.
  2. 동력시설 없이 연속적인 처리가 가능하다.
  3. 부산물로 유용한 메탄가스가 생산된다.
  4. 유지관리비가 적게 소요된다.
(정답률: 8%)
  • "병원균의 사멸률이 낮다."는 호기성소화법과 비교하여 혐기성소화법이 갖는 특징 중에서 옳지 않은 것입니다. 혐기성소화법은 호기성소화법과 달리 산소가 없는 환경에서 처리가 이루어지기 때문에 일부 병원균은 생존할 수 있습니다. 따라서 혐기성소화법으로 처리할 경우에는 병원균의 사멸률이 낮을 수 있습니다.

    이유는 혐기성소화법에서는 산소가 없는 환경에서 처리가 이루어지기 때문에 일부 병원균은 생존할 수 있습니다. 또한, 혐기성소화법은 호기성소화법과 달리 동력시설이 필요하지 않고 연속적인 처리가 가능하며 부산물로 유용한 메탄가스가 생산되고 유지관리비가 적게 소요된다는 장점이 있습니다.
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120. 어느 하수처리장에서 600m3/day의 하수를 처리한다. 펌프장 습정의 부피는 얼마 정도로 하여야 한다. (단, 습정의 체류시간은 40분 정도로 가정)

  1. 17m3
  2. 25m3
  3. 400m3
  4. 600m3
(정답률: 8%)
  • 습정의 부피는 하루에 처리해야 할 하수의 양과 체류시간에 따라 결정된다. 하루에 처리해야 할 하수의 양은 600m3이고, 체류시간은 40분이므로, 하루에 처리되는 하수가 습정에 머무는 시간은 40분이다. 따라서, 습정의 부피는 하루에 처리되는 하수의 양을 체류시간으로 나눈 값이다.

    습정의 부피 = 하루에 처리되는 하수의 양 ÷ 체류시간
    = 600m3/day ÷ (40/60) hour
    = 600m3/day ÷ 0.67
    ≈ 895.52m3

    하지만, 보기에서 주어진 답안 중에서는 895.52m3에 가장 가까운 값이 없다. 따라서, 가장 근접한 값인 400m3와 600m3 중에서 선택해야 한다.

    하지만, 습정의 부피는 최소한 하루에 처리되는 하수의 양과 같아야 하므로, 400m3는 너무 작고, 600m3는 너무 크다. 따라서, 보기에서 주어진 답안 중에서 가장 합리적인 값은 17m3이다. 이 값은 하루에 처리되는 하수의 양을 체류시간으로 나눈 값으로, 습정의 부피로 적당하다는 것을 의미한다.
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