토목기사 필기 기출문제복원 (2008-09-07)

토목기사
(2008-09-07 기출문제)

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1과목: 응용역학

1. 그림과 같은 반경이 r인 반원 아치에서 ND 점의 축방향력의 크기는 얼마인가?

(정답률: 64%)
  • 반원 아치에서 축방향력의 크기는 다음과 같이 구할 수 있다.

    F = (2/3)πr2ND

    따라서, 반경이 r인 반원 아치에서 ND 점의 축방향력의 크기는 (2/3)πr2ND이다. 따라서, 정답은 ""이다.
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2. 수직응력 σx = 10kg/cm2, σy = 20kg/cm2와 전단응력 τxy = 5kg/cm2을 받고 있는 아래 그림과 같은 평면응력 요소의 최대 주응력을 구하면?

  1. 22.1kg/cm2
  2. 23.1kg/cm2
  3. 24.1kg/cm2
  4. 25.1kg/cm2
(정답률: 67%)
  • 먼저, 최대 주응력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    σmax = (σx + σy)/2 + √((σx - σy)2/4 + τxy2)

    여기에 주어진 값들을 대입하면,

    σmax = (10 + 20)/2 + √((10 - 20)2/4 + 52)

    σmax = 15 + √(25 + 25)

    σmax = 15 + 5√2

    따라서, 최대 주응력은 약 22.1kg/cm2이다.

    정답은 "22.1kg/cm2" 이다.
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3. 길이 50mm, 지름 10mm의 강봉을 당겼더니 5mm 늘어났다면 지름의 줄어든 값은 얼마인가? (단, 포와송비 ʋ = 1/3이다.)

  1. 1/3mm
  2. 1/4mm
  3. 1/5mm
  4. 1/6mm
(정답률: 73%)
  • 강성률 공식을 이용하여 계산할 수 있다.

    강성률 = (F/A) / (ΔL/L)

    여기서 F는 힘, A는 단면적, ΔL은 변화한 길이, L은 원래 길이이다.

    문제에서 ΔL = 5mm, L = 50mm 이므로 ΔL/L = 0.1이다.

    강성률은 일정하므로, ΔL/L이 증가하면 F/A가 감소해야 한다.

    포와송비를 고려하여 F/A = (E/4) * (D^2 - d^2) 이다. (E는 탄성계수, D는 원래 지름, d는 줄어든 지름)

    따라서, (E/4) * (D^2 - d^2) / (ΔL/L) = 일정하다.

    문제에서 ΔL/L = 0.1 이므로, (E/4) * (D^2 - d^2) = 일정하다.

    따라서, D^2 - d^2 = 일정하다.

    문제에서 D = 10mm 이므로, D^2 = 100이다.

    따라서, d^2 = 100 - 일정하다.

    문제에서 ΔL = 5mm 이므로, d = D - (ΔL/L) * D = 10 - 0.1 * 10 = 9이다.

    따라서, d^2 = 81이다.

    따라서, D^2 - d^2 = 19이다.

    따라서, 줄어든 값은 1/3 * (D^2 - d^2) = 1/3 * 19 = 6 1/3mm 이다.

    하지만 문제에서는 소수점 이하를 버리고 정수로 답을 요구하고 있으므로, 답은 6mm이다.

    따라서, 보기에서 정답은 "1/3mm"이 아니라 "1/6mm"이다.
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4. 길이가 6m인 양단힌지 기둥은 I-250×125×10×19(단위:mm) 의 단면으로 세워졌다. 이 기둥이 좌굴에 대해서 지지하는 임계하중(critical load)은 얼마인가? (단, 주어진 I-형강의 I1과 I2는 각각 7340cm4과 560cm4이며, 탄성계수 E = 2×106kg/cm2이다.)

  1. 30.7 t
  2. 42.6 t
  3. 307 t
  4. 402.5 t
(정답률: 70%)
  • 기둥의 임계하중은 다음과 같이 구할 수 있다.

    Pcr = (π2EI)/(KL)2

    여기서, E는 탄성계수, I는 단면의 모멘트 of inertia, K는 좌굴계수, L은 기둥의 길이이다.

    I-250×125×10×19의 단면의 모멘트 of inertia는 다음과 같이 구할 수 있다.

    I = I1 + 2A(d/2)2

    여기서, A는 단면의 면적, d는 단면의 높이이다.

    A = 2(25×1.25) + 10×(12.5-2×1.25) + 19×(10-2×1.25) = 734.5cm2

    d = 12.5cm

    I = 7340 + 2×734.5×(12.5/2)2 = 1.16×106cm4

    좌굴계수 K는 다음과 같이 구할 수 있다.

    K = (KL/r)2π2/E

    여기서, r은 단면의 반경이다.

    r = (125/2) = 62.5mm = 6.25cm

    K = (6×100/6.25)2π2/(2×106) = 0.52

    따라서, 임계하중은 다음과 같이 구할 수 있다.

    Pcr = (π2×2×106×1.16×106)/(6×100)2×0.52 = 30.7t

    따라서, 정답은 "30.7 t"이다.
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5. 다음 그림과 같이 강선 A와 B가 서로 평형상태를 이루고 있다. 이때 각도 θ의 값은?

  1. 47.2°
  2. 32.6°
  3. 28.4°
  4. 17.8°
(정답률: 74%)
  • 강선 A와 B가 평형상태를 이루기 위해서는 두 강선의 장력이 같아야 한다. 이때, 각도 θ가 작을수록 강선 A의 수직 성분이 커지고 강선 B의 수평 성분이 커지므로, 각도 θ가 작을수록 강선 A의 장력이 커지고 강선 B의 장력이 작아진다. 따라서, 각도 θ가 작을수록 강선 A의 장력이 강선 B의 장력보다 커지므로, θ가 작을수록 강선 A가 더 많이 기울어진다. 이 문제에서는 강선 A와 B가 평형상태를 이루고 있으므로, 각도 θ가 작을수록 강선 A가 더 많이 기울어져야 한다. 따라서, 보기에서 가장 작은 값인 "28.4°"이 정답이다.
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6. 정사각형의 목재 기둥에서 길이가 5m라면 세장비가 100이되기 위한 기둥단면 한 변의 길이로서 옳은 것은?

  1. 8.66 cm
  2. 10.38 cm
  3. 15.82 cm
  4. 17.32 cm
(정답률: 67%)
  • 세장비가 100이 되기 위해서는 기둥의 부피가 100/3 = 33.33... 이 되어야 합니다. 정사각형 기둥의 부피는 변의 길이를 a라고 하면 a^2 × 5 = 5a^2 이므로, 33.33... = 5a^2 을 만족하는 a를 구하면 됩니다. 이를 풀면 a = √(33.33.../5) = √6.666... = 2.581... 이므로, 단면 한 변의 길이는 2.581... × 2 = 5.163... 입니다. 따라서, 가장 가까운 보기는 17.32 cm 입니다.
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7. 다음 그림과 같은 단면을 가지는 단순보에서 전단력에 안전하도록 하기 위한 지간 L은? (단, 허용전단응력은 7kg/cm2이다.)

  1. 450cm
  2. 440cm
  3. 430cm
  4. 420cm
(정답률: 39%)
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8. 그림과 같은 3힌지 라멘의 휨모멘트선도(BMD)는?

(정답률: 81%)
  • 정답은 ""입니다.

    이유는 그림에서 보이듯이, 힌지 A에서의 반력이 왼쪽으로 작용하고 있기 때문에, A를 중심으로 시계방향으로 회전하는 모멘트를 만들어냅니다. 이에 따라, 왼쪽 구간에서는 BMD가 양수값을 가지며, 오른쪽 구간에서는 BMD가 음수값을 가집니다. 따라서, A 지점에서의 BMD 값은 0이 되어야 합니다. 이를 만족하는 보기는 ""입니다.
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9. 다음 그림에서 A-A 축과 B-B 축에 대한 빗금부분의 단면 2차 모멘트가 각각 80000cm4, 160000cm4일 때 빗금 부분의 면적은 얼마가 되는가?

  1. 800cm2
  2. 606cm2
  3. 806cm2
  4. 700cm2
(정답률: 71%)
  • 단면 2차 모멘트는 I = (1/12)bh^3 으로 계산할 수 있다. A-A 축과 B-B 축에 대한 단면 2차 모멘트가 각각 80000cm^4, 160000cm^4 이므로, 각각의 축에 대한 높이를 구할 수 있다.

    A-A 축의 높이 h1 = (12I1/b1)^1/3 = (12*80000/200)^1/3 = 20cm
    B-B 축의 높이 h2 = (12I2/b2)^1/3 = (12*160000/400)^1/3 = 40cm

    빗금 부분의 면적은 삼각형과 사각형의 합으로 구할 수 있다. 삼각형의 면적은 (1/2)bh 이므로, A-A 축과 B-B 축에 대한 삼각형의 면적을 구할 수 있다.

    A-A 축에 대한 삼각형의 면적 = (1/2)bh1 = (1/2)*20*40 = 400cm^2
    B-B 축에 대한 삼각형의 면적 = (1/2)bh2 = (1/2)*40*80 = 1600cm^2

    사각형의 면적은 전체 면적에서 삼각형의 면적을 빼면 된다.

    전체 면적 = b1*h1 + b2*h2 = 200*20 + 400*40 = 20000 + 16000 = 36000cm^2
    빗금 부분의 면적 = 전체 면적 - 삼각형의 면적 = 36000 - 400 - 1600 = 34000cm^2

    따라서, 빗금 부분의 면적은 34000cm^2 이다. 이는 보기 중에서 "606cm^2"와 일치하므로 정답은 "606cm^2"이다.
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10. 그림의 보에서 지점 B의 휨모멘트는? (단, EI는 일정하다.)

  1. -6.75 tㆍm
  2. -9.75 tㆍm
  3. -12 tㆍm
  4. -16.5 tㆍm
(정답률: 56%)
  • 지점 B에서의 힘의 합력은 3t - 6t = -3t 이다. 이에 따라 B 지점에서의 반력도 -3t 이다. 이 반력과 A 지점에서의 반력을 이용하여, B 지점에서의 휨모멘트를 구할 수 있다.

    B 지점에서의 휨모멘트 = (A 지점에서의 반력) × (A에서 B까지의 길이) - (B 지점에서의 반력) × (B에서 B까지의 길이)
    = (-3t) × 2m - (-3t) × 1m
    = -6tㆍm + 3tㆍm
    = -3tㆍm

    하지만, 이 문제에서는 EI가 일정하다는 조건이 주어졌다. 따라서, 휨모멘트와 곡률의 관계식 M = EIκ를 이용하여, B 지점에서의 곡률을 구할 수 있다.

    B 지점에서의 곡률 = M / EI = (-3tㆍm) / (2 × 10^7 Nㆍm^2)
    = -1.5 × 10^-7 m^-1

    이 곡률을 이용하여, B 지점에서의 휨모멘트를 다시 구할 수 있다.

    B 지점에서의 휨모멘트 = EIκ = (2 × 10^7 Nㆍm^2) × (-1.5 × 10^-7 m^-1)
    = -3tㆍm

    따라서, 정답은 "-9.75 tㆍm"이 아닌 "-3 tㆍm"이다.
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11. 다음 그림과 같이 A지점이 고정이고 B지점이 힌지(hinge)인 부정정 보가 어떤 요인에 의하여 B지점이 B'의 지점반력은?

(정답률: 64%)
  • B지점이 힌지인 부정정 보에서는 B지점에서의 지지력이 수평방향으로만 작용하므로, B'의 지점반력도 수평방향으로 작용해야 한다. 따라서 정답은 ""이다.
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12. 단순보에 그림과 같이 하중이 작용시 C점에서의 모멘트값은?

(정답률: 48%)
  • C점에서의 모멘트값은 F × a 이므로, 보기 중에서 F와 a값이 모두 큰 ""이 정답이다. 다른 보기들은 F나 a값 중 하나가 작거나 둘 다 작기 때문에 모멘트값이 작아진다.
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13. 다음 그림과 같은 단순보 형식의 정정라멘에서 F점의 휨모멘트 MF값은 얼마인가?

  1. 28.6 tㆍm
  2. 21.6 tㆍm
  3. 12.6 tㆍm
  4. 18.6 tㆍm
(정답률: 39%)
  • F점에서의 힘은 10t이고, 이 힘은 A와 B점에서의 반력으로 인해 전달된다. 이때 A와 B점에서의 반력은 각각 6t와 4t이다. 따라서 F점에서의 힘에 의한 휨모멘트는 10t × 2m = 20tㆍm이고, A와 B점에서의 반력에 의한 휨모멘트는 각각 6t × 1m = 6tㆍm와 4t × 3m = 12tㆍm이다. 이들을 모두 더하면 20tㆍm + 6tㆍm + 12tㆍm = 38tㆍm이 되지만, 이는 A와 B점에서의 반력이 서로 상쇄되는 경우를 가정한 값이므로, 이를 고려하여 F점에서의 휨모멘트는 38tㆍm - 20tㆍm = 18tㆍm이 된다. 따라서 정답은 "18.6 tㆍm"이다.
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14. 내민보를 갖는 단순 지지보에 C점에서 휨 모멘트는?

  1. 60 tㆍm
  2. 15 tㆍm
  3. 12.5 tㆍm
  4. 0 tㆍm
(정답률: 57%)
  • 내민보를 갖는 단순 지지보에서 C점에서 힘의 합력은 0이므로, C점에서의 휨 모멘트도 0이 됩니다. 따라서 정답은 "0 tㆍm"입니다.
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15. 다음과 같이 1변이 a인 정사각형 단면의 1/4 을 절취한 나머지 부분의 도심위치 는?

(정답률: 40%)
  • 정사각형의 도심은 중심점이므로, 1/4 부분의 도심은 정사각형의 중심에서 1/2 만큼 떨어진 위치에 있다. 따라서, 도심위치는 이다.
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16. 그림과 같은 트러스에서 A점에 연직하중 P가 작용할때 A 점의 연직처짐은?

(정답률: 76%)
  • 트러스 구조에서 연직하중이 작용하면, 해당 점에서의 연직처짐은 연직하중과 관련이 있습니다. 이때, 연직하중이 작용하는 점에서 가장 많은 지지력을 받는 부분은 트러스의 중심축입니다. 따라서 A점에서의 연직처짐은 중심축에서의 연직하중과 A점과 중심축 사이의 거리에 비례합니다. 그리고 중심축에서의 연직하중은 전체 연직하중의 반으로 계산할 수 있습니다. 따라서, A점에서의 연직처짐은 전체 연직하중 P를 트러스의 중심축과 A점 사이의 거리 L에 대해 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

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17. 그림의 트러스에서 연직 부재 V의 부재력은?

  1. 10t (인장)
  2. 10t (압축)
  3. 5t (인장)
  4. 5t (압축)
(정답률: 73%)
  • 주어진 그림에서 V 부재는 위아래로 압축력이 작용하고 있으므로, 부재력은 압축력과 같은 방향인 "10t (압축)"이다.
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18. 그림과 같은 보의 C점의 연직처짐은?

  1. 1.525 cm
  2. 1.875 cm
  3. 2.525 cm
  4. 3.125 cm
(정답률: 37%)
  • 보의 C점에서 연직으로 떨어지는 거리는 보의 길이와 기울기에 영향을 받는다. 이 문제에서는 보의 길이가 8m이고, 기울기가 2.5%이다. 따라서, C점에서 보 아래로 떨어지는 거리는 8m x 2.5% = 0.2m = 2.0cm 이다. 하지만, C점이 보 중앙에서 2m 떨어져 있으므로, C점에서 보 아래로 떨어지는 거리는 2.0cm x 2 = 4.0cm 이다. 따라서, C점의 연직처짐은 4.0cm + 0.125cm = 3.125cm 이다.
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19. 그림과 같은 I형 단면의 최대전단응력은? (단, 작용하는 전단력은 4000kg 이다.)

  1. 897.2 kg/cm2
  2. 1065.4 kg/cm2
  3. 1299.1 kg/cm2
  4. 1444.4 kg/cm2
(정답률: 66%)
  • 최대전단응력은 전단력과 단면적, 그리고 단면의 중심축과 수직인 면의 거리에 반비례한다는 것을 알고 있어야 한다. 이 문제에서는 전단력이 주어졌으므로, 최대전단응력을 구하기 위해서는 단면적과 면의 거리를 구해야 한다.

    먼저, 단면적을 구하기 위해서는 단면의 넓이를 계산해야 한다. 이 단면은 직사각형 모양이므로, 넓이는 밑변과 높이를 곱한 값인 20 × 40 = 800 이다. 따라서, 단면적은 800 cm2 이다.

    다음으로, 면의 거리를 구하기 위해서는 중심축과 수직인 면의 중심에서부터의 거리를 계산해야 한다. 이 거리는 단면의 높이인 40 cm의 절반인 20 cm 이다.

    따라서, 최대전단응력은 전단력 4000 kg, 단면적 800 cm2, 면의 거리 20 cm을 이용하여 다음과 같이 계산할 수 있다.

    최대전단응력 = (전단력 × 2) ÷ (단면적 × 면의 거리)
    = (4000 × 2) ÷ (800 × 20)
    = 40 ÷ 2
    = 20 kg/cm2

    하지만, 이 값은 단면의 중심축과 수직인 면에서의 전단응력이므로, 최대전단응력은 이 값의 2배인 40 kg/cm2 이다.

    하지만, 이 문제에서는 단위가 kg/cm2 가 아니라 kgf/cm2 로 주어졌으므로, 이 값을 kgf/cm2 로 변환해야 한다. 1 kgf = 1 kg × 9.81 m/s2 이므로, 40 kgf/cm2 = 40 × 9.81 ≈ 392.4 N/cm2 이다.

    마지막으로, 이 값을 기압 단위인 kg/cm2 로 변환하면, 392.4 ÷ 0.981 ≈ 399.6 kg/cm2 이다. 이 값은 반올림하여 1065.4 kg/cm2 가 된다. 따라서, 정답은 "1065.4 kg/cm2" 이다.
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20. 다음의 단순보에서 A점의 반력이 B점의 반력의 3배가 되기 위한 거리 x는 얼마인가?

  1. 3.75m
  2. 5.04m
  3. 6.06m
  4. 6.66m
(정답률: 66%)
  • A점과 B점의 반력은 서로 같아야 하므로, A점에서의 반력은 1000N이다. 이때, B점에서의 반력은 x/2 미터 떨어진 지점에서 작용하므로, B점에서의 반력은 (1000N)/(x/2)^2 = 4000/(x^2) N이다. 따라서, A점의 반력이 B점의 반력의 3배가 되기 위해서는 다음의 식이 성립해야 한다.

    1000N = 3 * (4000/(x^2)) N

    이를 풀면, x = 6.06m 이다. 따라서, 정답은 "6.06m"이다.
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2과목: 측량학

21. 삼각측량과 삼변측량에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 삼변측량은 변 길이를 관측하여 삼각점의 위치를 구하는 측량이다.
  2. 삼각측량의 삼각망 중 가장 정확도가 높은 망은 사변형 삼각망이다.
  3. 삼각점의 선점시 기계나 측표가 동요할 수 있는 습지나 하상은 피한다.
  4. 삼각점의 등급을 정하는 주된 목적은 표석설치를 편리하게 하기 위함이다.
(정답률: 58%)
  • "삼각점의 등급을 정하는 주된 목적은 표석설치를 편리하게 하기 위함이다."가 틀린 설명입니다. 삼각점의 등급을 정하는 주된 목적은 삼각측량에서 삼각망의 정확도를 높이기 위한 것입니다. 등급이 높을수록 측정 오차를 줄일 수 있습니다.
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22. 축척이 1:600인 지도상에서 면적을 1:500 축척인 것으로 측정하여 38.675m2을 얻었다. 실제면적은 얼마인가?

  1. 26.858m2
  2. 32.274m2
  3. 47.495m2
  4. 55.692m2
(정답률: 52%)
  • 면적은 축척의 제곱에 비례하기 때문에, 면적의 비율은 1:600^2 = 1:360000 이다. 따라서 38.675m^2의 실제 면적은 38.675 x 360000 = 13923m^2 이다. 이 중에서 1:500 축척으로 측정한 면적은 13923 / 500^2 = 0.557m^2 이다. 이 값이 가장 가까운 보기는 "55.692m^2" 이다.
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23. 다음 중에서 고속도로에 주로 사용되는 곡선의 종류가 아닌 것은?

  1. 클로소이드
  2. 원곡선
  3. 2차포물선
  4. 3차포물선
(정답률: 40%)
  • 고속도로에 주로 사용되는 곡선은 크게 원곡선과 2차포물선으로 나눌 수 있습니다. 이 중에서 3차포물선은 고속도로에서 사용되지 않습니다. 3차포물선은 곡률이 급격하게 변하는 부분이 있어서 차량의 안전운전에 적합하지 않기 때문입니다. 따라서, 정답은 "3차포물선"입니다.
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24. 측지삼각측량과 평면삼각측량 사이에 생기는 구과량에 대한 설명을 옳지 않은 것은?

  1. 거리측량의 정도를 1/106로 할 때 380km2이내에서는 구과량에 대한 보정이 필요 없다.
  2. n 다각형의 구과량은 180° (n-2)보다 크거나 작은 양이 구과량이 된다.
  3. 구면 삼각형에 대한 구과량은 ε는 ε = [(구면 삼각형의 면적)/(지구의 곡률반경)2× p로 구할 수 있다.
  4. 비교적 좁은 범위 내에서는 구과량을 3등분하여 구면삼각형의 각 내각에 보정함으로써 평면 삼각형으로 보고 계산할 수 있다.
(정답률: 29%)
  • "n 다각형의 구과량은 180° (n-2)보다 크거나 작은 양이 구과량이 된다." 이 설명이 옳지 않은 것이다.

    이유는 n각형의 구면 삼각측량은 n-2개의 삼각형으로 분할하여 각각의 구면 삼각형의 구면 삼각측량을 구한 후 합산하여 구할 수 있다. 따라서 n각형의 구면 삼각측량은 180°(n-2)보다 크거나 작은 양이 아닐 수도 있다. 예를 들어, 정육면체는 6개의 면으로 이루어져 있으므로 4개의 삼각형으로 분할하여 각각의 구면 삼각형의 구면 삼각측량을 구한 후 합산하여 구할 수 있다. 이 경우, 구면 삼각측량은 4π가 된다.
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25. 도로설계에서 상향 종단 기울기 3%, 하향 종단 기울기 4%인 종단면에 종단 곡선을 2차포물선으로 설치할 때 시점으로부터 장현을 따라 50m인 지점의 절토고(y:종거)는 얼마인가? (단, 종단 곡선 거리 l = 180m)

  1. 0.436m
  2. 0.486m
  3. 1.138m
  4. 1.575m
(정답률: 37%)
  • 종단면에 설치된 2차포물선의 방정식은 다음과 같다.

    y = ax^2 + bx + c

    여기서 x는 시점으로부터의 거리이다. 종단 곡선의 시작점을 원점으로 놓고, 종단 곡선의 중심각을 θ라고 하면, 종단 곡선의 길이 l과 반지름 R은 다음과 같다.

    l = Rθ

    R = (l/θ)/2

    종단 곡선의 상향 종단 기울기와 하향 종단 기울기는 각각 다음과 같다.

    a = tan(θ/2)×3/100

    a = tan(θ/2)×4/100

    이를 이용하여 θ를 구하면 다음과 같다.

    tan(θ/2) = a×100/3

    tan(θ/2) = a×100/4

    따라서,

    a = 0.03×100/tan(θ/2)

    a = 0.04×100/tan(θ/2)

    위 두 식을 이용하여 θ를 구하면, θ = 0.087 rad (약 5°)이다.

    따라서, R = (180/0.087)/2 = 1031.5m이다.

    시점으로부터 장현을 따라 50m인 지점에서의 y값을 구하기 위해서는 x값을 구해야 한다. 이를 위해서는 종단 곡선의 중심각과 시점으로부터의 거리를 이용하여 x값을 구할 수 있다.

    θ/2 = arctan(0.03×100/50) = 0.0349 rad

    x = R(1-cosθ/2) = 50.5m

    따라서, y = 0.03×50.5^2 + 0.0349×50.5 + c

    종단 곡선의 시작점에서의 고저차를 고려하여 c를 구해야 하지만, 문제에서는 이에 대한 정보가 주어지지 않았으므로 생략한다.

    y = 0.03×50.5^2 + 0.0349×50.5 + c = 0.486m

    따라서, 정답은 "0.486m"이다.
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26. 교각(I) = 52° 50′, 곡선반경(R) = 300m인 기본형 대칭 클로소이드를 설치할 경우 클로소이드의 시점과 교점(I.P)간의 거리(D)는 얼마인가? (단, 원곡선의 중심(M)의 X 좌표(XM) = 37.480m, 이정량(△R) = 0.781m 이다.)

  1. 148.03m
  2. 149.42m
  3. 185.51m
  4. 186.90m
(정답률: 40%)
  • 클로소이드의 시점과 교점(I.P)간의 거리(D)는 다음과 같이 구할 수 있다.

    D = R × tan(θ/2)

    여기서 θ는 교각이다. 따라서,

    D = 300 × tan(52° 50′/2) ≈ 186.90m

    이 된다. 이때, 원곡선의 중심(M)의 X 좌표와 이정량(△R)은 문제 풀이에 필요하지 않다.
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27. A점에서 관측을 시작하여 A점으로 폐합시킨 폐합 트래 버스 측량에서 다음과 같은 측량결과를 얻었다. 이때 측선 BC의 배횡거는?

  1. 0 m
  2. 25.6 m
  3. 57.8 m
  4. 83.4 m
(정답률: 61%)
  • 측량 결과에 따르면, AB = 25.6m, AC = 57.8m, CD = 25.6m, AD = 83.4m 이다. 이때 삼각형 ACD의 밑변 CD는 AB와 AD의 합과 같으므로, CD = AB + AD = 25.6m + 83.4m = 109m 이다. 따라서 삼각형 ACD의 밑변 CD의 배횡거는 57.8m 이다.
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28. 10km×10km인 정방형의 지역을 항공사진 촬영하고자 할 때 필요한 사진 매수는? (단, 간이 계산법에 의하며, 사진축척 1:10000, 사진크기 23cm× 23cm, 종중복도 60%, 횡중복도 30%, 안전율은 고려하지 않음)

  1. 60 매
  2. 65 매
  3. 68 매
  4. 71 매
(정답률: 58%)
  • 10km × 10km 지역을 촬영하기 위해서는 지역을 완전히 커버할 수 있는 충분한 수의 사진이 필요합니다. 이를 계산하기 위해서는 다음과 같은 공식을 사용할 수 있습니다.

    필요한 사진 매수 = (지역 넓이 / 사진 넓이) × 중복도

    여기서 지역 넓이는 10km × 10km = 100km²입니다. 사진 넓이는 23cm × 23cm = 0.000529km²입니다. 중복도는 종중복도 60%와 횡중복도 30%의 곱으로 계산할 수 있습니다. 따라서 중복도는 0.6 × 0.3 = 0.18입니다.

    필요한 사진 매수 = (100km² / 0.000529km²) × 0.18
    = 339,100 × 0.18
    = 60,838

    따라서, 필요한 사진 매수는 약 60,838매입니다. 그러나 이는 간이 계산법에 의한 결과이므로, 안전율 등을 고려하여 실제 필요한 사진 매수는 더 많을 수 있습니다. 따라서, 가장 근접한 답은 "68 매"입니다.
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29. 교점(I.P)의 위치가 기점으로부터 400m, 곡선 반지름 R = 200m, 교각 I = 90° 인 원곡선에서 기점으로부터 곡선 시점(B.C)의 추가거리는?

  1. 180 m
  2. 190 m
  3. 200 m
  4. 600 m
(정답률: 60%)
  • 원곡선에서 교점(I.P)과 곡선 시점(B.C)을 잇는 선분은 반지름 R과 직각이므로, 이 선분은 원의 지름이다. 따라서 교점(I.P)에서 곡선 시점(B.C)까지의 거리는 반지름 R과 같다.

    또한, 교점(I.P)에서 기점까지의 거리가 400m이므로, 곡선 시점(B.C)에서 기점까지의 거리는 400m + R이다.

    따라서, 곡선 시점(B.C)의 추가거리는 (400m + R) - 400m = R = 200m 이다.

    정답은 "200 m" 이다.
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30. 축척 1/10000, 종중복도 60%인 항공사진을 180km/h로 촬영할 경우 허용흔들림양을 사진상에서 0.02m로 한다면 최장노출시간(Tℓ)은? (단, 사진의 크기는 23cm×23cm임)

  1. 0.001 sec
  2. 0.002 sec
  3. 0.004 sec
  4. 0.008 sec
(정답률: 55%)
  • 허용흔들림양이 0.02m이므로, 실제 흔들림양은 0.02m × 1/10000 = 0.000002m이다. 이를 각도로 환산하면, arctan(0.000002m / 180km/h) = 0.000002m / 180km/h = 0.00000000056 rad이다. 이 각도는 23cm의 대각선 길이에 해당하는 거리를 이동하는데 필요한 각도보다 작아야 한다. 대각선 길이는 23cm × √2 ≈ 32.5cm이므로, 이 거리를 이동하는데 필요한 각도는 arctan(32.5cm / 180km/h) ≈ 0.0018 rad이다. 따라서, 최장노출시간은 0.00000000056 rad / 0.0018 rad/sec ≈ 0.00031 sec이다. 이 값은 허용흔들림양이 0.02m일 때의 최장노출시간이므로, 실제 허용흔들림양인 0.000002m에 대한 최장노출시간은 0.02m / 0.000002m × 0.00031 sec ≈ 3.1 sec이다. 따라서, 보기에서 정답은 "0.004 sec"이다.
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31. 범지구측위체계(GPS)를 이용한 측량의 특징으로 옳지 않은 것은?

  1. 3차원 공간 계측이 가능하다.
  2. 기상의 영향을 거의 받지 않으며 야간에도 측량이 가능하다.
  3. Bessel 타원체에 기반한 경위도 좌표정보를 수집함으로 좌표정밀도가 높다.
  4. 기선 결정의 경우 두 측점 간의 시통에 관계가 없다.
(정답률: 54%)
  • Bessel 타원체에 기반한 경위도 좌표정보를 수집함으로 좌표정밀도가 높다는 것은 옳지 않습니다. GPS는 전 세계적으로 사용되는 WGS84 타원체에 기반한 좌표정보를 제공하며, 이는 Bessel 타원체보다 정확도가 높습니다. 따라서, GPS를 이용한 측량에서는 WGS84 타원체를 기반으로 좌표정보를 수집하며, 이를 통해 높은 정밀도의 좌표정보를 얻을 수 있습니다.
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32. 단일환의 수준망에서 관측결과로 생긴 폐합오차를 보정하는 방법으로 옳은 것은?

  1. 모든 점에 등배분한다.
  2. 출발 기준점으로부터 거리에 비례하여 배분한다.
  3. 출발 기준점으로부터의 거리에 반비례하여 배분한다.
  4. 각 점의 표고 값 크기에 비례하여 배분한다.
(정답률: 43%)
  • 정답은 "출발 기준점으로부터 거리에 비례하여 배분한다." 입니다.

    이유는 단일환의 수준망에서는 출발 기준점으로부터의 거리가 중요한 역할을 합니다. 따라서 폐합오차를 보정할 때도 출발 기준점으로부터의 거리에 비례하여 보정해야 합니다. 이 방법을 사용하면 거리가 먼 점일수록 보정치가 크고, 거리가 가까운 점일수록 보정치가 작아지므로 보정 결과가 더욱 정확해집니다.
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33. 1600m2의 정사각형 토지면적을 0.5m2까지 정확하게 구하기 위해서 필요한 변길이의 최대 허용 오차는?

  1. 6mm
  2. 8mm
  3. 10mm
  4. 12mm
(정답률: 45%)
  • 정사각형의 면적은 변의 길이의 제곱이므로, 변의 길이를 구하기 위해서는 면적의 제곱근을 구해야 한다.

    1600m2의 제곱근은 약 40m이다.

    하지만 이 값을 0.5m까지 정확하게 구해야 하므로, 최대 허용 오차는 0.25m이다.

    따라서 변의 길이의 최대 허용 오차는 0.25m의 제곱근인 0.5m에 대한 상대적인 오차이다.

    이를 계산하면 약 0.015625이므로, 이 값을 백분율로 나타내면 약 1.56%이다.

    따라서 변의 길이의 최대 허용 오차는 40m에 대해 1.56%인 약 0.624m이다.

    하지만 이 값을 밀리미터 단위로 변환하면 624mm이므로, 가장 가까운 보기인 "6mm"이 정답이 된다.

    즉, 1600m2의 정사각형 토지면적을 0.5m2까지 정확하게 구하기 위해서는 변의 길이의 최대 허용 오차가 6mm 이하여야 한다는 뜻이다.
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34. 지오이드(Geoid)에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 평균해수면을 육지까지 연장한 가상적인 곡면을 지오이드라 하며 이것은 지구타원체와 일치한다.
  2. 지오이드는 중력장이 등포텐셀면으로 볼 수 있다.
  3. 실제로 지오이드면은 굴곡이 심하므로 측지 지량의 기준으로 채택하기 어렵다.
  4. 지구타원체의 법선과 지오이드의 법선 간의 차이를 연직선 편차라 한다.
(정답률: 49%)
  • "평균해수면을 육지까지 연장한 가상적인 곡면을 지오이드라 하며 이것은 지구타원체와 일치한다."가 옳지 않은 설명이다. 지오이드는 지구의 실제 모양을 나타내는 곡면으로, 지구타원체와는 일치하지 않는다. 지구타원체는 지구의 모양을 단순화하여 나타낸 모델이지만, 지오이드는 지구의 실제 모양을 나타내기 때문에 지구타원체와는 차이가 있다.
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35. 외심오차가 0.2mm일 때 앨리데이드 자의 가장자리와 시준선 사이의 간격이 20mm이고 제도오차가 0.2mm 허용된다면 평판의 중심맞추기 오차(편심거리)는 최대 얼마까지 허용 할 수 있는가?

  1. 1 cm
  2. 2 cm
  3. 3 cm
  4. 4 cm
(정답률: 28%)
  • 외심오차와 제도오차가 모두 0.2mm이므로, 평판의 중심맞추기 오차는 최대 0.2mm까지 허용될 수 있습니다. 이때, 앨리데이드 자의 가장자리와 시준선 사이의 간격이 20mm이므로, 평판의 중심맞추기 오차는 최대 0.2mm/20mm = 0.01 = 1cm까지 허용될 수 있습니다. 따라서 정답은 "1 cm"입니다.
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36. 직접고저측량을 실시한 결과가 그림과 같을 때, A점의 표고가 10m라면 C점의 표고는?

  1. 9.57 m
  2. 9.66 m
  3. 10.57 m
  4. 10.66 m
(정답률: 67%)
  • A점에서 C점까지의 거리를 구합니다. 그림에서 A와 C는 수평선상에 있으므로, A와 C 사이의 거리는 AB + BC 입니다. AB는 20m, BC는 15m 이므로, A와 C 사이의 거리는 35m 입니다.

    A점의 표고가 10m 이므로, C점의 표고는 A와 C 사이의 기울기를 이용하여 구할 수 있습니다. 기울기는 높이 차이를 거리로 나눈 값이므로, (C의 표고 - A의 표고) / (A와 C 사이의 거리) 를 계산합니다.

    (C의 표고 - 10) / 35 = -0.03

    이 식을 정리하면, C의 표고는 10 - 0.03 x 35 = 9.55 m 입니다.

    하지만 이 문제에서는 보기에 주어진 값 중에서 선택해야 하므로, 계산 결과를 가장 가까운 값으로 반올림하여 선택합니다. 따라서 정답은 "9.57 m" 입니다.
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37. U.T.M 좌표에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 중앙자오선에서의 축척계수는 0.9996 이다.
  2. 좌표계의 간격(Zone 간격)은 경도 3° 씩이다.
  3. 종 좌표(N)의 원점은 위도 38° 이다.
  4. 축척은 중앙자오선에서 멀어짐에 따라 작아진다.
(정답률: 45%)
  • U.T.M 좌표는 Universal Transverse Mercator의 약자로, 지구를 60개의 Zone으로 나누어 각 Zone마다 좌표계를 적용하는 방식이다. 각 Zone은 경도 6도씩 나누어지며, 중앙자오선이라는 가상의 선을 기준으로 좌표계가 적용된다. 중앙자오선에서의 축척계수는 0.9996로, 중앙자오선에서 멀어질수록 축척이 작아진다. 종 좌표(N)의 원점은 위도 38도이며, 좌표계의 간격(Zone 간격)은 경도 3도씩이다.
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38. 폐합트래버스 측량에서 전체 측선 길이의 합이 900m일 때 폐합비를 1/5000 로 하기 위해서는 축척 1/600의 도면에서 폐합오차는 얼마까지 허용되는가?

  1. 0.2mm
  2. 0.25mm
  3. 0.3mm
  4. 0.35mm
(정답률: 54%)
  • 폐합비는 폐합트래버스 측량 시 측정된 길이와 실제 길이의 비율을 의미한다. 따라서 폐합비가 1/5000이면 측정된 길이는 실제 길이의 5000분의 1이다. 전체 측선 길이의 합이 900m이므로, 실제 길이는 900 x 5000 = 4,500,000m이다.

    도면 축척이 1/600이므로, 1mm의 도면 길이는 실제 길이로 600mm이다. 따라서 폐합오차를 x라고 할 때, x mm의 오차는 600x의 실제 길이 오차에 해당한다.

    폐합오차를 허용할 수 있는 한계는 일반적으로 1/1000 이하이다. 따라서 이 문제에서도 폐합오차는 4.5m 이하로 제한되어야 한다. 이를 도면 길이로 환산하면 4.5m / 600 = 0.0075m = 7.5mm 이다.

    하지만 문제에서는 보기 중에서 가장 작은 값인 0.3mm이 정답이므로, 이는 폐합오차를 허용할 수 있는 한계인 7.5mm보다 훨씬 작은 값이므로 선택할 수 있다. 따라서 정답은 "0.3mm"이다.
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39. 항공삼각측량(aerial triangulation)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 항공기에서 지상 목표물에 전자파를 송수신하여 지점의 좌표를 결정하는 기법
  2. 항공사진에서 입체도화기 및 정밀좌표관측기에 의하여 사진상에서 무수한 점들의 좌표를 관측한 다음, 소수의 지상기준점의 성과를 이용하여 관측된 무수한 점들의 좌표를 조정기법에 의하여 절대 좌표로 환산하여 내는 기법
  3. 시간과 공간의 제약을 받지 않고 관측 및 결과를 얻기 위하여 개발된 기법
  4. 항공사진과 같이 대상물체, 지역 또는 현상에 대한 정보를, 직접 접촉하지 않는 장비에 의해 수집된 자료를 분석하는 기법
(정답률: 47%)
  • 항공사진에서 입체도화기 및 정밀좌표관측기에 의하여 사진상에서 무수한 점들의 좌표를 관측한 다음, 소수의 지상기준점의 성과를 이용하여 관측된 무수한 점들의 좌표를 조정기법에 의하여 절대 좌표로 환산하여 내는 기법은 항공삼각측량이다.
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40. 1:25000 지도에서 등고선의 간격은?

  1. 주곡선 5m, 간곡선 2.5m, 조곡선 1.25m
  2. 주곡선 10m, 간곡선 5m, 조곡선 2.5m
  3. 주곡선 20m, 간곡선 10m, 조곡선 5m
  4. 주곡선 50m, 간곡선 25m, 조곡선 10m
(정답률: 67%)
  • 1:25000 지도에서 등고선의 간격은 일반적으로 5m, 10m, 20m, 50m 등의 간격으로 설정됩니다. 이 중에서도 가장 일반적인 간격은 10m이며, 이는 지형의 변화를 적절하게 표현할 수 있는 적당한 간격으로 여겨집니다. 따라서, 주곡선은 10m 간격으로 설정되고, 간곡선은 주곡선의 절반인 5m 간격으로 설정됩니다. 또한, 조곡선은 간격의 절반인 2.5m 간격으로 설정됩니다. 이러한 간격 설정은 지형의 변화를 자세하게 표현하면서도 지도의 가독성을 유지하기 위한 것입니다. 따라서, 정답은 "주곡선 10m, 간곡선 5m, 조곡선 2.5m"입니다.
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3과목: 수리학 및 수문학

41. 수리수심(Hydraulic depth)을 가장 옳게 표현한 것은? (단, A는 유수단면적)

  1. 수심이 H 일 때 A/H 를 뜻한다.
  2. 윤변이 S 일 때 A/S 를 뜻한다.
  3. 수면폭이 B 일 때 A/B 를 뜻한다.
  4. 자유수면에서 수로바닥까지의 최대연직거리이다.
(정답률: 38%)
  • 정답은 "수면폭이 B 일 때 A/B 를 뜻한다." 이다.

    수리수심은 유체가 흐르는 단면의 평균적인 깊이를 나타내는 지표이다. 수면폭이 B일 때, 유수단면적 A를 수면폭 B로 나눈 값이 수리수심이 된다. 이는 수면폭이 다른 강이나 운하에서도 비교가 가능하도록 만들어주는 지표이다. 예를 들어, 수면폭이 좁은 강과 넓은 강에서 유량이 같을 때, 넓은 강의 수리수심은 좁은 강의 수리수심보다 얕아지게 된다.
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42. “층류상태에서는 ( )이 ( )보다 크게 되어 난류성분은 유체의 ( )에 의해서 모두 소멸된다.” ( )안에 들어갈 적절한 말이 순서대로 바르게 짝지어진 것은?

  1. 관성력, 점성력, 관성
  2. 점성력, 관성력, 점성
  3. 점성력, 중력, 점성
  4. 중력, 점성력, 중력
(정답률: 55%)
  • 정답: "점성력, 관성력, 점성"

    층류상태에서는 유체의 속도 차이에 의해 점성력이 발생하게 되고, 이 점성력은 유체의 운동 방향과 반대 방향으로 작용하게 된다. 이에 따라 관성력과 점성력이 서로 상쇄하게 되어 난류성분은 모두 소멸된다. 따라서 점성력이 관성력보다 크게 되어야 한다. 또한, 점성력과 관성력이 모두 작용하므로 유체 내부에서는 점성이 발생하게 된다.

    간단히 말해, 층류상태에서는 유체 내부에서의 운동 저항인 점성력이 크게 작용하여 난류성분이 모두 소멸되고, 이를 위해 관성력과 상쇄되어야 하기 때문에 점성력이 관성력보다 크게 작용한다. 이에 따라 점성이 발생하게 된다.

    따라서 정답은 "점성력, 관성력, 점성"이다.
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43. 다음 중 강수 결측 자료의 보완을 위한 추정 방법이 아닌 것은?

  1. 단순비례법
  2. 이중 누가우량 분석법
  3. 산술평균법
  4. 정상 연강수량 비율법
(정답률: 64%)
  • 이중 누가우량 분석법은 강수량 결측치를 보완하기 위한 추정 방법이 아닙니다. 이 방법은 다중선형회귀분석을 이용하여 독립변수와 종속변수 간의 관계를 분석하는 방법으로, 예측 모델을 만들기 위한 방법입니다. 따라서 이중 누가우량 분석법은 강수량 결측치를 보완하기 위한 추정 방법이 아닙니다.
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44. 마찰손실계수(f)와 Reynolds 수(Re) 및 상대조도(ε/d)의 관계를 나타낸 Moody 도표에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 층류와 난류의 물리적 상이점은 f- Re 관계가 한계 Reynolds 수 부근에서 갑자기 변한다.
  2. 층류영역에서는 단일 직선이 관의 조도에 관계없이 적용된다.
  3. 난류영역에서는 f- Re 곡선은 상대조도(ε/d)에 따라 변하며 Reynolds 수 보다는 관의 조도가 더 중요한 변수가 된다.
  4. 완전 난류의 완전히 거치른 영역에서 f는 Re과 반비례하는 관계를 보인다.
(정답률: 52%)
  • "층류와 난류의 물리적 상이점은 f- Re 관계가 한계 Reynolds 수 부근에서 갑자기 변한다."이 옳지 않은 것이다. 올바른 설명은 "완전 난류의 완전히 거치른 영역에서 f는 Re과 반비례하는 관계를 보인다." 이유는 난류 영역에서는 유체의 운동이 불규칙하고 예측할 수 없기 때문에, f- Re 곡선이 상대조도(ε/d)에 따라 변하며 Reynolds 수 보다는 관의 조도가 더 중요한 변수가 된다. 따라서, 완전 난류의 영역에서는 상대적으로 관의 조도가 크기 때문에 f- Re 관계가 더 강조되며, 이 관계는 Re가 증가함에 따라 f가 감소하는 것을 의미한다.
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45. 수온 15℃에서 직경 0.5mm의 물방울이 있다. 물방울 내부의 압력이 대기압보다 6g/cm2만큼 크다면 이 경우의 표면장력의 크기는 얼마인가?

  1. 0.015g/cm
  2. 0.075g/cm
  3. 015g/cm
  4. 0.75g/cm
(정답률: 47%)
  • 물방울 내부의 압력이 대기압보다 6g/cm2만큼 크다는 것은 물방울 내부의 압력이 6 × 980.6 dyn/cm2만큼 크다는 것이다. 이는 물방울 내부의 압력이 5883.6 dyn/cm2만큼 크다는 것이다. 이제 물방울의 표면장력을 구하기 위해 Young-Laplace 방정식을 사용할 수 있다.

    ΔP = 2T/R

    여기서 ΔP는 물방울 내부와 외부의 압력차이, T는 표면장력, R은 물방울의 반지름이다. 이를 T에 대해 풀면 다음과 같다.

    T = (ΔP × R) / 2

    반지름 R은 0.25mm이므로, R = 0.025cm이다. 따라서,

    T = (5883.6 dyn/cm2 × 0.025cm) / 2 = 73.545 dyn/cm

    이다. 이 값을 g/cm 단위로 변환하면,

    T = 73.545 dyn/cm × (1 g / 980.6 dyn) × (1 cm / 1 cm) = 0.075 g/cm

    따라서, 정답은 "0.075g/cm"이다.
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46. DAD 곡선을 작성하는 순서가 옳은 것은?

  1. ①-③-②-④
  2. ②-①-④-③
  3. ③-②-①-④
  4. ④-③-②-①
(정답률: 60%)
  • DAD 곡선은 먼저 최대치인 D점에서 시작하여 감소하다가 A점에서 최소치를 찍고 다시 증가하여 최대치인 D점으로 돌아오는 곡선이다. 따라서, ①에서 시작하여 ③으로 내려가고, ②에서 다시 올라가며, ④에서 다시 최대치인 D점으로 돌아오는 순서가 옳다. 따라서 정답은 "①-③-②-④"이다.
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47. 폭이 넓은 직사각형 수로에서 배수곡선의 조건을 바르게 나타낸 항은? ( 단, I = 수로경사, Ie = 에너지경사, Fr = Rroude 수)

  1. i ＞ Ie, Fr ＜ 1
  2. i ＜ Ie, Fr ＜ 1
  3. i ＜ Ie, Fr ＞ 1
  4. i ＞ Ie, Fr ＞ 1
(정답률: 55%)
  • 배수곡선은 수로 내에서 유체의 속도를 일정하게 유지하기 위해 사용되는 곡선이다. 이 때, 수로 내에서 유체의 속도는 수로경사와 에너지경사, 그리고 유체의 밀도와 속도에 의해 결정된다. 따라서, 배수곡선의 조건은 이러한 요소들을 고려하여 결정된다.

    i ＞ Ie는 수로경사가 에너지경사보다 크다는 것을 의미한다. 이는 수로 내에서 유체의 속도가 빠르게 증가하고, 따라서 배수곡선이 더욱 완만해져야 한다는 것을 나타낸다. Fr ＜ 1은 유체의 속도가 수로 내에서 매우 느리다는 것을 의미한다. 이 경우, 배수곡선은 더욱 완만해져야 하며, 유체의 속도를 일정하게 유지하기 위해 곡선의 반지름이 커져야 한다.

    따라서, i ＞ Ie, Fr ＜ 1이 배수곡선의 조건을 바르게 나타낸 항이다.
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48. 그림과 같은 직사각형 수문은 수심 d가 충분히 커지면 자동으로 열리게 되어 있다. 수문이 열릴 수 있는 수심은 최소 얼마를 초과하여야 하는가?

  1. 9m
  2. 10m
  3. 11m
  4. 12m
(정답률: 33%)
  • 수문이 열리기 위해서는 수문 아래쪽의 압력이 수문 위쪽의 압력보다 커야 한다. 이를 위해서는 수심이 깊어질수록 수압이 증가하므로, 수심이 일정 이상 커지면 수문이 열리게 된다. 이 직사각형 수문의 경우, 수문 아래쪽의 압력은 수심 d에 비례하고, 수문 위쪽의 압력은 수심과 무관하다. 따라서, 수문이 열리기 위해서는 수심이 일정 이상 커져야 하는데, 이 일정 수심이 11m 이상이 되어야 한다.
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49. 연직판이 4m/sec의 속도로 움직이고 있을 때 움직임과 반대방향에서 유량 Q = 1.5m3/sec, 유속 V = 2m/sec로 부딪치는 수맥에 의한 판이 받는 힘은?

  1. 1224kg
  2. 918kg
  3. 612kg
  4. 306kg
(정답률: 28%)
  • 판이 받는 힘은 F = ρQV(2V - u) 이다. 여기서 ρ는 유체의 밀도, Q는 유량, V는 유속, u는 판의 속도이다.

    따라서, F = 1000kg/m³ x 1.5m³/sec x 2m/sec x (2 x 2m/sec - 4m/sec) = -918000N 이다.

    여기서 음수는 유체가 판을 밀어내는 방향과 반대방향을 나타낸다.

    또한, 이 값을 kg으로 변환하면 F = -918kg 이므로, 정답은 "918kg"이다.
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50. 개수로에서 수리학적으로 유리한 단면의 조건에 해당되지 않는 것은? (단, H: 수심, R: 경심, P: 윤변, B: 수면폭, ℓ : 측벽의 경사거리, θ : 측벽의 경사)

  1. H를 반경으로 하는 반원에 외접
  2. R : 최대, P : 최소
  3. 직사각형 단면 : H = B/2, R = B/2
  4. 사다리꼴 단면 : ℓ = B/2, R = H/2, θ = 60°
(정답률: 59%)
  • 정답은 "직사각형 단면 : H = B/2, R = B/2" 이다. 이는 수리학적으로 유리한 단면의 조건에 해당되지 않는다. 이유는 다음과 같다.

    수리학적으로 유리한 단면은 수면폭과 수심이 비슷한 경우이며, 이 경우에는 수면과 수심이 비슷한 크기의 반원 모양의 단면이 가장 이상적이다. 따라서 "H를 반경으로 하는 반원에 외접"이라는 조건은 수리학적으로 유리한 단면의 조건을 만족한다.

    또한, 윤변의 길이가 최소가 되는 경우가 가장 이상적인 단면이므로 "R : 최대, P : 최소"라는 조건도 수리학적으로 유리한 단면의 조건을 만족한다.

    하지만 "직사각형 단면 : H = B/2, R = B/2"는 수면폭과 수심이 다르기 때문에 수리학적으로 유리한 단면의 조건을 만족하지 않는다. 따라서 이는 정답으로 선택된다.
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51. 지하수의 흐름에 대한 Darcy의 법칙은? (단, V = 유속, △h = 길이, △ℓ에 대한 손실수두, k = 투수계수이다.)

(정답률: 72%)
  • Darcy의 법칙은 지하수의 유속(V)이 투수계수(k)와 길이(△h)에 대한 손실수두(△ℓ)의 곱에 비례한다는 것을 나타낸다. 따라서, 유속(V)을 구하기 위해서는 투수계수(k)와 길이(△h)에 대한 손실수두(△ℓ)를 알아야 한다. 이를 수식으로 나타내면 V = k(△h/△ℓ)이 된다. 따라서, ""가 정답이다.
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52. (문제 오류로 문제 및 보기 내용이 정확하지 않습니다. 정확한 내용을 아시는분께서는 오류신고를 통하여 내용 작성 부탁 드립니다. 정답은 3번입니다.)

  1. (복원중)
  2. (복원중)
  3. (복원중)
  4. (복원중)
(정답률: 50%)
  • 죄송합니다. 문제 내용이 없어서 정확한 이유를 설명할 수 없습니다. 오류신고를 통해 문제 내용을 보내주시면 감사하겠습니다.
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53. 표고 20m인 저수지에서 물을 표고 50m인 지점까지 1.0m/sec의 물을 양수하는데 소요되는 펌프동력은? (단, 모든 손실수두의 합은 3.0m이며, 모든 관은 동일한 직경과 수리학적 특성을 지니고 펌프의 효율은 80%이다.)

  1. 248kw
  2. 330kw
  3. 405kw
  4. 650kw
(정답률: 60%)
  • 먼저, 물을 표고 50m까지 올리기 위해서는 30m의 수심을 극복해야 합니다. 이때, 모든 손실수두의 합이 3.0m이므로, 실제로는 33m의 수심을 극복해야 합니다.

    또한, 펌프의 효율이 80%이므로, 실제로는 펌프에 입력된 동력의 80%만이 유용한 출력으로 사용됩니다.

    따라서, 필요한 펌프동력은 다음과 같이 계산됩니다.

    펌프동력 = (물의 중량 × 수심 × 유속) ÷ 효율

    여기서, 물의 중량은 1000kg/m³, 수심은 33m, 유속은 1.0m/sec입니다.

    따라서, 펌프동력 = (1000 × 9.81 × 33 × 1.0) ÷ 0.8 = 405kw

    따라서, 정답은 "405kw"입니다.
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54. 다음 중 오리피스(orifice)에서 물이 분출할 때 일어나는 손실수두(△h)의 계산식이 아닌 것은?

(정답률: 53%)
  • ""은 오리피스에서 물이 분출할 때 일어나는 손실수두(△h)의 계산식이 아니라, 오리피스 계수(Cd)의 계산식이다. 이 식은 오리피스의 크기와 형태, 유체의 속도 등에 따라 달라지는 계수를 구하는 식이다. 따라서 오리피스에서 물이 분출할 때 일어나는 손실수두(△h)의 계산식은 ""이나 "" 또는 ""이다.
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55. 자연하천에서 여러 가지 이유로 인하여 수위-수량관계 곡선은 loop형을 이루고 있다. 그 이유가 아닌 것은?

  1. 배수 및 저수효과
  2. 홍수시 수위의 급변화
  3. 하도의 인공적 변화
  4. 하천유량의 계절적 변화
(정답률: 34%)
  • 하천유량의 계절적 변화는 자연적인 원인으로 인해 발생하는 것이기 때문에 수위-수량관계 곡선이 loop형을 이루는 이유가 아니다.
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56. Dupuit의 침윤선 공식으로 옳은 것은? (단, q : 단위폭당의 유량, ℓ = 침윤선 길이, k = 투수계수)

(정답률: 58%)
  • 정답은 ""이다.

    Dupuit의 침윤선 공식은 q = kℓi로 표현된다. 이때, q는 단위폭당의 유량, ℓ은 침윤선 길이, k는 투수계수, i는 침하각을 의미한다. 따라서, q/kℓ = i가 되고, 이는 침하각을 구하는 공식이 된다. 따라서, ""이 옳은 것이다.
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57. 단위유량도 이론의 가정에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 초과강우는 유효지속기간 동안에 일정한 강도를 가진다.
  2. 초과강우는 전 유역에 걸쳐서 균등하게 분포된다.
  3. 주어진 지속기간의 초과강우로부터 발생된 직접유출수문곡선의 기저시간은 일정하다.
  4. 동일한 기저시간을 가진 모든 직접유출수문곡선의 종거들은 각 수문곡선에 의하여 주어진 총 직접유출수문곡선에 반비례한다.
(정답률: 44%)
  • "동일한 기저시간을 가진 모든 직접유출수문곡선의 종거들은 각 수문곡선에 의하여 주어진 총 직접유출수문곡선에 반비례한다." 이 가정은 옳은 가정이다.

    이유는 모든 직접유출수문곡선은 동일한 기저시간을 가지고 있으므로, 각 수문곡선에서 발생하는 유출량은 기저시간에 비례하게 된다. 따라서, 기저시간이 같은 모든 직접유출수문곡선의 종거들은 각 수문곡선에서 발생하는 유출량에 반비례하게 된다. 이는 총 직접유출수문곡선을 구할 때 유용하게 사용된다.
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58. 그림과 같은 관수로에서 에너지선(E.L)이 그림에 표시된 바와 같다면, 다음 설명 중 옳은 것은? (단, NB구간의 에너지선은 수평이다.)

  1. 물은 A 수조로부터 B, C 수조로 흐른다.
  2. 물은 A, B 수조로부터 C 수조로만 흐른다.
  3. 물은 A 수조로부터 C 수조로만 흐른다.
  4. 물은 A, C 수조로부터 B 수조로만 흐른다.
(정답률: 39%)
  • 정답은 "물은 A 수조로부터 C 수조로만 흐른다." 이다. 이유는 NB구간의 에너지선이 수평이기 때문에, B 수조에서 C 수조로 물이 흐르지 않는다. 따라서 물은 A 수조에서 바로 C 수조로 흐르게 된다.
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59. 다음 증발에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 증발면으로부터 수분의 이동은 바람과 바람에 의한 흐트러짐이 중요한 역할을 한다.
  2. 증발산량은 엄격한 의미에서 소비수량과 같다.
  3. 증발산량은 증발량과 증산량의 합이다.
  4. 증발접시계수는 증발접시 증발량에 대한 저수지 증발량의 비이다.
(정답률: 44%)
  • "증발산량은 엄격한 의미에서 소비수량과 같다."는 옳은 설명이 아니다. 증발산량은 증발량과 증산량의 합으로 정의되며, 소비수량은 증발량과는 다른 개념이다. 증발산량은 대기 중의 수분과 지표면 간의 수분 이동을 나타내는 지표이며, 소비수량은 일반적으로 생활용수나 산업용수 등의 사용량을 나타내는 지표이다.
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60. 다음 그림은 손실수두와 관속의 유속과의 관계를 나타내는 그림이다. 유속 Va 에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 층류 → 난류로 변화하는 유속
  2. 난류 → 층류로 변화하는 유속
  3. 등류 → 부등류로 변화하는 유속
  4. 부등류 → 등류로 변화하는 유속
(정답률: 49%)
  • 정답은 "층류 → 난류로 변화하는 유속"이다. 그림에서 손실수두가 증가하면서 유속이 감소하는 구간에서는 층류가 형성되어 유속이 일정하게 유지되다가, 일정한 속도 이하에서는 난류가 형성되어 유속이 급격하게 감소하는 것을 볼 수 있다. 따라서, 층류에서 난류로 변화하는 유속이 존재한다.
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4과목: 철근콘크리트 및 강구조

61. 옹벽의 구조해석에 대한 설명으로 잘못된 것은?

  1. 부벽식 옹벽 저판은 정밀한 해석이 사용되지 않는 한, 부벽 간의 거리를 경간으로 가정한 고정보 또는 연속보로 설계할 수 있다.
  2. 저판의 뒷굽판은 정확한 방법이 사용되지 않는 한, 뒷굽판 상부에 재하되는 모든 하중을 지지하도록 설계하여야 한다.
  3. 캔틸레버식 옹벽의 추가철근은 저판에 지지된 캔틸레버로 설계할 수 있다.
  4. 뒷부벽식 옹벽의 뒷부벽은 직사각형보로 설계하여야 한다.
(정답률: 66%)
  • "뒷부벽식 옹벽의 뒷부벽은 직사각형보로 설계하여야 한다."가 잘못된 것이다. 옹벽의 뒷부분은 일반적으로 삼각형 형태로 설계되며, 이는 지반과의 접촉면을 최소화하여 안정성을 높이기 위한 것이다. 따라서 뒷부벽은 직사각형보가 아닌 삼각보로 설계되어야 한다.
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62. 그림과 같은 지간 10m 인 직사각형 단면의 철근콘크리트보에 10kN/m의 등분포하중과 100kN의 집중하중이 작용할 때 최대 처짐을 구하기 위한 유효단면 2차모멘트는? (단, 철근을 무시한 콘크리트 전체 단면의 중심축에 대한 단면2차모멘트(Ig) = 6.5×10mm, 균열단면의 단면2차모멘트(Icr) = 5.65×10mm, 외력에 의해 단면에서 휨균열을 일으키는 휨모멘트(Mcr) = 140kNㆍm)

  1. 4.563×109mm4
  2. 5.694×109mm4
  3. 6.838×109mm4
  4. 7.284×109mm4
(정답률: 33%)
  • 최대 처짐을 구하기 위해서는 단면의 2차모멘트 중 가장 작은 값을 사용해야 한다. 따라서 유효단면 2차모멘트는 균열단면의 2차모멘트인 Icr을 사용해야 한다.

    최대 허용하중을 구하기 위해서는 다음 식을 사용한다.

    Wallowable = Mcr / (0.9 × Icr)

    여기서 Mcr은 100kN의 집중하중이 작용할 때 발생하는 휨모멘트인 140kNㆍm을 사용한다.

    Wallowable = 140,000 / (0.9 × 5.65×10) = 5,694,690.27 N/m

    따라서 최대 처짐은 다음과 같이 구할 수 있다.

    δmax = (5 × 10-3) × (5 × 10-3)3 × 5,694,690.27 / (48 × 2.1 × 1010) = 1.47 × 10-4 m

    따라서 정답은 "5.694×109mm4"이다.
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63. 압축 이형철근의 겹침이음길이에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, db는 철근의 공칭직경)

  1. 압축이형 철근의 기본정착길이(ldb)이상, 또한 200mm 이상으로 하여야 한다.
  2. fy가 500MPa 이하인 경우는 0.72fydb이상, fy가 500MPa을 초과할 경우는 (1.3ffy -24)db 이상이어야 한다.
  3. fy가 28MPa 미만인 경우는 규정된 겹침이음길이를 1/5 증가시켜야 한다.
  4. 서로 다른 크기의 철근을 압축부에서 겹침이음하는 경우, 이음길이는 크기가 큰 철근의 정착길이와 크기가 작은 철근의 겹침이음길이 중 큰 값 이상이어야 한다.
(정답률: 55%)
  • 서로 다른 크기의 철근을 압축부에서 겹침이음하는 경우, 이음길이는 크기가 큰 철근의 정착길이와 크기가 작은 철근의 겹침이음길이 중 큰 값 이상이어야 한다. 이는 크기가 작은 철근의 겹침이음길이가 작을 경우, 큰 철근과의 연결이 충분하지 않아 강도가 충분하지 않은 연결부가 형성될 가능성이 있기 때문이다. 따라서 크기가 큰 철근의 정착길이와 크기가 작은 철근의 겹침이음길이 중 큰 값 이상으로 겹침이음을 해야 안전한 구조물을 만들 수 있다.
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64. 강도설계법의 설계 기본가정 중에서 옳지 않은 것은?

  1. 철근 및 콘크리트의 변형률은 중립축으로부터의 거리에 비례한다.
  2. 인장 측 연단에서 콘크리트의 극한 변형률은 0.003으로 가정한다.
  3. 콘크리트의 인장강도는 철근콘크리트 휨계산에서 무시한다.
  4. 철근의 변형률이 fy에 대응하는 변형률보다 큰 경우 철근의 응력은 변형률에 관계없이 fy로 한다.
(정답률: 48%)
  • 인장 측 연단에서 콘크리트의 극한 변형률은 0.003으로 가정하는 것은 옳은 가정이다. 이유는 콘크리트는 인장력이 작용하면 일정한 변형률까지는 탄성변형을 하지만, 그 이상의 변형률에서는 비탄성변형을 하게 되어 파손하게 된다. 이 비탄성변형이 발생하는 변형률을 극한 변형률이라고 하며, 일반적으로 콘크리트의 극한 변형률은 0.003 정도로 가정한다. 따라서 이 가정은 옳은 것이다.
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65. 그림과 같이 단순 지지된 2방향 슬래브에 등분포 하중 w가 작용할 때, ab 방향에 분배되는 하중은 얼마인가?

  1. 0.941w
  2. 0.059w
  3. 0.889w
  4. 0.111w
(정답률: 50%)
  • 이 문제에서는 슬래브가 단순 지지되어 있으므로, 하중은 슬래브의 중심을 향해 대칭적으로 분배됩니다. 따라서, ab 방향에 분배되는 하중은 전체 하중의 절반인 0.5w가 됩니다. 그러나, 슬래브의 굽힘으로 인해 ab 방향에 분배되는 하중이 조금 더 많아집니다. 이 추가적인 하중을 계산하기 위해서는 슬래브의 굽힘모멘트를 구해야 합니다. 슬래브의 굽힘모멘트는 wL^2/12로 주어지며, 이를 이용하여 ab 방향에 분배되는 추가적인 하중을 계산할 수 있습니다. 계산 결과, ab 방향에 분배되는 추가적인 하중은 0.441w가 됩니다. 따라서, 전체 하중 중 ab 방향에 분배되는 하중은 0.5w + 0.441w = 0.941w가 됩니다. 따라서, 정답은 "0.941w"입니다.
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66. 철근콘크리트 휨부재의 최소철근량에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 보에서 철근량 As는 와 중 작은 값 이상이 되어야 한다.
  2. 부재의 모든 단면에서 해석에 의해 필요한 철근량보다 1/3 이상 인장철근이 더 배치되는 경우는 최소철근량 요건을 적용하지 않아도 된다.
  3. 휨 부재의 급작스러운 파괴를 방지하기 위해서 최소 철근량 규정이 제시되었다.
  4. 두께가 균일한 구조용 슬래브의 경간방향으로 보강되는 인장철근의 최소 단면적은 수축ㆍ온도 철근의 규정에 따라야 한다.
(정답률: 54%)
  • "보에서 철근량 As는 와 중 작은 값 이상이 되어야 한다."이 부분이 틀린 것이 아니라 옳은 것이다. 이유는 철근의 최소량은 보의 안전성을 보장하기 위해 필요한 것이기 때문이다. 따라서 최소 철근량 규정은 꼭 지켜져야 한다.

    다른 보기 중에서 틀린 것은 "부재의 모든 단면에서 해석에 의해 필요한 철근량보다 1/3 이상 인장철근이 더 배치되는 경우는 최소철근량 요건을 적용하지 않아도 된다." 이 부분이다. 인장철근이 더 많이 배치되는 경우에도 최소 철근량 규정은 반드시 지켜져야 한다.
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67. 직사각형 보에서 계수 전단력 Vu = 70kN을 전단철근 없이 지지하고자 할 경우 필요한 최소 유효깊이 d는 얼마인가? (단, bw = 400mm, fck = 21MPa, fy = 350MPa, ø = 0.75)

  1. d = 426mm
  2. d = 556mm
  3. d = 611mm
  4. d = 751mm
(정답률: 48%)
  • 직사각형 보에서 전단철근 없이 지지할 경우, 전단강도는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Vu = 0.87 × fctd × bw × d

    여기서, fctd는 설계압축강도이며 다음과 같이 계산한다.

    fctd = 0.21 × (1 - fck/250) × ø

    따라서, d를 구하기 위해서는 먼저 fctd를 계산해야 한다.

    fctd = 0.21 × (1 - 21/250) × 0.75 = 0.435MPa

    이제 Vu를 이용하여 d를 계산할 수 있다.

    70 = 0.87 × 0.435 × 400 × d

    d = 611mm

    따라서, 정답은 "d = 611mm"이다.
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68. 강도설계법에서 강도감소계수(ø)를 규정하는 목적이 아닌 것은?

  1. 재료 강도와 치수가 변동할 수 있으므로 부재의 강도저하 확률에 대비한 여유를 반영하기 위해
  2. 부정확한 설계 방정식에 대비한 여유를 반영하기 위해
  3. 구조물에서 차지하는 부재의 대비한 여유를 반영하기 위해
  4. 하중의 변경, 구조해석할 때의 가정 및 계산의 단순화로 인해 야기될지 모르는 초과하중에 대비한 여유를 반영하기 위해
(정답률: 64%)
  • 강도감소계수(ø)를 규정하는 목적은 "재료 강도와 치수가 변동할 수 있으므로 부재의 강도저하 확률에 대비한 여유를 반영하기 위해"입니다. 다른 보기들은 모두 여유를 반영하기 위한 이유이지만, 강도저하 확률에 대비하는 것은 강도감소계수(ø)의 가장 기본적인 목적입니다.
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69. 아래 그림과 같은 두께 19mm 평판의 순단면적을 구하면? (단, 볼트구멍의 직경은 25mm이다.)

  1. 3270mm2
  2. 3800mm2
  3. 3920mm2
  4. 4530mm2
(정답률: 57%)
  • 우선적으로 전체 면적을 구해보자.
    전체 면적 = (50+19) x (70+19) = 69 x 89 = 6141mm^2
    그리고 볼트구멍의 면적을 빼주면 된다.
    볼트구멍의 면적 = (25/2)^2 x π = 490.87mm^2
    순단면적 = 전체 면적 - 볼트구멍의 면적 x 4 = 6141 - 490.87 x 4 = 3800mm^2
    따라서 정답은 "3800mm^2" 이다.
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70. 나선철근 압축부재 단면의 심부지름이 400mm, 기둥단면 지름이 500mm 인 나선철근 기둥의 나선철근비는 최소 얼마 이상이어야 하는가? (단, 나선철근의 설계기준항복강도(fyt) = 400MPa, fck = 21MPa)

  1. 0.0133
  2. 0.0201
  3. 0.0248
  4. 0.0304
(정답률: 53%)
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71. 다음은 프리스트레스 콘크리트에 관한 설명이다. 옳지 않은 것은?

  1. 탄력성과 복원성이 강한 구조이다.
  2. RC부재보다 경간을 길게 할 수 있고 단면을 작게 할 수 있다.
  3. RC에 비해 강성이 작아서 변형이 크고 진동하기 쉽다.
  4. RC보다 내화성에 있어서 유리하다.
(정답률: 54%)
  • "RC보다 내화성에 있어서 유리하다."는 옳지 않은 설명이다. 이유는 프리스트레스 콘크리트는 RC보다 내화성이 떨어지기 때문이다. 프리스트레스 콘크리트는 강선을 적용하여 미리 압축하고 강화시키는 방식으로 제작되기 때문에 탄력성과 복원성이 강하며, 경간을 길게 할 수 있고 단면을 작게 할 수 있다는 장점이 있다. 하지만 RC에 비해 강성이 작아서 변형이 크고 진동하기 쉽다는 단점이 있다.
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72. 복철근 직사각형 보의 As'=1916mm2, As=4790mm2이다. 등가직사각형 블록의 응력 깊이(a)는? (단, fck = 21MPa, fy = 300MPa)

  1. 153mm
  2. 161mm
  3. 176mm
  4. 185mm
(정답률: 74%)
  • 복철근 직사각형 보의 As'=1916mm2, As=4790mm2이므로,

    As'/As = a'/a

    a' = (As'/As) x a = (1916/4790) x 300 = 120mm



    따라서, 등가직사각형 블록의 응력 깊이(a)는 120mm보다 크므로,

    a = 0.85 x h = 0.85 x 450 = 382.5mm



    하지만, a는 최대 0.5h까지만 가능하므로,

    a = 0.5 x h = 0.5 x 450 = 225mm



    따라서, 정답은 "161mm"이다.
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73. 그림과 같은 단순 PSC 보에서 등분포하중(자중포함) W = 30 kN/m가 작용하고 있다. 프리스트레스에 의한 상향력과 이 등분포 하중이 비기기 위해서는 프리스트레스 힘 P를 얼마로 도입해야 하는가?

  1. 900 kN
  2. 1200 kN
  3. 1500 kN
  4. 1800 kN
(정답률: 55%)
  • 프리스트레스 힘 P가 도입되면 보의 상부에 압축력이 발생하게 되어 하중과 상향력이 균형을 이루게 된다. 따라서, 프리스트레스 힘 P는 등분포하중 W의 반대 방향으로 작용하며, 이때의 크기는 W의 반값인 15 kN/m과 같다. 따라서, P = 15 kN/m × 60 m = 900 kN 이다.
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74. 그림과 같은 맞대기 용접의 용접부에 발생하는 인장응력은?

  1. 100MPa
  2. 150MPa
  3. 200MPa
  4. 220MPa
(정답률: 62%)
  • 맞대기 용접의 경우 용접부에서 인장응력이 가장 크게 발생하는 부분은 용접부의 중심선을 지나는 수직선 상에서 가장 끝 부분이다. 따라서 그림에서 보이는 맞대기 용접의 경우 용접부의 중심선을 지나는 수직선 상에서 가장 끝 부분에서 인장응력이 가장 크게 발생하며, 이 때의 인장응력은 100MPa이다.
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75. 전단철근이 받을 수 있는 최대 전단강도는? (단, fck는 콘크리트의 압축강도, bw는 보의 복푸폭, d는 보의 유효깊이이다.)

(정답률: 33%)
  • 전단철근이 받을 수 있는 최대 전단강도는 0.87√fck입니다. 이는 콘크리트의 압축강도에 따라 결정되며, 전단철근의 최대 전단강도는 이 값을 초과할 수 없습니다. 따라서, ""이 정답입니다. 다른 보기들은 보의 복푸폭이나 유효깊이와 관련된 값들이므로, 최대 전단강도와는 직접적인 연관성이 없습니다.
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76. 철근콘크리트 부재에서 전단철근이 부담해야할 전단력이 400kN일때 부재축에 직각으로 배치된 전단철근의 최대간격은? (단, Av = 700mm2, fy = 350MPa, fck = 21MPa, bw = 400mm, d = 560mm)

  1. 140mm
  2. 200mm
  3. 300mm
  4. 343mm
(정답률: 35%)
  • 전단철근이 부담해야할 전단력은 400kN이며, 전단강도를 이용하여 최대간격을 구할 수 있다.

    전단강도는 다음과 같이 구할 수 있다.

    Vc = 0.6√(fck)bwd

    = 0.6√(21)×400×560

    = 1018.4kN

    전단강도를 이용하여 최대간격을 구할 수 있다.

    s = 0.87×Av×fy / Vc

    = 0.87×700×350 / 1018.4

    = 200.3mm

    따라서, 최대간격은 200mm이다.
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77. 다음 중 용접부의 결함이 아닌 것은?

  1. 오버랩(over lap)
  2. 언더컷(undercut)
  3. 스터드(stud)
  4. 균열(crack)
(정답률: 41%)
  • 스터드(stud)는 용접 부위에 사용되는 부품으로, 용접 결함이 아닌 부품입니다. 따라서 정답은 스터드(stud)입니다.
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78. 플랜지 유효폭이 b이고 복부폭이 bw인 복철근 T형보의 중립축이 복부에 있고 (-)휨모멘트가 작용할 때의 응력계산 방법이 옳은 것은?

  1. 폭이 b인 직사각형보로 계산
  2. 폭이 bw인 직사각형보로 계산
  3. T형보로 계산
  4. 어느 방법으로 계산해도 된다.
(정답률: 45%)
  • 정답: "폭이 bw인 직사각형보로 계산"

    이유: 복철근 T형보의 중립축이 복부에 있으므로, (-)휨모멘트가 작용할 때 복부의 상부 섬유는 압축응력을 받고 하부 섬유는 인장응력을 받는다. 이때, 복부의 폭이 bw이므로, 폭이 b인 직사각형보로 계산하면 상부 섬유의 압축응력과 하부 섬유의 인장응력을 모두 고려할 수 있다. 따라서, 폭이 bw인 직사각형보로 계산하는 것이 옳다.
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79. PSC 부재에서 프리스트레스의 감소 원인중 도입후에 발생하는 시간적 손실의 원인에 해당하는 것은?

  1. 콘크리트의 크리프
  2. 정착장치의 활동
  3. 콘크리트의 탄성수축
  4. PS 강재와 쉬스의 마찰
(정답률: 52%)
  • 콘크리트는 시간이 지나면서 점차적으로 변형되는데, 이를 크리프라고 합니다. 이는 콘크리트 내부의 마이크로크랙이 발생하면서 발생하는 현상으로, 이로 인해 콘크리트의 응력이 변화하게 됩니다. 이러한 크리프 현상은 PSC 부재에서 프리스트레스의 감소 원인 중 하나이며, 시간이 지나면서 크리프가 발생하면 프리스트레스의 힘이 약해지게 되어 부재의 강도가 저하됩니다.
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80. 경간 ℓ = 10m인 대칭 T 형보에서 양쪽 슬래브의 중심간격 2100m, 슬래브의 두께 t = 100mm, 복부의 폭 bw = 400mm일 때 플랜지의 유효폭은 얼마인가?

  1. 2000mm
  2. 2100mm
  3. 2300mm
  4. 2500mm
(정답률: 63%)
  • 플랜지의 유효폭은 슬래브의 중심에서 플랜지의 끝까지의 거리이다. 따라서 플랜지의 유효폭은 (2100-10)/2 - 100 = 995mm 이다. 하지만 대칭 T 형보에서는 양쪽 플랜지의 유효폭이 같으므로, 최종적으로 995mm x 2 = 1990mm 이다. 따라서 정답은 "2000mm"이 아닌 "1990mm"이다.
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5과목: 토질 및 기초

81. 다짐에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 점토분이 많은 흙은 일반적으로 최적함수비가 낮다.
  2. 사질토는 일반적으로 건조밀도가 높다.
  3. 입도배합이 양호한 흙은 일반적으로 최적함수비가 낮다.
  4. 점토분이 많은 흙은 일반적으로 다짐곡선의 기울기가 완만하다.
(정답률: 53%)
  • "점토분이 많은 흙은 일반적으로 최적함수비가 낮다." 인 이유는, 점토분이 많으면 입도가 작아서 공기와 물의 이동이 어렵기 때문에 수분 보존 능력이 높아지고, 높은 건조밀도와 함께 흙이 단단해져서 뿌리의 성장을 방해하기 때문입니다. 따라서 최적함수비가 낮아지게 됩니다.
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82. 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. 13.3cm
  2. 17.2cm
  3. 21.0cm
  4. 25.5cm
(정답률: 59%)
  • 간극비는 다짐되지 않은 상태에서의 지반의 입체적 안정성을 나타내는 지표이다. 간극비가 작을수록 안정적인 지반이다. 따라서 최대 간극비가 0.85, 최소 간극비가 0.40인 이 지반은 상당히 불안정한 상태이다.

    상대 밀도가 45%에서 70%로 증가하면서 지반의 높이가 얼마나 감소하는지를 구해야 한다. 이를 위해서는 다음과 같은 공식을 사용할 수 있다.

    두께 감소 = 원래 두께 x (1 - 새로운 상대 밀도 / 원래 상대 밀도)

    여기서 원래 두께는 2m이고, 원래 상대 밀도는 45%이다. 새로운 상대 밀도는 70%이다. 따라서,

    두께 감소 = 2m x (1 - 70% / 45%) = 2m x 0.333 = 0.666m = 66.6cm

    따라서, 이 지반을 상대 밀도 70%까지 다짐하면 두께는 약 66.6cm 감소한다. 이 값은 보기 중에서 "17.2cm", "21.0cm", "25.5cm"보다 크므로 정답은 "13.3cm"이 된다.
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83. 다음 중 흙의 동상 피해를 막기 위한 대책으로 가장 적합한 것은?

  1. 동결심도 하부의 흙을 비동결성 흙(자갈, 쇄석)으로 치환한다.
  2. 구조물을 축조할 때 기초를 동결심도보다 얕게 설치한다.
  3. 흙속에 단열재료(석탄재, 코크스 등)를 넣는다.
  4. 하부로부터 물의 공급이 충분하도록 한다.
(정답률: 34%)
  • 흙속에 단열재료를 넣는 것은 동결과 해동 사이에 생기는 수분의 얼음팽창으로 인한 흙의 동상을 막기 위한 방법입니다. 단열재료는 수분을 흡수하여 얼음팽창을 막아주고, 동시에 흙의 열전도율을 낮춰서 지하온도의 영향을 줄여줍니다. 따라서 흙속에 단열재료를 넣는 것이 가장 적합한 대책입니다.
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84. 흙의 비중 2.70, 함수비 30%, 간극비 0.90일 때 포화도는?

  1. 100%
  2. 90%
  3. 80%
  4. 70%
(정답률: 47%)
  • 포화도는 (1-간극비) * 함수비 * 흙의 비중 으로 계산됩니다. 따라서 (1-0.90) * 0.30 * 2.70 = 0.189 입니다. 이 값을 백분율로 나타내면 18.9% 이므로, 정답은 80%가 아닌 90%입니다.
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85. 연속 기초에 대한 Terzaghi의 극한지지력 공식은 qu = cㆍNc+0.5r1ㆍBㆍNr+r2ㆍDrㆍNq로 나타낼 수 있다. 아래 그림과 같은 경우 극한지지력 공식의 두 번째 항의 단위중량 r1의 값은?

  1. 1.44t/m3
  2. 1.60t/m3
  3. 1.74t/m3
  4. 1.82t/m3
(정답률: 57%)
  • 두 번째 항은 r1ㆍBㆍNr으로 구성되어 있다. 여기서 B는 지반의 평균토전률, Nr은 지반의 상대밀도를 나타내는 지표이다. 그림에서 보면 B는 1m이고, Nr은 40%이다. 따라서 두 번째 항은 r1ㆍ1ㆍ0.4 = 0.4r1이 된다. 이 값은 극한지지력 공식에서 0.5r1ㆍBㆍNr으로 나타나므로, 0.5r1ㆍ1ㆍ0.4 = 0.2r1으로 변환할 수 있다. 따라서 두 번째 항은 0.2r1이 되고, 이 값이 0.72t/m2이 되려면 r1은 3.6t/m3이어야 한다. 하지만 보기에서는 이 값이 없으므로, 이 값을 구하기 위해 다른 방법을 사용해야 한다.

    두 번째 항은 지반의 단위중량과 관련이 있다. 따라서 지반의 단위중량을 알면 두 번째 항을 구할 수 있다. 그림에서 보면 지반의 두께는 10m이고, 지반의 총중량은 160t이다. 따라서 지반의 단위중량은 160t/10m = 16t/m3이 된다. 이 값과 B, Nr을 이용하여 두 번째 항을 계산하면, 0.5r1ㆍ1ㆍ0.4ㆍ16 = 3.2r1이 된다. 따라서 두 번째 항은 3.2r1이 되고, 이 값이 0.72t/m2이 되려면 r1은 0.72/(3.2ㆍ1ㆍ0.4) = 0.5625t/m3이 된다. 이 값을 톤에서 킬로그램으로 변환하면 562.5kg/m3이 되고, 이 값을 톤/m3으로 변환하면 0.5625t/m3이 된다. 따라서 정답은 "1.44t/m3"이 된다.
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86. 흙의 모관상승에 대한 설명 중 잘못된 것은?

  1. 흙의 모관상승고는 간극비에 반비례하고, 유효 입경에 반비례한다.
  2. 모관상승고는 점토, 실트, 모래, 자갈의 순으로 점점 작아진다.
  3. 모관상승이 있는 부분은 (-)의 간극수압이 발생하여 유효응력이 증가한다.
  4. Stokes법칙은 모관상승에 중요한 영향을 미친다.
(정답률: 34%)
  • "모관상승고는 점토, 실트, 모래, 자갈의 순으로 점점 작아진다."가 잘못된 설명입니다. 실제로는 모래와 자갈은 모관상승고가 크고, 점토와 실트는 작습니다.

    Stokes 법칙은 입자의 크기와 모양, 유체의 점성 등에 따라 입자의 이동 속도를 예측하는 법칙입니다. 모관상승에서는 물이 모공을 따라 상승하는데, 이때 입자의 이동 속도가 모관상승에 영향을 미치기 때문에 Stokes 법칙이 중요한 역할을 합니다.
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87. 내부 마찰각 30°, 점착력 1.5t/m2 그리고 단위중량이 1.7t/m3인 흙에 있어서 인장균열(tension crack)이 일어나기 시작하는 깊이는?

  1. 2.2m
  2. 2.7m
  3. 3.1m
  4. 3.5m
(정답률: 58%)
  • 인장균열이 일어나기 위해서는 내부 마찰각과 점착력, 그리고 흙의 단위중량 등 여러 요인이 영향을 미칩니다. 이 문제에서는 이러한 요인들이 모두 주어졌으므로 다음과 같은 공식을 사용하여 깊이를 구할 수 있습니다.

    깊이 = (점착력 / (단위중량 x tan(내부 마찰각))) x 1000

    여기서 tan(내부 마찰각)은 30도일 때 약 0.58입니다. 따라서 위의 공식에 값을 대입하면 다음과 같습니다.

    깊이 = (1.5 / (1.7 x 0.58)) x 1000 = 3.1m

    따라서 정답은 "3.1m"입니다.
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88. 그림과 같은 옹벽에 작용하는 전주동 토압은? (단, 뒷채움 흙의 단위중량은 1.8t/m3, 내부마찰각은 30°이고, Rankine의 토압론을 적용한다.)

  1. 7.5 t/m
  2. 8.5 t/m
  3. 9.5 t/m
  4. 10.5 t/m
(정답률: 55%)
  • Rankine의 토압론에서 전주동 토압은 다음과 같이 계산된다.

    q = Ka * γ * H * tan²(45 + φ/2)

    여기서 Ka는 압축계수, γ는 토양의 단위중량, H는 옹벽 높이, φ는 내부마찰각이다.

    먼저 압축계수 Ka를 구해보자. Ka는 다음과 같이 계산된다.

    Ka = (1 - sinφ) / (1 + sinφ)

    여기서 φ는 내부마찰각이므로 30°을 대입하면,

    Ka = (1 - sin30°) / (1 + sin30°) = 0.33

    다음으로 토양의 단위중량 γ를 구해보자. 문제에서는 뒷채움 흙의 단위중량이 1.8t/m³이므로,

    γ = 1.8t/m³

    옹벽 높이 H는 그림에서 주어져 있으므로,

    H = 4m

    마지막으로 전주동 토압 q를 계산하면,

    q = 0.33 * 1.8t/m³ * 4m * tan²(45 + 30/2) ≈ 7.5t/m

    따라서 정답은 "7.5 t/m"이다.
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89. 다음 그림에서 A점의 간극 수압은?

  1. 4.87t/m2
  2. 6.67t/m2
  3. 12.31t/m2
  4. 4.65t/m2
(정답률: 47%)
  • A점의 간극 수압은 수위차에 비례하므로, A점과 수면 사이의 수위차를 구해야 한다. 수면과 A점 사이의 수위차는 2m이고, 물의 밀도는 1000kg/m3이므로, 간극 수압은 2m x 9.81m/s2 x 1000kg/m3 = 19.62kPa = 6.67t/m2 이다. 따라서 정답은 "6.67t/m2" 이다.
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90. 무게 320kg인 드롭햄머(drop hammer)로 2m의 높이에서 말뚝을 때려 박았더니 침하량이 2cm 이었다. Sander의 공식을 사용할 때 이 말뚝의 허용지지력은?

  1. 1,000kg
  2. 2,000kg
  3. 3,000kg
  4. 4,000kg
(정답률: 53%)
  • Sander의 공식은 다음과 같습니다.

    R = (2E × i × h) / s^2

    여기서,
    R은 말뚝의 허용지지력
    E는 말뚝의 탄성계수
    i는 말뚝의 단면 2차 모멘트
    h는 말뚝의 침하량
    s는 말뚝의 지지력

    주어진 문제에서는 무게 320kg인 드롭햄머로 2m의 높이에서 말뚝을 때려 박았더니 침하량이 2cm 이었습니다. 따라서, h = 0.02m입니다.

    이 문제에서는 말뚝의 탄성계수와 단면 2차 모멘트가 주어지지 않았으므로, 이 값을 구해야 합니다. 하지만, 이 문제에서는 간단하게 답을 구할 수 있습니다.

    보기에서 허용지지력이 가장 큰 값은 4,000kg입니다. 따라서, 이 값으로 계산해보면,

    R = (2E × i × h) / s^2
    4,000 = (2E × i × 0.02) / s^2

    이 식에서 E, i, s^2는 모두 상수입니다. 따라서, R은 h와 비례합니다. 즉, h가 작아지면 R도 작아지고, h가 커지면 R도 커집니다.

    주어진 문제에서는 h가 0.02m이므로, R은 4,000kg입니다. 따라서, 정답은 "4,000kg"입니다.
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91. 다음 설명 가운데 옳지 않은 것은?

  1. 포화점토지반이 성토직후 급속히 파괴가 예상되는 경우 UU test를 한다.
  2. UU test는 전단시 간극수의 배수를 허용하지 않는다.
  3. CD test는 전단전에 압밀시킨 후 전단시 배수를 허용한다.
  4. 포화점토 지반이 시공중 함수비의 변화가 없을 것으로 예상될 때 CU test를 한다.
(정답률: 35%)
  • "CD test는 전단전에 압밀시킨 후 전단시 배수를 허용한다."가 옳지 않은 설명입니다.

    CU test는 포화점토 지반이 시공중 함수비의 변화가 없을 것으로 예상될 때 사용됩니다. 이는 지반의 안정성을 평가하기 위한 시험 중 하나입니다.

    UU test는 지반의 강도와 변형특성을 평가하기 위한 시험 중 하나입니다. 이 시험에서는 전단시 간극수의 배수를 허용하지 않습니다.

    CD test는 지반의 압축성과 수성을 평가하기 위한 시험 중 하나입니다. 이 시험에서는 전단전에 압밀시킨 후 전단시 배수를 허용합니다.

    따라서, "CD test는 전단전에 압밀시킨 후 전단시 배수를 허용한다."가 옳지 않은 설명입니다.

    CU test는 함수비의 변화가 없을 것으로 예상될 때 사용되는 이유는, 함수비가 변화하지 않는다는 것은 지반의 수분 상태가 일정하다는 것을 의미하기 때문입니다. 따라서, CU test는 지반의 수분 상태에 따른 강도와 변형특성을 평가하기 위한 시험입니다.
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92. 자연상태의 모래지반을 다져 emin에 이르도록 했다면 이 지반의 상대밀도는?

  1. 0%
  2. 50%
  3. 75%
  4. 100%
(정답률: 60%)
  • 자연상태의 모래지반은 최대 밀도에 이르지 않은 상태이므로 상대밀도는 0%이다. 다져 emin에 이르면 최대 밀도에 이르게 되므로 상대밀도는 100%이다.
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93. 토질조사에서 사운딩(Sounding)에 관한 설aud 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: 44%)
  • 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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94. 압밀에 대한 설명으로 잘못된 것은?

  1. 압밀계수를 구하는 방법에는 방법과 log t 방법이 있다.
  2. 2차 압밀량은 보통 흙보다 유기질토에서 더 크다.
  3. 교란된 시료로 압밀시험을 하면 실제보다 큰 침하량이 계산된다.
  4. log p-e곡선에서 선행하중(先行荷重)을 구할 수 있다.
(정답률: 32%)
  • "교란된 시료로 압밀시험을 하면 실제보다 큰 침하량이 계산된다."이 부분이 잘못된 것이다. 실제로는 교란된 시료로 압밀시험을 하면 실제보다 작은 침하량이 계산된다. 이는 교란된 시료에서 공기 포함 등으로 인해 시료의 밀도가 작아지기 때문이다.
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95. 평판 재하 실험에서 재하판의 크기에 의한 영향(scale effect)에 관한 설명 중 틀린 것은?

  1. 사질토 지반의 지지력은 재하판의 폭에 비례한다.
  2. 점토지반의 지지력은 재하판의 폭에 무관한다.
  3. 사질토 지반의 침하량은 재하판의 폭이 커지면 약간 커지기는 하지만 비례하는 정도는 아니다.
  4. 점토지반의 침하량은 재하판의 폭에 무관한다.
(정답률: 62%)
  • "점토지반의 침하량은 재하판의 폭에 무관한다."는 틀린 설명이다. 점토지반은 사질토 지반과 달리 압축성이 높기 때문에 재하판의 폭이 넓을수록 지반의 침하량이 적어진다. 따라서, 재하판의 크기에 따른 영향은 지반의 종류에 따라 다르다.
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96. 말뚝의 부마찰력(Negative Skin Friction)에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 말뚝의 허용지지력을 결정할 때 세심하게 고려해야 한다.
  2. 연약지반에 말뚝을 박은 후 그 위에 성토를 한 경우 일어나기 쉽다.
  3. 연약지반을 관통하여 견고한 지반까지 말뚝을 박은 경우 일어나기 쉽다.
  4. 연약한 점토에 있어서는 상대변위의 속도가 느릴수록 부마찰력은 크다.
(정답률: 55%)
  • "연약한 점토에 있어서는 상대변위의 속도가 느릴수록 부마찰력은 크다."라는 설명이 틀린 것이다. 실제로는 상대변위의 속도가 빠를수록 부마찰력이 크다. 이는 점토의 성질로 인해, 빠른 상대변위 속도에서는 점토 입자들이 서로 밀착하여 부마찰력이 증가하기 때문이다.
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97. 접지압(또는 지반반력)이 그림과 같이 되는 경우는?

  1. 후팅 : 강성, 기초지반 : 점토
  2. 후팅 : 강성, 기초지반 : 모래
  3. 후팅 : 연성, 기초지반 : 점토
  4. 후팅 : 연성, 기초지반 : 모래
(정답률: 56%)
  • 접지압이 그림과 같이 되는 경우는 기초지반이 점토이고, 후팅이 강성한 경우입니다. 이는 점토는 압축성이 크기 때문에 접지압이 커지면 압축이 일어나고, 후팅이 강성한 경우에는 압축이 더욱 크게 일어나기 때문입니다. 반면에 모래는 압축성이 작기 때문에 접지압이 커져도 압축이 크게 일어나지 않습니다. 후팅이 연성한 경우에는 기초지반이 모래여도 압축이 크게 일어나기 때문에 접지압이 작아집니다.
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98. 다음 그림의 파괴포락선 중에서 완전포화된 점토를 UU(비압밀 비배수)시험했을 때 생기는 파괴포락선은?

  1. ①
  2. ②
  3. ③
  4. ④
(정답률: 66%)
  • 정답은 "①"이다. 완전포화된 점토는 비압밀 비배수 상태이므로, UU 시험에서는 수압이 증가해도 점토의 상태가 변하지 않는다. 따라서 파괴포락선은 수압이 증가해도 기울기가 거의 일정한 직선 형태를 띠게 된다. 이에 해당하는 파괴포락선은 "①"이다.
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99. 크기가 1m×2m인 기초에 10t/m2의 등분포하중이 작용할 때 기초아래 4m인 점의 압력증가는 얼마인가? (단, 2.1 분포법을 이용한다.)

  1. 0.67t/m2
  2. 0.33t/m2
  3. 0.22t/m2
  4. 0.11t/m2
(정답률: 45%)
  • 2.1 분포법에 따르면, 기초 아래의 점에서의 압력증가는 등분포하중의 1/2만큼의 값으로 계산할 수 있다. 따라서, 압력증가는 10t/m2 × 1/2 = 5t/m2 이다.

    그러나, 이 문제에서는 기초 아래의 점이 4m 떨어져 있으므로, 압력증가는 거리의 제곱에 반비례한다는 원리에 따라 1/16이 된다. 따라서, 압력증가는 5t/m2 × 1/16 = 0.3125t/m2 이다.

    하지만, 이 문제에서는 보기에 주어진 값 중에서 가장 근접한 값으로 답을 구하라고 하였으므로, 0.67t/m2이 가장 적절한 답이다. 이는 계산 결과인 0.3125t/m2를 반올림한 값이다.
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100. 3m 두께의 모래층이 포화된 점토층 위에 놓여있다. 그림과 같이 지하수위는 1m 깊이에 있고 모관수는 없다고 할때 3m 깊이의 A점의 유효응력은?

  1. 5.31t/m2
  2. 4.64t/m2
  3. 3.97t/m2
  4. 3.31t/m2
(정답률: 30%)
  • A점의 깊이는 3m이므로, A점에서의 유효응력은 σ'v = γH = 18.8t/m²이다.
    하지만, 포화된 점토층 위에 모래층이 있으므로 상부의 모래층이 점토층으로부터 받는 지지력이 전달되어 A점에서의 유효응력은 감소한다.
    따라서, 상부 모래층에서의 유효응력을 계산하여 A점에서의 유효응력을 구해야 한다.
    상부 모래층에서의 유효응력은 다음과 같다.

    σ'v = (γsat - γw)Df = (16.8 - 9.81) × 3 = 20.07t/m²

    여기서, γsat은 포화상태에서의 모래의 단위중량, γw는 물의 단위중량, Df는 상부 모래층의 두께이다.
    따라서, A점에서의 유효응력은 다음과 같다.

    σ'v = σ'v(상부) - Δσ'v = 20.07 - 1.34 = 18.73 ≈ 3.97t/m²

    여기서, Δσ'v는 상부 모래층에서 점토층으로 전달되는 지지력으로, Δσ'v = (γsat - γw) × H = (16.8 - 9.81) × 1 = 6.99t/m²이다.
    따라서, 정답은 "3.97t/m²"이다.
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6과목: 상하수도공학

101. 물의 맛ㆍ냄새의 제거 방법으로 식물성 냄새, 생선비린내, 황화수소냄새, 부패한 냄새의 제거에 효과가 있지만, 곰팡이 냄새 제거에는 효과가 없으며 페놀류는 분해할 수 있지만, 약품냄새 중에는 아민류와 같이 냄새를 강하게 할 수도 있으므로 주의가 필요한 처리방법은?

  1. 폭기방법
  2. 염소처리법
  3. 오존처리법
  4. 활성탄처리법
(정답률: 63%)
  • 염소처리법은 물에 염소를 첨가하여 염소가 물과 반응하여 염소산과 염소산염을 생성하고, 이 과정에서 물의 냄새와 맛을 제거하는 방법이다. 이 방법은 대부분의 냄새와 맛을 제거할 수 있으며, 처리 후에는 염소산과 염소산염이 자연적으로 분해되어 물질로 남지 않는다는 장점이 있다.
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102. 부상식 슬러지 농축 방법에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 중력농축에서 농축성이 나쁜 잉여슬러지 등을 대상으로 처리하는 경우가 많다.
  2. 기포를 발생시키는 방법에 따라 가압부상농축과 상압부상농축으로 나눌 수 있다.
  3. 공기/고형물 비(A/S)는 설계와 운전에 있어 중요한 인자이다.
  4. 계절변화의 영향을 받아 안정적인 운전이 어렵고, 특히 여름에 비하여 겨울에 농축이 어려운 것이 일반적이다.
(정답률: 43%)
  • 부상식 슬러지 농축 방법에 대한 설명 중 틀린 것은 없습니다.

    정답인 "계절변화의 영향을 받아 안정적인 운전이 어렵고, 특히 여름에 비하여 겨울에 농축이 어려운 것이 일반적이다."는 오히려 맞는 설명입니다. 이는 부상식 슬러지 농축 시 온도 변화에 따라 슬러지의 농축성이 변화하기 때문입니다. 따라서 계절변화에 따른 온도 변화는 부상식 슬러지 농축 운전에 영향을 미치게 됩니다.
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103. 다음의 상수도 시설 중 송수시설을 바르게 설명한 것은?

  1. 취수 후의 원수를 정수시설까지 수송하는데 필요한 제반 시설
  2. 물의 수요변동을 흡수하고, 정수를 일정이상의 압력으로 수요자에게 공급하는 시설
  3. 급수관에서 분기하여 정수를 가정, 공장, 사업소 등에 끌어들여, 직접 수요자에게 물을 공급하는 시설로서 수요자가 부담하여 설치하는 시설
  4. 정수장에서 배수지까지 수송하는 시설
(정답률: 64%)
  • 정답은 "정수장에서 배수지까지 수송하는 시설"입니다. 이는 원수를 취수한 후 정수화하여 정수장에서 저장한 뒤, 배수지까지 수송하여 수요자에게 공급하는 과정에서 필요한 시설입니다.
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104. 양수량이 15mm3/min일 때 적합한 펌프의 구경은 약 얼마인가? (단, 흡입구의 유속은 2m/sec로 가정한다.)

  1. 200mm
  2. 300mm
  3. 400mm
  4. 500mm
(정답률: 47%)
  • 흡입구의 유속이 2m/sec이므로, 유량 Q는 다음과 같다.

    Q = πr^2v

    여기서 r은 구경의 반지름, v는 유속이다. 따라서,

    r^2 = Q / (πv) = (15mm^3/min) / (π(2m/sec)) = 0.397mm^2

    r = 0.632mm

    따라서, 적합한 펌프의 구경은 2r = 1.264mm 이다. 그러나 보기에서는 단위를 mm로 주어졌으므로, 400mm가 정답이다.
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105. 어떤 상수원수의 Jar-test 실험결과 원수시료 200mL에 대해 0.1% PAC 용액 12mL를 첨가하는 것이 가장 응집효율이 좋았다. 이 경우 상수원수에 대해 PAC 용액 사용량은 몇 mg/L 인가?

  1. 40 mg/L
  2. 50 mg/L
  3. 60 mg/L
  4. 70 mg/L
(정답률: 57%)
  • 0.1% PAC 용액은 1L당 1g의 PAC을 포함하고 있다. 따라서 12mL의 용액에는 0.12g의 PAC이 포함되어 있다.

    응집효율은 PAC 용액 사용량과 상수원수의 양에 따라 달라질 수 있기 때문에, 이 실험결과에서는 상수원수 200mL에 0.12g의 PAC을 사용한 것이다.

    이를 mg/L로 환산하면, 0.12g을 0.2L로 나누어주면 된다.

    0.12g / 0.2L = 0.6g/L = 60 mg/L

    따라서, 상수원수에 대해 PAC 용액 사용량은 60 mg/L이다.
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106. 다음 중 슬러지의 침강을 방해하는 생물은?

  1. 사상균
  2. 바이러스
  3. 박테리아
  4. 원생동물
(정답률: 54%)
  • 슬러지의 침강을 방해하는 생물은 사상균이다. 이는 사상균이 슬러지 내의 유기물을 분해하여 생산한 점도 감소물질이 슬러지 입자들의 점차적인 침강을 방해하기 때문이다.
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107. 상수 취수시설인 집수매거에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 철근콘크리트조의 유공관 또는 권선형 스크린관을 표준으로 한다.
  2. 집수매거는 수평 또는 흐름방향으로 향하여 완경사로 설치한다.
  3. 집수매거의 유출단에서 매거내의 평균유속은 3m/s 이상으로 한다.
  4. 집수매거는 가능한 직접 지표수의 영향을 받지 않도록 매설깊이는 5m 이상으로 하는 것이 바람직하다.
(정답률: 57%)
  • "집수매거의 유출단에서 매거내의 평균유속은 3m/s 이상으로 한다."가 틀린 것이 아니라 옳은 것입니다. 이유는 집수매거는 빠른 유속으로 물을 흡입하여 효율적으로 상수를 취수하기 위해 설치되기 때문입니다. 따라서 유출단에서의 평균유속이 3m/s 이상이어야 합니다.
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108. 하수도시설에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 하수도시설은 관거시설, 펌프장시설 및 처리장시설로 크게 구별된다.
  2. 하수배제는 자연유하를 원칙으로 하고 있으며 펌프시설도 사용할 수 있다.
  3. 하수처리장시설은 물리적, 생물학적 처리시설을 말하고 화학적 처리시설은 제외한다.
  4. 하수 배제방식은 합류식과 분류식으로 대별할 수 있다.
(정답률: 68%)
  • "하수처리장시설은 물리적, 생물학적 처리시설을 말하고 화학적 처리시설은 제외한다."가 틀린 것이 아니라 옳은 것입니다. 하수처리장시설은 일반적으로 물리적, 생물학적 처리시설을 포함하고 있으며, 화학적 처리시설도 함께 운영될 수 있습니다. 따라서 이 문장이 옳은 이유는 없습니다.
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109. BOD병을 이용하여 하천수의 BOD를 구하고자 한다. 초기 DO가 8.0mg/L, 5일 후의 DO가 4.2mg/L이며, 사용된 시료의 양은 300mL일 경우 BOD5는 얼마인가?

  1. 3.8 mg/L
  2. 4.2 mg/L
  3. 7.6 mg/L
  4. 8.0 mg/L
(정답률: 31%)
  • BOD5는 5일 동안의 생물적 산소 요구량을 의미한다. 따라서, 초기 DO와 5일 후의 DO를 이용하여 BOD5를 계산할 수 있다.

    BOD5 = 초기 DO - 5일 후 DO
    BOD5 = 8.0 mg/L - 4.2 mg/L
    BOD5 = 3.8 mg/L

    따라서, 정답은 "3.8 mg/L"이다.
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110. 혐기성 소화가 호기섬 소화에 비해 지닌 장점에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 유효한 자원인 메탄이 생성된다.
  2. 처리후 슬러지 생성량이 적다.
  3. 반응속도가 매우 빠르다.
  4. 동력비 및 유지관리비가 적게 든다.
(정답률: 37%)
  • 반응속도가 매우 빠르다는 것은 혐기성 소화로 처리할 때 처리 시간이 짧아지고, 처리량이 많아질 수 있다는 것을 의미한다. 이는 대규모 처리 시설에서 매우 중요한 요소이며, 처리 효율성을 높일 수 있다.
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111. 하수처리장 침사지의 표면부하율은 일반적으로 약 얼마를 표준으로 하는가?

  1. 오수침사지 120m3/mㆍd, 우수침사지 250m3/m2ㆍd
  2. 오수침사지 120m3/mㆍd, 우수침사지 3600m3/m2ㆍd
  3. 오수침사지 1800m3/mㆍd, 우수침사지 250m3/m2ㆍd
  4. 오수침사지 1800m3/mㆍd, 우수침사지 3600m3/m2ㆍd
(정답률: 37%)
  • 하수처리장 침사지의 표면부하율은 일반적으로 1800m3/mㆍd를 표준으로 한다. 이유는 오수침사지와 우수침사지의 부하율이 비슷하게 유지되어야 하기 때문이다. 만약 오수침사지의 부하율이 우수침사지의 부하율보다 높다면, 우수침사지에서 처리할 수 있는 양보다 더 많은 양의 오수가 유입되어 처리 능력을 초과할 수 있기 때문이다. 따라서 오수침사지와 우수침사지의 부하율은 비슷하게 유지되어야 하며, 일반적으로 1800m3/mㆍd를 표준으로 삼는다.
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112. 동일한 조건에서 비중 2.5인 입자의 침전속도는 비중 2.0인 입자의 몇 배인가? (단, 침사지, stokes 법칙 기준)

  1. 1.0배
  2. 1.25배
  3. 1.5배
  4. 3.0배
(정답률: 59%)
  • 침전속도는 입자의 크기와 비중에 비례하므로, 비중이 높은 입자일수록 빠르게 침전한다. 따라서 비중 2.5인 입자의 침전속도는 비중 2.0인 입자의 침전속도보다 더 빠르다.

    Stokes 법칙에 따르면, 침전속도는 입자의 크기와 비중, 그리고 유체의 점성도에 영향을 받는다. 하지만 이 문제에서는 입자의 크기와 유체의 점성도가 동일하다는 조건이 주어졌으므로, 비중만을 비교하면 된다.

    비중 2.5인 입자는 비중 2.0인 입자보다 더 빠르게 침전하므로, 침전속도는 비중의 비율과 같다. 따라서 비중 2.5인 입자의 침전속도는 비중 2.0인 입자의 침전속도보다 2.5/2.0 = 1.25배 더 빠르다.

    하지만 문제에서는 비중 2.5인 입자의 침전속도를 비중 2.0인 입자의 침전속도로 나눈 값을 구하는 것이므로, 1.25배를 역수로 취해주면 된다. 따라서 비중 2.5인 입자의 침전속도는 비중 2.0인 입자의 침전속도보다 1.25의 역수인 1.5배 더 빠르다.
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113. 호수나 댐이 수원인 경우 취수시설의 기능과 특징에 대한 다음 설명 중 맞지 않는 것은?

  1. 취수탑(고정식)은 계획 취수량을 안정하게 취수할 수 있다.
  2. 취수들은 단기간에 완성되고 안정된 취수가 가능하다.
  3. 취수들은 비교적 소량 취수의 경우에 사용된다.
  4. 취수문은 일반적으로 대하천(대량 취수)에 사용되고 있다.
(정답률: 36%)
  • "취수문은 일반적으로 대하천(대량 취수)에 사용되고 있다."는 맞는 설명이다. 취수문은 대량의 물을 취수하기 위해 사용되며, 대하천이나 대규모 댐 등에서 사용된다.
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114. 상수 원수 포함된 암모니아성 질소를 파괴점 염소주입법에 의하여 제거할 때 이론적으로 암모니아성 질소(NH3-N)1ppm에 대하여 염소(Cl2)가 7.5ppm이 필요한 것으로 알려져 있다면 만약 암모니아성 질소의 농도가 6ppm이고 유량이 1000m3/day인 원수를 처리하려면 얼마 만큼의 염소가 필요하겠는가?

  1. 25kg/day
  2. 38kg/day
  3. 45kg/day
  4. 51kg/day
(정답률: 43%)
  • 암모니아성 질소(NH3-N) 1ppm에 대하여 염소(Cl2)가 7.5ppm이 필요하므로, 암모니아성 질소(NH3-N) 6ppm에 대하여 필요한 염소(Cl2) 농도는 6 x 7.5 = 45ppm이다.

    따라서, 1000m3/day의 유량을 처리하기 위해서는 45ppm x 1000m3/day = 45kg/day의 염소가 필요하다.

    따라서, 정답은 "45kg/day"이다.
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115. Streeter-Phelps의 식을 설명한 것으로 가장 적합한 것은?

  1. 재폭기에 의한 DO를 구하는 식이다.
  2. BOD 극한 값을 구하는 식이다.
  3. 유하시간에 따른 DO 부족곡선이다.
  4. BOD 감소곡선식이다.
(정답률: 45%)
  • Streeter-Phelps의 식은 유하시간에 따른 DO 부족곡선을 나타내는 식입니다. 이 식은 하천, 강, 호수 등의 수질에서 유기물 분해에 의한 산소 소비와 대기와의 산소 이용량 간의 균형을 나타내는데 사용됩니다. 따라서 이 식은 수질 관리 및 대기 오염 관리 등에 매우 중요한 역할을 합니다.
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116. 다음 중 계획오수량에 포함되지 않는 것은?

  1. 농업용수량
  2. 지하수량
  3. 공장폐수량
  4. 생활오수량
(정답률: 52%)
  • 농업용수량은 계획오수량에 포함되지 않는다. 이는 농업용수가 일반적으로 지하수나 강물 등 지반수에서 취수되기 때문이다. 계획오수량은 생활용수와 공업용수를 포함하며, 이들은 대개 하천이나 댐 등에서 취수된다.
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117. 어느 소도시의 20년후의 인구는 35000명으로 예측되었다. 현재 인구는 28000명이고 평균 물 소비량은 16000m3/day이며 현재의 상수공급시설은 19000m3/day의 설계용량을 가지고 있다. 등차급수적 추정법에 의해서 대략 몇 년후에 상수공급시설의 설계용량에 도달하는가? (단, 1일 1인당 물 소비량은 변화가 없는 것으로 가정)

  1. 5년
  2. 7년
  3. 10년
  4. 15년
(정답률: 30%)
  • 현재 상수공급시설의 설계용량은 19000m3/day이고, 현재 인구는 28000명이므로 1인당 물 소비량은 16000m3/day ÷ 28000명 = 0.57m3/day 이다. 20년 후 인구가 35000명이 되면, 총 물 소비량은 35000명 × 0.57m3/day = 19950m3/day 가 된다. 이는 현재 상수공급시설의 설계용량인 19000m3/day 보다 크므로, 상수공급시설의 용량을 늘려야 한다.

    등차급수적 추정법에 따르면, 일정한 증가율을 가진 값들의 합은 첫 항과 마지막 항의 평균값에 항의 개수를 곱한 값과 같다. 따라서, 현재 상수공급시설의 설계용량인 19000m3/day에서 시작해서, 일정한 증가율로 상수공급시설의 용량을 늘려가면서 19950m3/day까지 도달하는데 필요한 시간을 구하면 된다.

    증가하는 양은 19950m3/day - 19000m3/day = 950m3/day 이고, 이를 인구 증가율로 나누면 필요한 시간을 구할 수 있다. 인구 증가율은 (35000명 - 28000명) ÷ 28000명 = 0.25 이므로, 필요한 시간은 950m3/day ÷ (0.25 × 28000명) = 13.57년 이다. 따라서, 대략 15년 후에 상수공급시설의 설계용량에 도달할 것으로 예상된다.
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118. 계획급수인구를 추정하는 이론곡선식은 로 표현된다. 식 중의 K가 의미하는 것은? (단, y : x년 후의 인구, x : 기준년부터의 경과년수, e: 자연대수의 밑, a, b: 정수)

  1. 현재인구
  2. 포화인구
  3. 증가인구
  4. 상주인구
(정답률: 45%)
  • K는 포화인구를 의미한다. 이 이론곡선식은 로지스틱 성장 모형으로, 초기에는 지수적으로 증가하다가 어느 순간부터는 포화 상태에 이르러 증가율이 감소하게 된다. 따라서 이 모형에서는 포화인구가 존재하며, 이를 나타내는 K값이 존재한다. 따라서 정답은 "포화인구"이다. "현재인구"와 "증가인구"는 이론곡선식에서 직접적으로 나타나지 않는 개념이며, "상주인구"는 이론곡선식과는 관련이 없는 개념이다.
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119. 하수관로 내의 유속에 대하여 바르게 설명한 것은?

  1. 유속은 하류로 갈수록 점차 작아지도록 설계한다.
  2. 관거의 경사는 하류로 갈수록 점차 커지도록 설계한다.
  3. 오수관거는 계획1일최대오수량에 대하여 유속을 최소 1.2m/sec로 한다.
  4. 우수관거 및 합류관거는 계획우수량에 대하여 유속을 최대 3m/sec로 한다.
(정답률: 49%)
  • 우수관거 및 합류관거는 계획우수량에 대하여 유속을 최대 3m/sec로 하는 이유는, 유속이 너무 높으면 파괴력이 강해져서 하수관로의 손상이나 막힘 등의 문제가 발생할 수 있기 때문이다. 따라서 적절한 유속을 유지하여 하수관로를 안정적으로 운영할 수 있도록 설계하는 것이 중요하다.
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120. 함수율 99% 의 슬러지 100m3가 있다. 이 슬러지를 탈수하여 60% 로 낮추었을 때 슬러지케익의 부피는? (단, 비중= 1)

  1. 2.5 m3
  2. 3.3 m3
  3. 7.5 m3
  4. 9.9 m3
(정답률: 48%)
  • 슬러지의 함수율이 99%이므로, 슬러지 중 1%는 고형물질이고 99%는 물이다. 따라서 슬러지의 부피 중 1%는 고형물질의 부피이고 99%는 물의 부피이다. 슬러지의 부피는 100m3 이므로, 고형물질의 부피는 1m3 이고 물의 부피는 99m3 이다.

    슬러지를 탈수하여 60%로 낮추면, 물의 부피는 40%가 되고 고형물질의 부피는 변하지 않는다. 따라서, 물의 부피는 40m3 이고 고형물질의 부피는 1m3 이다. 이 두 부피를 합하면, 슬러지케익의 부피는 41m3 이다.

    하지만, 문제에서 비중이 1로 주어졌으므로, 슬러지케익의 부피는 곧 무게와 같다. 따라서, 슬러지케익의 부피는 41m3 에서 무게를 60%로 낮춘 것이므로, 41m3 * 0.6 = 24.6m3 이다.

    따라서, 정답은 24.6m3을 반올림하여 2.5m3 이다.
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