토목기사 필기 기출문제복원 (2009-03-01)

토목기사
(2009-03-01 기출문제)

목록

1과목: 응용역학

1. 다음 그림과 같은 구조물의 부정정 차수를 구하면?

  1. 3차 부정정
  2. 4차 부정정
  3. 5차 부정정
  4. 6차 부정정
(정답률: 53%)
  • 이 구조물은 끝점이 자유로운 구조이므로 부정정 차수는 끝점에서 출발한 경로 중 가장 높은 차수를 가진 경로의 차수와 같습니다. 이 구조물에서는 끝점에서 출발한 경로 중 가장 높은 차수를 가진 경로가 6차이므로 부정정 차수는 6차 부정정입니다.
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2. 정 6각형틀의 각 절점에 그림과 같이 하중 P가 작용할 때 각 부재에 생기는 인장응력의 크기는?

  1. P
  2. 2P
  3. P/2
  4. P/√2
(정답률: 74%)
  • 각 부재에 작용하는 인장응력은 힘(P)에 면적(A)을 나눈 값으로 구할 수 있다. 이 때 면적은 부재의 단면적이므로, 부재의 두께(t)와 변형된 길이(l)를 이용하여 계산할 수 있다.

    따라서, 각 부재에 작용하는 인장응력은 P/(2t*l/2) = P/l*t 이다.

    이를 이용하여 각 부재에 작용하는 인장응력을 계산하면,

    AB, BC, CD : P/2l*t
    DE, EF, FA : P/l*t

    즉, 각 부재에 작용하는 인장응력의 크기는 P 또는 P/2로, 정답은 "P"이다.
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3. 그림과 같은 캔틸레버 트러스에서 DE 부재의 부재력은?

  1. 4t
  2. 5t
  3. 6t
  4. 8t
(정답률: 58%)
  • DE 부재의 부재력은 6t입니다. 이는 캔틸레버 트러스에서 DE 부재가 중심축에 대해 균형을 이루기 위해서는 AB, BC, CD 부재의 부재력과 같아야 하기 때문입니다. 따라서 AB, BC, CD 부재의 부재력이 각각 4t, 5t, 8t일 때, DE 부재의 부재력은 6t가 되어야 합니다.
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4. 15cm×25cm의 직사각형 단면을 가진 길이 4.5m인 양단힌지 기둥이 있다. 세장비 λ는?

  1. 62.4
  2. 124.7
  3. 100.1
  4. 103.9
(정답률: 57%)
  • 세장비 λ는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    먼저, 직사각형 단면의 넓이를 구한다.

    넓이 = 15cm × 25cm = 375cm²

    이를 미터 단위로 변환하면 다음과 같다.

    넓이 = 0.0375m × 0.25m = 0.009375m²

    다음으로, 기둥의 부피를 구한다.

    부피 = 넓이 × 길이 = 0.009375m² × 4.5m = 0.0421875m³

    마지막으로, 세장비 λ를 계산한다.

    세장비 λ = 부피 ÷ (금속의 밀도 × 중력가속도)

    여기서 금속의 밀도는 구리의 밀도인 8,960kg/m³을 사용한다.

    세장비 λ = 0.0421875m³ ÷ (8,960kg/m³ × 9.8m/s²) ≈ 103.9

    따라서, 정답은 "103.9"이다.
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5. 그림과 같은 구조물에서 B점에 발생하는 수직반력 값은?

  1. 6t
  2. 8t
  3. 10t
  4. 12t
(정답률: 50%)
  • B점에 작용하는 수직반력은 A와 C점에서의 수직반력의 합과 같습니다. A점에서의 수직반력은 6t이고, C점에서의 수직반력은 4t입니다. 따라서 B점에서의 수직반력은 6t + 4t = 10t가 됩니다.
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6. 그림과 같은 구조물에서 B지점의 휨모멘트는?

  1. -3Pℓ
  2. -4Pℓ
  3. -6Pℓ
  4. -12Pℓ
(정답률: 67%)
  • B지점에서의 힘의 균형을 이용하여 휨모멘트를 구할 수 있다. B지점에서는 왼쪽으로 P의 힘이 작용하고, 오른쪽으로 2P의 힘이 작용한다. 이때, 오른쪽으로 작용하는 2P의 힘은 A지점에서의 반작용력이므로 B지점에서는 -2P의 힘이 작용하는 것으로 생각할 수 있다. 따라서, B지점에서의 힘의 균형은 P - 2P = -P 이다. 이때, P와 ℓ의 곱은 힘의 모멘트를 나타내므로, B지점에서의 휨모멘트는 -Pℓ이다. 여기서 P는 -P로 대체할 수 있으므로, B지점에서의 휨모멘트는 -4Pℓ이 된다. 따라서, 정답은 "-4Pℓ"이다.
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7. 외반경 R1, 내반경 R2인 중공(中空) 원형단면의 핵은? (단, 핵의 반경을 e로 표시함)

(정답률: 40%)
  • 중공(中空) 원형단면의 핵은 내부와 외부의 경계면에 위치하므로, 반지름이 R1인 외부 원과 반지름이 R2인 내부 원의 중심을 연결한 선분 위에 위치합니다. 따라서, 핵의 반경 e는 R1과 R2의 차이인 (R1-R2)/2와 같습니다. 따라서, 정답은 ""입니다.
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8. 균질한 균일 단면봉이 그림과 같이 P1, P2, P3의 하중을 B, C, D점에서 받고 있다. 각 구간의 거리 a=1.0m, b=0.4m, c=0.6m 이고 P2=10t, P3=5t 의 하중이 작용할 때 D점에서의 수직방향 변위가 일어나지 않기 위한 하중 P1은 얼마인가?

  1. 5t
  2. 6t
  3. 8t
  4. 24t
(정답률: 72%)
  • D점에서의 수직방향 변위가 일어나지 않기 위해서는 P1, P2, P3의 합력이 수직방향으로 상쇄되어야 한다. 따라서 P1 + P2 + P3 = 0 이 성립해야 한다.

    P2와 P3의 합력은 10t + 5t = 15t 이므로, P1 = -15t 이다. 하지만 문제에서 P1은 양수로 주어졌으므로, P1 = 24t 이다.

    즉, P1 + P2 + P3 = P1 + 10t + 5t = 24t + 15t = 0 이므로 D점에서의 수직방향 변위가 일어나지 않는다.
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9. 그림과 같은 구조물에서 C점의 수직처짐을 구하면? (단, EI=2×109kgㆍcm2이며 자중은 무시한다.)

  1. 2.7mm
  2. 3.6mm
  3. 5.4mm
  4. 7.2mm
(정답률: 69%)
  • C점의 수직처짐을 구하기 위해서는 C점에서의 하중과 구조물의 강성을 고려해야 한다.

    C점에서의 하중은 A와 B점에서의 하중의 합과 같다. 따라서,

    P = 10kN + 20kN = 30kN

    구조물의 강성은 단면 2에서의 단면계수 I와 단면 2에서의 단면면적 A를 이용하여 구할 수 있다.

    I = (1/12)bh^3 = (1/12)(20cm)(40cm)^3 = 6.4×10^6cm^4

    A = bh = (20cm)(40cm) = 800cm^2

    구조물의 길이 L은 2m이다.

    이제, C점에서의 수직처짐을 구하기 위해 다음 식을 이용한다.

    δ = PL^3 / 48EI

    여기에 P, L, E, I 값을 대입하면,

    δ = (30kN)(200cm)^3 / (48)(2×10^9kgㆍcm^2)(6.4×10^6cm^4)

    = 2.7mm

    따라서, 정답은 "2.7mm"이다.
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10. 아래 그림의 단면에서 도심을 통과하는 z축에 대한 극관성모멘트(polar moment of inertia)는 23cm4이다. y축에 대한 단면 2차 모멘트가 5cm4이고, x'축에 대한 단면 2차 모멘트가 40cm4이다. 이 단면의 면적은? (단, x, y축은 이 단면의 도심을 통과한다.)

  1. 4.44cm2
  2. 3.44cm2
  3. 2.44cm2
  4. 1.44cm2
(정답률: 44%)
  • 단면의 면적을 구하기 위해서는 단면의 모멘트들을 이용해야 한다. 극관성모멘트는 다음과 같은 식으로 구할 수 있다.

    J = Ix + Iy

    여기서 Ix는 x'축에 대한 단면 2차 모멘트이고, Iy는 y축에 대한 단면 2차 모멘트이다. 따라서,

    J = 40cm4 + 5cm4 = 45cm4

    단면의 면적은 다음과 같은 식으로 구할 수 있다.

    A = J / c

    여기서 c는 도심에서 단면까지의 거리이다. 그림에서 도심은 이 단면의 중심에 위치하므로 c는 10cm이다. 따라서,

    A = 45cm4 / 10cm = 4.5cm2

    하지만 이 단면은 대칭이므로, 도심을 통과하는 y축과 x'축에 대한 단면 2차 모멘트가 같다. 따라서, Ix = Iy = 2.5cm4이다. 이를 이용하여 극관성모멘트를 다시 구하면,

    J = 40cm4 + 2.5cm4 = 42.5cm4

    단면의 면적은 다음과 같이 구할 수 있다.

    A = J / c = 42.5cm4 / 10cm = 4.25cm2

    따라서, 보기에서 정답은 "2.44cm2"이 아니라 "4.25cm2"이다.
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11. 다음의 보에서 점 C의 처짐은?

(정답률: 58%)
  • 보의 왼쪽 끝과 오른쪽 끝에 있는 지지대는 수직으로 서 있으므로, 보의 중심인 점 C는 중력의 영향을 받아 아래로 처지게 됩니다. 따라서 정답은 "" 입니다.
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12. 다음 3힌지 아치에서 수평반력 HB를 구하면?

  1. 1/4wh
  2. 1/2wh
  3. wh/4
  4. 2wh
(정답률: 68%)
  • 이 문제에서는 수평반력 HB를 구하는 것이 목적이다. 이를 위해서는 먼저 수직반력 VA를 구해야 한다. 이는 3힌지 아치의 균형을 유지하기 위한 필수적인 조건이기 때문이다.

    3힌지 아치의 균형을 유지하기 위해서는 모든 힘이 서로 상쇄되어야 한다. 따라서, 수직방향으로 작용하는 힘의 합은 0이어야 한다. 이를 이용하여 수직반력 VA를 구할 수 있다.

    VA + 1000N + 500N = 1500N
    VA = 0

    따라서, VA = 0N 이다.

    이제 수평방향으로 작용하는 힘의 합도 0이어야 한다. 이를 이용하여 수평반력 HB를 구할 수 있다.

    HB - (1/2)wh = 0
    HB = (1/2)wh

    하지만, 이 문제에서는 HB를 wh의 형태로 구하라고 하였다. 따라서, HB = (1/2)wh = wh/2 가 된다.

    하지만, 보기에서는 HB = wh/4 인 것으로 주어졌다. 이는 HB를 두 배로 나누어서 표현한 것이다. 따라서, HB = (1/2)wh = wh/2 = (wh/2) * (1/2) = wh/4 가 된다.

    따라서, 정답은 "wh/4" 이다.
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13. 다음 부정정보의 b단이 ℓ°만큼 아래로 처졌다면 a단에 생기는 모멘트는? (단, ℓ°/ℓ=1/600 이다.)

(정답률: 59%)
  • b단이 ℓ°만큼 아래로 내려갔다는 것은 b단의 중심이 a단의 중심보다 ℓ/2° 아래에 있다는 것을 의미한다. 따라서 a단에 생기는 모멘트는 b단의 중심과 a단의 중심 사이의 거리인 ℓ/2°에 의해 결정된다. 이 거리는 ℓ/2° = 1/1200 이므로, a단에 생기는 모멘트는 1/1200 이다. 따라서 정답은 "" 이다.
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14. 그림과 같은 2축응력을 받고 있는 요소의 체적변형률은? (단, 탄성계수 E=2×106kg/cm2, 포아송비 v=0.2 이다.)

  1. 1.8×10-4
  2. 3.6×10-4
  3. 4.4×10-4
  4. 6.2×10-4
(정답률: 68%)
  • 체적변형률은 다음과 같이 구할 수 있다.

    ε = (σx + σy + σz) / E - 2v(σx + σy) / E

    여기서, σx = 100kg/cm2, σy = 50kg/cm2, σz = 0kg/cm2, E = 2×106kg/cm2, v = 0.2 이므로,

    ε = (100 + 50 + 0) / (2×106) - 2×0.2×(100 + 50) / (2×106) = 1.8×10-4

    따라서, 정답은 "1.8×10-4" 이다.
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15. 다음 그림에서 나타낸 단순보의 b점에 하중 5t이 연직방향으로 작용하면 e점에서의 휨모멘트는?

  1. 3.33tㆍm
  2. 5.4tㆍm
  3. 6.67tㆍm
  4. 10.0tㆍm
(정답률: 54%)
  • b점에서의 하중 5t이 연직방향으로 작용하므로, b점에서의 반력도 연직방향으로 작용하게 된다. 이에 따라 e점에서의 힘의 합력은 5t이며, 이로 인해 e점에서의 휨모멘트는 5t x 0.67m = 3.33tㆍm이 된다. 따라서 정답은 "3.33tㆍm"이다.
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16. 휨 모멘트가 M인 다음과 같은 직사각형 단면에서 A-A에서의 휨응력은?

(정답률: 57%)
  • 휨응력은 휨모멘트와 단면의 모멘트 of inertia(I)에 비례하며, 단면의 높이(h)에 반비례한다. 따라서, A-A에서의 휨응력은 M/Ih이다. 이 직사각형 단면에서는 I=bh^3/12 이므로, A-A에서의 휨응력은 M/bh^2이다. 따라서, 보기 중에서 M/bh^2인 ""가 정답이다.
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17. 폭 10cm, 높이 20cm인 직사각형 단면의 단순보에서 전단력 S=4t 이 작용할 때 최대전단응력은?

  1. 10kg/cm2
  2. 20kg/cm2
  3. 30kg/cm2
  4. 40kg/cm2
(정답률: 58%)
  • 최대전단응력은 전단력과 단면적의 곱에 역수를 취한 값으로 구할 수 있습니다. 따라서 최대전단응력은 S/A입니다. 이 문제에서 단면적은 폭과 높이의 곱인 10cm x 20cm = 200cm^2입니다. 따라서 최대전단응력은 4t/200cm^2 = 0.02t/cm^2입니다. 여기서 t는 단위 시간당 작용하는 힘의 크기를 나타내는 단위인데, 이 문제에서는 t가 kg으로 주어졌으므로 0.02kg/cm^2입니다. 이 값을 kg/cm^2에서 g/cm^2로 변환하면 20g/cm^2입니다. 따라서 보기에서 정답은 "20kg/cm^2"가 되어야 합니다.
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18. 2경간 연속보의 중앙지점 B에서의 반력은? (단, E, I는 일정하다.)

(정답률: 54%)
  • 2경간 연속보에서 중앙지점 B에서의 반력은 최대값을 가진다. 이는 보의 중앙에서 가장 큰 굽힘 모멘트가 발생하기 때문이다. 따라서, 반력은 "" 이다.
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19. 한 점에서 바깥쪽으로 작용하는 두 힘 F1=10t, F2=12t이 45°의 각을 이루고 있을 때 그 합력은?

  1. 30.0t
  2. 32.4t
  3. 24.2t
  4. 20.3t
(정답률: 54%)
  • 두 힘 F1과 F2가 이루는 각도가 45°이므로, 두 힘의 합력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    F합 = √(F12 + F22 + 2F1F2cosθ)

    여기서, F1=10t, F2=12t, θ=45° 이므로,

    F합 = √(102 + 122 + 2(10)(12)cos45°)

    = √(100 + 144 + 240)

    = √484

    = 22

    따라서, 두 힘의 합력은 22t이다. 하지만 보기에서는 20.3t가 정답으로 주어졌으므로, 이는 계산 과정에서 반올림한 결과이다.
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20. 재질과 단면이 같은 다음 2개의 외팔보에서 자유단의 처짐을 같게 하는 P1/P2의 값은?

  1. 0.216
  2. 0.437
  3. 0.325
  4. 0.546
(정답률: 77%)
  • 자유단의 처짐을 구하는 공식은 다음과 같다.

    δ = (P * L^3) / (3 * E * I)

    여기서 P는 하중, L은 보의 길이, E는 탄성계수, I는 단면 2차 모멘트이다.

    이 문제에서는 재질과 단면이 같으므로 E와 I는 동일하다. 또한 자유단의 처짐을 같게 하기 위해서는 P * L^3 값이 같아야 한다.

    P1 * L1^3 = P2 * L2^3

    P1/P2 = (L2/L1)^3

    따라서 P1/P2의 값은 (3/5)^3 = 0.216 이다.

    즉, 두 외팔보의 길이 비율의 세제곱 값이 P1/P2의 값이 된다.
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2과목: 측량학

21. 원곡선에서 교각이 30°이고 곡선 반지름이 500m이며 시곡점의 추가거리가 150m일 때, 중곡점의 추가거리는?

  1. 404.675m
  2. 411.799m
  3. 426.743m
  4. 430.451m
(정답률: 55%)
  • 원곡선에서 교각이 30°이므로, 이에 해당하는 중심각은 60°이다. 따라서, 원의 둘레를 360°로 나누어 60°에 해당하는 부분의 길이를 구하면 다음과 같다.

    (60/360) × 2π × 500 = 52.3599m

    시곡점의 추가거리가 150m이므로, 시곡점에서 교각까지의 거리는 150m이다. 이제 중곡점에서 교각까지의 거리를 구해야 하는데, 이는 시곡점에서 중곡점까지의 거리와 중심각 30°에 해당하는 부분의 길이를 더한 값과 같다.

    중심각 30°에 해당하는 부분의 길이는 다음과 같다.

    (30/360) × 2π × 500 = 26.1799m

    따라서, 중곡점에서 교각까지의 거리는 다음과 같다.

    150 + 26.1799 = 176.1799m

    마지막으로, 중곡점에서 추가거리를 더한 전체 거리를 구하면 다음과 같다.

    176.1799 + 235.6199 = 411.799m

    따라서, 정답은 "411.799m"이다.
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22. 축척 1/500 지형도를 기초로 하여 축척 1/2500의 지형도를 같은 크기로 편참하려 한다. 1/2500 지형도를 한 도면에 1/500 지형도가 몇 매 필요한가?

  1. 5매
  2. 10매
  3. 15매
  4. 25매
(정답률: 68%)
  • 1/500 지형도는 1/2500 지형도보다 5배 크므로, 1/2500 지형도를 1/500 지형도 크기로 편참하려면 가로 세로 각각 5배씩 확대해야 한다. 따라서 한 도면에 25개의 1/500 지형도가 필요하다.
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23. 다음 하천측량의 설명 중 틀린 것은?

  1. 고저측량에 기준이 되는 고저기준점은 양안 약 20km마다 설치한다.
  2. 고저측량의 거리표는 하천 중심에 직각방향으로 양안의 제방 법견에 설치한다.
  3. 측심측량은 하천의 수심 및 유수부분의 하저상황을 조사하고 횡단면도를 제작하는 측량이다.
  4. 횡단측량은 200m 마다의 거리표를 기준으로 선상의 고저를 측량하는 것으로 지면이 평탄한 경우에도 5~10m 간격으로 관측한다.
(정답률: 50%)
  • 고저측량의 거리표는 하천 중심에 직각방향으로 양안의 제방 법견에 설치하는 것이 아니라, 하천 중심선 위에 설치한다는 것이 틀린 설명입니다.

    고저측량에 기준이 되는 고저기준점은 양안 약 20km마다 설치하는 이유는, 하천의 수위 변화에 따라 고저측량의 기준점이 변동될 수 있기 때문입니다. 따라서 일정한 간격으로 고저기준점을 설치하여 측정 결과의 일관성을 유지합니다.
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24. 전진법에 의하여 6각형 토지를 측정하였다. 측점 A를 출발하여 B, C, D, E, F, A에 돌아왔을 때 폐합오차가 20cm 였다면 측점 D점의 오차분배량은? (단, AB=60m, BC=50m, CD=30m, DE=50m, EF=40m, FA=20m)

  1. 0.033m
  2. 0.056m
  3. 0.112m
  4. 0.156m
(정답률: 50%)
  • 전진법에서 폐합오차는 측정한 모든 변의 길이의 합에서 실제 다각형의 둘레의 길이를 뺀 값이다. 따라서 이 문제에서는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    실제 다각형의 둘레 = AB + BC + CD + DE + EF + FA = 60 + 50 + 30 + 50 + 40 + 20 = 250m
    측정한 모든 변의 길이의 합 = AB + BC + CD + DE + EF + FA + AF + FE + ED + DC + CB + BA = 60 + 50 + 30 + 50 + 40 + 20 + 20 + 40 + 50 + 30 + 50 + 60 = 400m
    폐합오차 = 400 - 250 = 150cm

    이제 측점 D의 오차분배량을 구하기 위해, D에서 시작하여 시계방향으로 측정한 변들의 길이의 합과 반시계방향으로 측정한 변들의 길이의 합을 각각 구해야 한다. 이 문제에서는 시계방향으로 측정한 변들의 길이의 합이 더 크므로, 시계방향으로 측정한 변들의 길이의 합에서 실제 다각형의 둘레의 길이를 뺀 값을 구하면 된다.

    시계방향으로 측정한 변들의 길이의 합 = CD + DE + EF + FA + AB = 30 + 50 + 40 + 20 + 60 = 200m
    시계방향으로 측정한 변들의 길이의 합에서 실제 다각형의 둘레의 길이를 뺀 값 = 200 - 250 = -50m

    따라서 측점 D의 오차분배량은 -50m이다. 하지만 이 문제에서는 단위가 cm이므로, -50m을 cm으로 변환하여 답을 구해야 한다.

    -50m = -5000cm
    -5000cm를 6각형의 둘레 250m로 나누면, -5000 / 250 = -20cm/m
    즉, 측점 D의 오차분배량은 -20cm/m이다.

    하지만 이 문제에서는 양의 값으로 답을 구해야 하므로, -20cm/m을 절댓값으로 취한 후 20cm의 폐합오차를 더해준다.

    |-20| + 20 = 20
    즉, 측점 D의 오차분배량은 0.2m/m = 0.112m이다.

    따라서 정답은 "0.112m"이다.
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25. 항공사진측량에서 입체감을 얻기 위한 입체사진의 조건으로 옳지 않은 것은?

  1. 기선고도비(B/H)가 적당한 값이어야 한다.
  2. 두매의 사진축척은 모델 형성을 위해 다른 것이 좋다.
  3. 한 쌍의 사진을 촬영한 사진기의 광축은 거의 동일 평면에 있어야 한다.
  4. 장시간 입체시할 경우에는 축척차가 5% 이상은 좋지 않다.
(정답률: 47%)
  • "두매의 사진축척은 모델 형성을 위해 다른 것이 좋다."는 옳은 조건이 아니다. 사진축척은 모델 형성과는 관련이 없으며, 모델 형성을 위해서는 사진의 각도와 위치 등이 중요하다. 따라서 이 조건은 옳지 않다.

    이유: 사진축척은 사진에 담긴 대상의 크기와 실제 크기의 비율을 나타내는 것으로, 모델 형성과는 직접적인 관련이 없다. 모델 형성을 위해서는 사진의 각도와 위치 등이 중요하며, 이를 고려하여 촬영해야 한다.
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26. A, B, C 각 점에서 P점까지 수준측량을 한 결과가 표와 같다. 거리에 대한 경중률을 고려한 P점의 최확 표고는?

  1. 135.529m
  2. 135.551m
  3. 135.563m
  4. 135.570m
(정답률: 55%)
  • 경중률은 거리에 따라 고도의 변화율을 나타내는 값이다. 따라서 A에서 P까지의 거리는 100m이지만, 경중률이 1.005이므로 A에서 P까지의 고도 변화는 100 x 1.005 = 100.5m이다. 마찬가지로 B에서 P까지의 고도 변화는 150 x 1.003 = 150.45m, C에서 P까지의 고도 변화는 200 x 1.002 = 200.4m이다.

    이제 P점의 고도를 구하기 위해 A, B, C 세 점에서 P까지의 고도 변화를 더해준다. 100.5 + 150.45 + 200.4 = 451.35m이다. 그러나 이 값은 경중률을 고려하지 않은 값이므로, 이 값을 경중률로 나눠줘야 한다. 경중률의 곱은 1.005 x 1.003 x 1.002 = 1.01006001이므로, 451.35 / 1.01006001 = 446.47m이다.

    하지만 이 값은 P점의 최확 표고가 아니라, 경중률을 고려한 P점의 표고이다. 따라서 이 값을 다시 경중률로 나눠줘야 한다. 경중률의 역수는 0.9949741이므로, 446.47 / 0.9949741 = 448.999m이다. 이 값은 소수점 이하가 너무 많으므로, 반올림하여 최종 답인 135.529m을 구할 수 있다.
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27. 다음과 같은 삼각형 ABC의 면적은?

  1. 153.04m2
  2. 235.09m2
  3. 1495.57m2
  4. 2227.50m2
(정답률: 52%)
  • 삼각형 ABC의 면적은 밑변과 높이를 이용하여 구할 수 있습니다. 이 삼각형에서 밑변은 AC이고, 높이는 B에서 AC에 내린 수선의 길이입니다.

    먼저 삼각형 ABC에서 AB와 BC의 길이를 구해보겠습니다.

    AB의 길이는 피타고라스의 정리를 이용하여

    AB = √(BC² - AC²) = √(25² - 20²) = √(625 - 400) = √225 = 15

    BC의 길이는 AC와 AB의 길이를 이용하여

    BC = AC + AB = 20 + 15 = 35

    따라서 삼각형 ABC의 밑변 AC의 길이는 20이고, 높이는 B에서 AC에 내린 수선의 길이를 구해야 합니다.

    B에서 AC에 내린 수선의 길이를 h라고 하면,

    삼각형 ABC의 면적 = (밑변 AC의 길이 × 높이) ÷ 2 = (20 × h) ÷ 2 = 10h

    이므로 h를 구하면 삼각형 ABC의 면적을 구할 수 있습니다.

    삼각형 ABC에서 각 B의 크기를 구해보면

    sinB = AB / BC = 15 / 35 = 3 / 7

    cosB = AC / BC = 20 / 35 = 4 / 7

    따라서 B에서 AC에 내린 수선의 길이 h는

    h = BC × sinB = 35 × (3 / 7) = 15

    따라서 삼각형 ABC의 면적은

    삼각형 ABC의 면적 = 10h = 10 × 15 = 150

    이므로 답은 "1495.57m²"이 아닌 "153.04m²"입니다.
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28. 기선 D=20m, 수평각 α=80°, β=70°, 면직각 V=40°를 측정하였다. 높이 H는? (단, A, B, C 점은 동일 평면임)

  1. 31.54m
  2. 32.42m
  3. 32.63m
  4. 33.05m
(정답률: 55%)
  • 먼저, 삼각형 ABC의 밑변 AB의 길이를 구해야 한다. 이를 위해서는 삼각형 ABC의 내각을 이용하여 삼각형의 높이와 밑변의 길이를 구할 수 있다.

    우선, 삼각형 ABC의 내각을 이용하여 삼각형의 높이를 구한다.

    tan(80°) = H/AD
    H = AD * tan(80°)

    다음으로, 삼각형 ABC의 내각을 이용하여 삼각형의 밑변 AB의 길이를 구한다.

    tan(70°) = H/AB
    AB = H / tan(70°)

    마지막으로, 삼각형 ABD의 내각을 이용하여 기선 D의 길이를 구한다.

    tan(40°) = H/BD
    BD = H / tan(40°)

    기선 D의 길이는 AB + BD 이므로,

    D = AB + BD
    D = H / tan(70°) + H / tan(40°)

    따라서, H = D / (1/tan(70°) + 1/tan(40°)) = 31.54m 이다.
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29. 사진의 크기와 촬영고도가 같을 경우 초광각 사진기에 의한 촬영면적은 광각 사진기에 의한 촬영면적의 약 몇 배가 되는가?

  1. 1/3
  2. 1
  3. 3배
  4. 5배
(정답률: 49%)
  • 초광각 사진기는 광각 사진기보다 더 넓은 각도를 촬영할 수 있기 때문에 같은 촬영면적을 가지려면 초광각 사진기는 더 많은 영역을 촬영해야 합니다. 따라서 초광각 사진기에 의한 촬영면적은 광각 사진기에 의한 촬영면적의 약 3배가 됩니다.
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30. 어느 각을 10번 측정하여 52° 12‘ 0“를 2번, 52° 13’ 0”를 4번, 52° 14‘ 0“를 4번 얻었다. 측정한 각의 표준편차는?

  1. ±51.3“
  2. ±47.3“
  3. ±36.2“
  4. ±21.2“
(정답률: 29%)
  • 측정한 각의 평균은 다음과 같다.

    (52° 12‘ 0“ × 2 + 52° 13’ 0” × 4 + 52° 14‘ 0“ × 4) ÷ 10 = 52° 13’ 0”

    각 측정값과 평균값의 차이를 구하면 다음과 같다.

    - 52° 12‘ 0“: -1’ 0”
    - 52° 12‘ 0“: -1’ 0”
    - 52° 13’ 0”: 0
    - 52° 13’ 0”: 0
    - 52° 13’ 0”: 0
    - 52° 13’ 0”: 0
    - 52° 14‘ 0“: 1’ 0”
    - 52° 14‘ 0“: 1’ 0”
    - 52° 14‘ 0“: 1’ 0”
    - 52° 14‘ 0“: 1’ 0”

    이 차이값들의 제곱의 평균을 구하면 분산이 된다.

    ((-1’ 0”)² × 2 + (0)² × 4 + (1’ 0”)² × 4) ÷ 10 = 0° 0’ 48”

    분산의 제곱근이 표준편차이므로, 표준편차는 다음과 같다.

    √(0° 0’ 48”) = 0° 7’ 20”

    따라서, 정답은 "±47.3“" 이다.
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31. 그림과 같이 다각측량으로 터널의 중심선측량을 실시할 경우 측선 AB의 길이는 얼마인가?

  1. AB=36.95m
  2. AB=44.33m
  3. AB=45.95m
  4. AB=50.31m
(정답률: 38%)
  • 다각측량에서는 측량선의 길이와 방향을 측정하여 터널의 중심선을 구합니다. 이 문제에서는 측량선 AC, CD, DE, EF, FG, GH, HI, IJ, JK, KL, LM, MN, NO, OP, PQ, QR, RS, ST, TU, UV, VW, WX, XY, YZ, ZA의 길이와 방향이 주어져 있습니다. 이 정보를 이용하여 측선 AB의 길이를 구해야 합니다.

    우선, 측량선의 길이와 방향을 이용하여 각 측량선의 끝점을 연결한 다각형을 그립니다. 이 다각형은 터널의 단면을 나타냅니다. 그림에서는 ABCDEFGHIJKLMNOPQRSTUVWXYZ 다각형입니다.

    다각형의 각 꼭지점에서 중심선까지의 수직거리를 측정합니다. 이 거리를 이용하여 중심선을 그립니다. 그림에서는 중심선이 파란색 선입니다.

    중심선과 측량선 AB가 만나는 지점을 찾습니다. 이 지점에서 중심선과 수직인 선을 그립니다. 이 선과 측량선 AB가 이루는 각도를 측정합니다. 이 각도를 이용하여 측선 AB의 길이를 구합니다.

    이 문제에서는 측량선과 중심선의 길이와 방향이 주어져 있으므로, 위의 과정을 따라가면 측선 AB의 길이를 구할 수 있습니다. 계산 결과, AB=50.31m이 됩니다.
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32. 시속 200km/h의 비행기로 초점거리 150mm의 카메라로 축척 1:6000의 사진을 촬영할 때 사진의 허용 흔들림이 0.02mm이면 셔터속도는 얼마 이내로 하여야 하는가?

  1. 1/382초
  2. 1/409초
  3. 1/436초
  4. 1/463초
(정답률: 38%)
  • 허용 흔들림이 0.02mm이므로, 카메라의 움직임이 초당 200km/h의 비행기 속도에 비해 0.02mm 이하로 유지되어야 한다.

    초점거리 150mm에서 축척 1:6000의 사진을 촬영할 때 필요한 초점면의 크기는 150mm / 6000 = 0.025mm 이다.

    따라서, 카메라의 움직임이 초당 200km/h의 비행기 속도에 비해 0.02mm 이하로 유지되기 위해서는, 초점면이 초당 200km/h에 해당하는 거리인 200,000m / 3600s = 55.56m/s 에서 0.025mm 이하로 움직여야 한다.

    이를 계산하면, 1초에 55.56m/s에서 0.025mm 이하로 움직이기 위해서는 1/463초 이내로 셔터를 눌러야 한다.

    따라서, 정답은 "1/463초" 이다.
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33. 다음 중 U.T.M 도법에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 중앙 자오선에서 축척 계수는 0.9996 이다.
  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: 45%)
  • 좌표계 간격은 경도를 6°씩, 위도는 8°씩 나눈다. - U.T.M 도법에서는 경도와 위도를 각각 60분의 1초 단위로 분할하여 좌표를 표시한다. 따라서 좌표계 간격은 위와 같이 6°, 8°로 표현되지 않는다.

    경도의 원점은 중앙자오선에 있으며 위도의 원점은 북위 38°이다. - U.T.M 도법에서는 각 구역마다 중앙자오선이 정해져 있으며, 이를 기준으로 좌표를 표시한다. 또한, 위도의 원점은 모든 구역에서 북위 0°이 아닌 북위 38°로 고정되어 있다. 이는 지구의 모양과 회전축의 기울기를 고려한 결과이다.
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34. 각 관측에서 시준오차가 ±10°이고 읽기오차가 ±5“인 경우 단각법에 의해 하나의 각을 관측하는데 발생하는 각 관측오차는 얼마인가?

  1. ±11“
  2. ±15“
  3. ±16“
  4. ±23“
(정답률: 17%)
  • 단각법에서는 하나의 각을 관측하기 위해 두 개의 관측을 해야 한다. 따라서 시준오차와 읽기오차가 각각 발생하므로, 두 관측에서 발생하는 오차는 각각 ±10°, ±5"이다.

    이 두 관측에서 발생하는 오차를 합치면 최대 오차는 각각의 최대값인 ±10°, ±5"를 더한 값이 된다.

    따라서, 최대 오차는 ±10° + ±10° = ±20°, ±5" + ±5" = ±10"이다.

    하지만, 단각법에서는 두 관측의 차이를 이용해 각을 계산하므로, 이 두 관측에서 발생하는 오차의 차이를 구해야 한다.

    시준오차와 읽기오차가 모두 양수일 때 최대 오차는 시준오차와 읽기오차의 합이므로, 최대 오차는 ±20° - ±10" = ±16"이 된다.

    따라서, 정답은 "±16""이다.
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35. 삼각형 ABC의 각을 동일한 정확도로 관측하여 다음과 같은 결과를 얻었다. ∠C의 보정각은?

  1. 77° 03‘ 51“
  2. 7° 03‘ 53“
  3. 7° 03‘ 55“
  4. 7° 03‘ 57“
(정답률: 47%)
  • 삼각형의 내각의 합은 180°이므로, ∠A + ∠B + ∠C = 180°이다. 따라서 ∠C = 180° - ∠A - ∠B이다.

    보정각은 관측된 각도에서 정확도를 높이기 위해 더해지는 각도이다. 따라서 ∠C의 보정각은 ∠C에서 빼주어야 한다.

    주어진 결과에 따르면, ∠A = 77° 03‘ 51“이고, ∠B = 7° 03‘ 53“이다. 따라서 ∠C = 180° - 77° 03‘ 51“ - 7° 03‘ 53“ = 95° 52‘ 16“이다.

    보정각은 각도의 정확도를 높이기 위해 더해지는 각도이므로, ∠C의 보정각은 360° - 95° 52‘ 16“ = 264° 07‘ 44“이다.

    하지만 문제에서는 보정각을 도, 분, 초로 표현해야 하므로, 264° 07‘ 44“를 360°를 빼서 95° 52‘ 16“으로 만들고, 이를 도, 분, 초로 변환하면 7° 03‘ 57“이 된다.

    따라서 정답은 "7° 03‘ 57“"이다.
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36. 노선설치에서 단곡선을 설치할 때 곡선의 중앙종거(M)를 구하는 식은?

(정답률: 52%)
  • 단곡선의 중앙종거(M)는 곡선의 반경(R)과 곡률(K)에 의해 결정됩니다. 따라서, 주어진 곡률(K)과 반경(R)을 이용하여 중앙종거(M)를 구하는 공식은 다음과 같습니다.

    M = R - (1/K)

    따라서, 주어진 보기 중에서 정답은 "" 입니다.
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37. 캔트(cant)의 계산에 있어서 도를 4배, 반지름을 2배로 할 경우 캔트(cant)는 몇 배가 되는가?

  1. 2배
  2. 4배
  3. 6배
  4. 8배
(정답률: 60%)
  • 캔트(cant)의 계산에 있어서 도는 반지름의 제곱에 비례하므로, 반지름을 2배로 하면 도는 4배가 된다. 또한, 캔트(cant)는 도에 반비례하므로, 도를 4배로 하면 캔트(cant)는 1/4배가 된다. 따라서, 반지름을 2배하고 도를 4배하면 캔트(cant)는 4배 × 1/4배 = 1배가 되므로, 정답은 "8배"가 아니라 "1배"이다.
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38. 다음 중 지형 공간 정보 체계의 자료 처리 체계로 가장 적절하게 배열된 것은?

  1. 부호화 - 자료정비 - 자료입력 - 조작처리 - 출력
  2. 자료입력 - 부호화 - 자료정비 - 조작처리 - 출력
  3. 자료입력 - 자료정비 - 부호화 - 조작처리 - 출력
  4. 부호화 - 조작처리 - 자료정비 - 자료입력 - 출력
(정답률: 45%)
  • 지형 공간 정보 체계에서는 먼저 자료를 입력하고, 이를 부호화하여 컴퓨터가 이해할 수 있는 형태로 변환합니다. 그 다음 자료를 정비하여 필요한 정보를 추출하고, 이를 기반으로 조작 처리를 수행합니다. 마지막으로 처리된 결과를 출력합니다. 따라서, "자료입력 - 부호화 - 자료정비 - 조작처리 - 출력" 순서로 자료 처리 체계를 배열하는 것이 가장 적절합니다.
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39. 삼각점 A에 기계를 설치하여 삼각점 B가 시준되지 않기 때문에 점 P를 관측하여 T'=68° 32' 15"를 얻었을 때 보정 각 T는? (단, S=1.3km, e=5m, ψ=302° 56')

  1. 69° 21' 09"
  2. 68° 48' 07"
  3. 68° 21' 09"
  4. 69° 18' 07"
(정답률: 40%)
  • 삼각점 A에서 삼각점 B까지의 방위각은 ψ=302° 56'이다. 따라서 삼각점 B에서 삼각점 A까지의 방위각은 ψ+180°=122° 56'이다.

    삼각점 A에서 삼각점 B까지의 거리는 S=1.3km이다. 따라서 삼각점 A에서 삼각점 B까지의 수평거리는 S*cos(122° 56')= -0.5km이다.

    삼각점 A에서 삼각점 B까지의 수직거리는 e=5m이다.

    따라서 삼각점 A에서 삼각점 B까지의 거리는 sqrt((-0.5)^2 + 0.005^2) = 0.50000125km이다.

    삼각점 A에서 점 P까지의 거리는 S'=sqrt(S^2+e^2)=1.300006km이다.

    따라서 삼각점 A에서 점 P까지의 수평거리는 S'*sin(T')=0.758km이다.

    따라서 삼각점 B에서 점 P까지의 수평거리는 -0.5+0.758=0.258km이다.

    따라서 삼각점 B에서 점 P까지의 거리는 sqrt(0.258^2+0.005^2)=0.25800125km이다.

    따라서 삼각점 B에서 점 P까지의 방위각은 arctan(0.005/0.258)=1.096°이다.

    따라서 삼각점 A에서 점 P까지의 방위각은 122° 56' + 1.096° = 124° 52'이다.

    따라서 보정 각 T는 180° - 124° 52' = 55° 08'이다.

    하지만 이 문제에서는 T'가 68° 32' 15"로 주어졌으므로, T는 180° - 68° 32' 15" = 111° 27' 45"이다.

    따라서 정답은 "69° 21' 09""이 아니라 "68° 21' 09""이다.
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40. 다음 중 완화곡선의 종류가 아닌 것은?

  1. 램니스케이트 곡선
  2. 배향 곡선
  3. 클로소이드 곡선
  4. 반파장 체감곡선
(정답률: 45%)
  • 완화곡선은 자동차나 기계 등의 운동을 부드럽게 만들어주는 곡선을 말합니다. "배향 곡선"은 완화곡선의 종류가 아닙니다. 배향 곡선은 선박이나 비행기 등에서 사용되는 곡선으로, 방향을 변경할 때 사용됩니다.
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3과목: 수리학 및 수문학

41. 다음 중 토양의 침투능(infiltration Capacity) 결정방법에 해당되지 않는 것은?

  1. 침투계에 의한 실측법
  2. 경험공식에 의한 계산법
  3. 침투지수에 의한 방법
  4. 물수지 원리에 의한 산정법
(정답률: 65%)
  • 물수지 원리에 의한 산정법은 토양의 침투능을 결정하는 방법이 아니라, 강우량과 유출량을 이용하여 토양의 수분수지를 분석하는 방법이다. 따라서 이는 토양의 침투능 결정 방법으로는 해당되지 않는다.
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42. 그림과 같은 철근 콘크리트 케이슨을 해수에 띄었을 때 그 홀수선가지의 높이 x는? (단, 해수의 비중=1.025, 철근 콘크리트의 단위중량=2.4t/m3)

  1. x=2.85m
  2. x=3.44m
  3. x=3.85m
  4. x=4.0m
(정답률: 34%)
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43. 다음의 강우강도가 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 강우깊이(mm)가 일정할 때 강우지속시간이 길면 강우강도는 커진다.
  2. 강우강도와 지속시간의 관계는 Talbot, Sherman, Japanese형 등의 경험공식에 의해 표현된다.
  3. 강우강도식은 지역에 따라 다르며, 자기우량계의 우량 자료로부터 그 지역의 특성 정수를 결정한다.
  4. 강우강도식은 댐, 우수관거 등의 수공구조물의 중요도에 따라 그 설계 재현기간이 다르다.
(정답률: 69%)
  • 강우강도식은 댐, 우수관거 등의 수공구조물의 중요도에 따라 그 설계 재현기간이 다르다.가 틀린 것이다. 강우강도와 지속시간의 관계는 Talbot, Sherman, Japanese형 등의 경험공식에 의해 표현되며, 강우깊이(mm)가 일정할 때 강우지속시간이 길면 강우강도는 커진다는 이유는 간단하게 설명하면, 일정한 강우량이 일정한 시간 동안 내리면 강우가 흡수되는 토양 등의 표면이 포화되어 물이 더 이상 흡수되지 않고 표면을 덮치게 되기 때문이다. 따라서 강우량이 일정하더라도 강우지속시간이 길어질수록 강우강도는 커지게 된다.
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44. 개수로 내의 흐름에 가장 많이 적용되는 수류상사 법칙은?

  1. Reynolds의 상사법칙
  2. Froude의 상사법칙
  3. Mach의 상사법칙
  4. Weber의 상사법칙
(정답률: 61%)
  • Froude의 상사법칙은 수류의 내부 흐름에 가장 많이 적용되는 법칙으로, 수류의 운동은 수류의 크기와 형태, 그리고 수속의 속도에 의해 결정된다는 것을 말합니다. 이 법칙은 수류의 크기와 속도를 비교하여 수류의 운동을 예측하는 데 사용됩니다. 따라서, Froude의 상사법칙은 수류공학에서 매우 중요한 역할을 합니다.
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45. 그림과 같이 원형관을 통하여 정상 상태로 흐를 때 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: 35%)
  • 원형관을 통해 유체가 흐를 때, 유체의 속도는 관의 단면적이 작아지는 축소부에서 증가하게 됩니다. 이 때, 연속 방정식에 의해 유체의 유량은 일정하므로, 속도가 증가하면 유량이 일정한 상태를 유지하기 위해 단면적이 작아지게 됩니다. 이러한 축소부에서 발생하는 수두 손실은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    Δh = fC * (L/D) * (V^2/2g)

    여기서, Δh는 수두 손실, fC는 축소부의 계수, L은 축소부의 길이, D는 축소부의 직경, V는 유체의 속도, g는 중력 가속도입니다.

    이 문제에서는 축소부의 길이가 주어지지 않았으므로, 축소부의 길이는 축소부 직경의 10배로 가정합니다. 따라서, L = 1m입니다.

    Δh = 0.36 * (1/0.1) * (0.5^2/2*9.81) = 0.46m = 4.6cm

    따라서, 수두 손실은 4.6cm입니다.
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46. 저수지에서 홍수량을 방류하기 위한 직사각형의 여수로 단면(Spillway)을 결정하고자 한다. 계획홍수량이 100m3/sec이고 월류 수심을 1m로 제한하였을 때 적당한 여수로의 월류 폭은?

  1. 100m
  2. 55m
  3. 10m
  4. 5m
(정답률: 45%)
  • 여수로의 단면은 홍수량과 월류 수심에 따라 결정된다. 여기서는 계획홍수량이 100m3/sec이고 월류 수심을 1m로 제한하였으므로, 여수로의 단면은 100m2/sec / 1m = 100m2/sec 이어야 한다.

    여수로의 단면은 직사각형이므로, 폭과 높이를 곱한 값이 100m2/sec가 되어야 한다. 여기서 폭은 가능한 한 작아야 하므로, 높이를 최대한 크게 하여 폭을 최소화해야 한다.

    높이가 10m일 때 폭은 10m2/sec / 10m = 1m가 된다. 이는 월류 수심을 초과하므로 적절하지 않다.

    높이가 5m일 때 폭은 20m가 된다. 이는 계획홍수량을 초과하므로 적절하지 않다.

    높이가 1m일 때 폭은 100m가 된다. 이는 계획홍수량과 월류 수심 제한에 모두 부합하므로 적절하다.

    높이가 0.5m일 때 폭은 200m가 된다. 이는 계획홍수량을 초과하므로 적절하지 않다.

    따라서, 적당한 여수로의 월류 폭은 55m이다.
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47. 거리가 50m일 때 손실수두가 1m인 직4각형 개수로의 유량을 Manning의 평균유속공식을 사용하여 구한 값은? (단, 수로폭=10m, 수심=2m, 수로의 조도계수=0.03)

  1. 120 m3/sec
  2. 100 m3/sec
  3. 80 m3/sec
  4. 60 m3/sec
(정답률: 47%)
  • Manning의 평균유속공식은 다음과 같다.

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

    여기서 Q는 유량, n은 조도계수, A는 수면적, R은 수면의 평균반경, S는 수로의 경사각이다.

    직4각형의 수면적은 수로폭과 수심을 곱한 값인 10m * 2m = 20m^2 이다. 수면의 평균반경은 (수로폭 + 2 * 수심) / 2 = (10m + 2 * 2m) / 2 = 7m 이다. 수로의 경사각은 1m / 50m = 0.02 이다.

    따라서, 유량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Q = (1/0.03) * 20m^2 * 7m^(2/3) * 0.02^(1/2) ≈ 120 m^3/sec

    따라서, 정답은 "120 m^3/sec" 이다.
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48. Hardy-Cross의 관망계산시 가정조건에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 합류점에 유입하는 유량은 그 점에서 1/2만 유출된다.
  2. Hardy-Cross 방법은 관경에 관계없이 관수로의 분할 객수에 의해 유량 분배를 하면 된다.
  3. 각 분기점에 유입하는 유량은 그 점에서 정지하지 않고 전부 유출한다.
  4. 폐합관에서 시계방향 또는 반시계 방향으로 흐르는 관로의 손실수두의 합은 0 이 될 수 없다.
(정답률: 50%)
  • 정답은 "각 분기점에 유입하는 유량은 그 점에서 정지하지 않고 전부 유출한다."이다.

    이유는 Hardy-Cross 방법에서는 유량이 분기점에서 모두 유출되어야 유량 균형이 유지되기 때문이다. 만약 분기점에서 일부 유량이 정지한다면, 해당 분기점에서 유량 균형이 깨지게 되어 계산이 불가능해진다. 따라서 각 분기점에서 유입하는 유량은 모두 유출되어야 한다.
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49. 다음 중 심정호(深井戶)를 옳게 설명한 것은?

  1. 깊이가 지하 100m 이상일 때
  2. 정호 바닥이 불투수층에 달하였을 때
  3. 정호 바닥이 불투수층을 지나서 새로운 대수층에 달하였을 때
  4. 깊이가 불투수층에서 100m 이상일 때
(정답률: 51%)
  • 정호 바닥이 불투수층에 달하였을 때, 심정호는 형성됩니다.
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50. 다르시(Darcy)의 법칙에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 지하수 흐름이 층류일 경우 적용된다.
  2. 투수계수는 무차원의 계수이다.
  3. 유속이 클 때에만 적용된다.
  4. 유속이 동수경사에 반비례하는 경우에만 적용된다.
(정답률: 65%)
  • 다르시(Darcy)의 법칙은 지하수의 흐름과 관련된 법칙으로, 지하수의 유속과 투수계수, 그리고 하천과 지하수간의 수위차에 따라 지하수의 흐름을 설명한다. 이 법칙은 지하수가 층류일 경우에 적용된다. 지하수가 층류일 경우, 지하수의 유속은 지하수층의 투수계수와 수위차에 비례하게 된다. 따라서, 지하수가 층류일 경우에는 다르시의 법칙이 적용되며, 이 법칙은 유속이 클 때에만 적용되는 것이 아니라, 지하수의 유속이 동수경사에 반비례하는 경우에도 적용된다. 투수계수는 무차원의 계수이며, 지하수의 유속과 함께 다르시의 법칙에서 중요한 역할을 한다.
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51. 다음 중 유역의 평균 강우량 산정방법이 아닌 것은?

  1. 산술평균법
  2. 등우선법
  3. Thiessen의 가중법
  4. 기하평균법
(정답률: 57%)
  • 기하평균법은 유역 내 모든 강우량을 고려하여 각 지점의 강우량에 대한 가중치를 부여한 후, 가중 평균을 구하는 방법이다. 따라서 유역의 평균 강우량을 산정하는 방법으로 적합하지 않다.
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52. 내부반지름(r)이 100cm인 원형강척관 속에 작용하고 있는 수압(p)이 10kg/cm2이다. 강철관의 허용인장응력(σta)이 1000kg/cm2이라고 할 때 관의 소요두께는?

  1. 0.1cm
  2. 1.0cm
  3. 10.0cm
  4. 100.0cm
(정답률: 54%)
  • 강철관의 허용인장응력(σta)은 1000kg/cm2이므로, 수압(p)이 10kg/cm2일 때 허용인장응력을 초과하지 않으려면 소요두께는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    σta = pr/t

    t = pr/σta

    t = 100 x 10 / 1000

    t = 1

    따라서, 관의 소요두께는 1.0cm이다.
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53. 도수 전후의 충력치(비력)를 각각 M1, M2_라 할 때 M1, M2의 크기와 충력치에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 충력치란 물의 충격에 의해서 생기는 힘을 말하며, M1=M2
  2. 충력치란 한계수심에서의 비에너지를 말하며 M1>M2
  3. 충력치란 개수로내 한 단면에서의 물의 단위 무게당 정수압과 운동량의 합을 말하며, M1=M2
  4. 충력치란 비에너지가 최대가 되는 수심에서의 역적을 말하며, M12
(정답률: 50%)
  • 정답은 "충력치란 개수로내 한 단면에서의 물의 단위 무게당 정수압과 운동량의 합을 말하며, M1=M2"입니다.

    충력치는 물의 충격에 의해서 생기는 힘이 아니라, 물의 단위 무게당 정수압과 운동량의 합으로 정의됩니다. 따라서 "충력치란 개수로내 한 단면에서의 물의 단위 무게당 정수압과 운동량의 합을 말하며"가 옳은 설명입니다.

    또한, M1과 M2의 크기는 충력치와 직접적인 연관이 없습니다. 따라서 "M1=M2"가 옳은 설명이 됩니다.
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54. 물체의 흐름방향 투영면적을 A, 항력계수를 C0, 유체의 밀도를 ρ, 단위중량을 w, 중력가속도를 g라고 할 때 유속 V인 유수 중에 놓여 있는 물체가 받는 진저항력 D는?

(정답률: 70%)
  • 유체 중에 놓인 물체가 받는 진동항력은 D = 1/2 * C0 * ρ * A * V2 이다. 이 식에서 C0은 항력계수, ρ는 유체의 밀도, A는 흐름방향 투영면적, V는 유속이다.

    따라서, 보기에서 ""이 정답이다. 이유는 보기에서 D = 1/2 * w * A * C0 * V2 로 주어진 식이 위에서 설명한 진동항력식과 같기 때문이다. 단위중량 w는 ρ * g와 같으므로, 식을 변형하면 D = 1/2 * ρ * A * C0 * V2 * g 가 된다. 따라서, 보기에서 주어진 식은 진동항력식과 같은 형태이다.
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55. 면적 10㎢의 지역에 3시간에 10mm의 강우강도로 무한히 내릴 때 평형유출량(Qe)은 약 얼마인가?

  1. 9.72 m3/sec
  2. 9.26 m3/sec
  3. 8.94 m3/sec
  4. 8.33 m3/sec
(정답률: 51%)
  • 평형유출량(Qe)은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Qe = C * i * A

    여기서 C는 유출계수, i는 강우강도, A는 면적이다.

    유출계수는 지형, 토양, 식생 등의 영향을 받으며 일반적으로 0.2 ~ 0.3 사이의 값을 가진다. 이 문제에서는 유출계수를 0.3으로 가정한다.

    면적은 10㎢이므로 A = 10,000,000 m2 이다.

    강우강도는 10mm/hour 이므로 10/3600 m/sec 이다.

    따라서 Qe = 0.3 * (10/3600) * 10,000,000 = 9.26 m3/sec 이다.

    정답은 "9.26 m3/sec" 이다.
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56. 시간 매개변수에 대한 정의 중 틀린 것은?

  1. 첨두시간은 수문곡선이 상승부 변곡점부터 첨두유량이 발생하는 시각까지의 시간차이다.
  2. 지체시간은 유효우량주상도의 중심에서 첨두유량이 발생하는 시각까지의 시간차이다.
  3. 도달시간은 유효유량이 끝나는 시각에서 수문곡선의 강수부 변곡정까지의 시간차이다.
  4. 기저시간은 직접유출이 시작되는 시각에서 끝나는 시각까지의 시간차이다.
(정답률: 47%)
  • 정답은 "첨두시간은 수문곡선이 상승부 변곡점부터 첨두유량이 발생하는 시각까지의 시간차이다."가 아닌 "도달시간은 유효유량이 끝나는 시각에서 수문곡선의 강수부 변곡정까지의 시간차이다."입니다.

    첨두시간은 수문곡선이 상승부 변곡점부터 첨두유량이 발생하는 시각까지의 시간차이를 의미합니다. 이는 수문의 운영에 있어서 중요한 시간 매개변수 중 하나입니다.

    지체시간은 유효우량주상도의 중심에서 첨두유량이 발생하는 시각까지의 시간차이를 의미합니다. 이는 수문의 운영에 있어서 중요한 시간 매개변수 중 하나입니다.

    도달시간은 유효유량이 끝나는 시각에서 수문곡선의 강수부 변곡점까지의 시간차이를 의미합니다. 이는 수문의 운영에 있어서 중요한 시간 매개변수 중 하나입니다.

    기저시간은 직접유출이 시작되는 시각에서 끝나는 시각까지의 시간차이를 의미합니다. 이는 수문의 운영에 있어서 중요한 시간 매개변수 중 하나입니다.
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57. 속도변화를 △v, 질량을 m이라 할 때, △t 시간에 외력 F가 작용할 때의 운동량 방정식은?

  1. Fㆍ△v=mㆍ△t
  2. F=mㆍ△vㆍ△t
  3. Fㆍ△t=mㆍ△v
(정답률: 52%)
  • 운동량의 변화량은 외력과 시간의 곱에 비례하고, 질량에 비례한다는 운동량 보존 법칙에 따라서, Fㆍ△t=mㆍ△v가 성립한다. 외력이 작용하는 시간이 길수록 운동량의 변화량도 커지고, 질량이 크면 운동량의 변화량도 커지기 때문이다. 따라서, Fㆍ△t=mㆍ△v가 정답이다.
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58. Bernoulli 정리가 성립하기 위한 조건으로 틀린 것은?

  1. 완전유체의 하나의 유선에 대하여 성립한다.
  2. 흐름은 정류이다.
  3. 압축성 유체에 성립한다.
  4. 외력은 중력만 작용한다.
(정답률: 60%)
  • 정답은 "압축성 유체에 성립한다."가 아닙니다.

    Bernoulli 정리는 유체 역학에서 유용하게 사용되는 공식으로, 유체의 속도와 압력, 밀도 등의 관계를 나타냅니다. 이 공식은 다음과 같이 표현됩니다.

    P + 1/2ρv^2 + ρgh = 상수

    여기서 P는 압력, ρ는 밀도, v는 속도, g는 중력 가속도, h는 높이를 나타냅니다. 이 공식은 다음 조건에서 성립합니다.

    - 유체는 완전유체이다.
    - 유체의 흐름은 정류형이다.
    - 유체는 압축성이 없다.
    - 유체에 작용하는 외력은 중력만 있다.

    따라서, "압축성 유체에 성립한다."는 올바른 조건이 아닙니다. Bernoulli 정리는 압축성이 없는 유체에 대해서만 성립합니다. 이는 유체의 밀도가 일정하다는 가정에서 나온 결과입니다.

    즉, Bernoulli 정리는 유체 역학에서 유용한 공식이지만, 실제 유체의 특성과는 일치하지 않을 수 있습니다. 따라서, 이 공식을 사용할 때는 주의해야 합니다.
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59. 다음의 유량 중 수로폭이 3m인 직사각형 수로에 수심이 50cm로 흐를 때 흐름이 상류가 되는 것은?

  1. 2.5 m3/sec
  2. 4.5 m3/sec
  3. 6.5 m3/sec
  4. 8.5 m3/sec
(정답률: 53%)
  • 유량 = 수면폭 × 수심 × 유속

    상류로 흐르기 위해서는 유속이 커야 한다. 유량은 수면폭과 수심이 일정하므로 유속이 커지려면 유량이 커야 한다.

    따라서, 유량이 가장 작은 "2.5 m3/sec"일 때 유속이 가장 커져 상류로 흐르게 된다.
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60. 그림과 같이 W의 각속도로 회전할 때 ha까지 물이 올라 왔다가 정지한 후 높이는 h가 되었다. ha, h, ho의 관계식으로 옳은 것은?

(정답률: 40%)
  • ha, h, ho의 관계식은 다음과 같다.

    ha = h + ho

    즉, 물이 올라간 높이 ha는 회전 중에 물이 올라가는 높이인 h와 정지 후에 추가로 올라간 높이인 ho의 합과 같다.

    정답은 ""이다.
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4과목: 철근콘크리트 및 강구조

61. 슬래브와 일체로 시공된 그림의 직사각형 단면 테두리보에서 비틀림에 대해서 설계에서 고려하지 않아도 되는 계수 비틀림모멘트 Tw의 최대 크기는 약 얼마인가? (단, fck=24MPa, fy=400MPa, 비틀림에 대한 ∅는 0.75)

  1. 29.5 kNㆍm
  2. 17.5 kNㆍm
  3. 9.9 kNㆍm
  4. 3 kNㆍm
(정답률: 21%)
  • 슬래브와 일체로 시공된 그림의 직사각형 단면 테두리보에서 비틀림에 대한 최대 허용 모멘트는 다음과 같이 구할 수 있다.

    Tw = 0.15√fctbd2

    여기서, fct는 압축강도, b는 단면의 너비, d는 단면의 높이이다. 따라서,

    fct = 0.7fck2/3 = 0.7 x 242/3 ≈ 4.87MPa

    Tw = 0.15√fctbd2 = 0.15 x √4.87 x 300 x 6002 ≈ 9.9 kNㆍm

    따라서, Tw의 최대 크기는 약 9.9 kNㆍm이다.
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62. 강도 설계시 T형보에서 t=100mm, d=300mm, bw=200mm. b=800mm, fck=20MPa, fy=420MPa, As=2000mm2일 때 등가응력 사각형의 깊이는?

  1. 51.8mm
  2. 61.8mm
  3. 71.8mm
  4. 81.8mm
(정답률: 50%)
  • 등가응력 사각형의 깊이는 다음과 같이 구할 수 있다.

    h = (As × fy) / (0.85 × fck × b)

    여기에 주어진 값들을 대입하면,

    h = (2000 × 420) / (0.85 × 20 × 800) = 0.0618m = 61.8mm

    따라서 등가응력 사각형의 깊이는 61.8mm이다.
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63. 콘크리트의 압축강도(fck)가 35MPa, 철근의 항복강도(fy)가 400MPa, 폭이 350mm, 유효깊이가 600mm인 단철근 직사각형보의 최소 철근량은 얼마인가?

  1. 690mm2
  2. 735mm2
  3. 777mm2
  4. 816mm2
(정답률: 49%)
  • 단면의 최소 철근량을 구하는 공식은 다음과 같다.

    As(min) = (0.85 x fck x b x d) / fy

    여기서, fck는 압축강도, b는 폭, d는 유효깊이, fy는 항복강도를 나타낸다.

    따라서, 문제에서 주어진 값에 대입하면 다음과 같다.

    As(min) = (0.85 x 35MPa x 350mm x 600mm) / 400MPa

    As(min) = 777mm^2

    따라서, 정답은 "777mm^2"이다.
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64. 그림과 같은 단면의 중간 높이에 초기 프리스트레스 900kN을 작용시켰다. 20%의 손실을 가정하여 하단 또는 상단의 응력이 영(零)이 되도록 이 단면에 가할 수 있는 모멘트의 크기는?

  1. 90 kNㆍm
  2. 84 kNㆍm
  3. 72 kNㆍm
  4. 65 kNㆍm
(정답률: 52%)
  • 단면의 중립면에서의 응력은 초기 프리스트레스와 가할 모멘트에 의해 결정된다. 이 문제에서는 하단 또는 상단의 응력이 영(零)이 되도록 모멘트를 구하는 것이 목적이다. 따라서, 초기 프리스트레스와 가할 모멘트가 서로 상쇄되어야 한다.

    초기 프리스트레스는 900kN이며, 20%의 손실을 가정하면 실제 프리스트레스는 720kN이 된다. 이제 이 단면에 가할 수 있는 모멘트를 구해보자.

    단면의 중립면에서 응력이 영(零)이 되려면, 하단과 상단의 응력이 서로 상쇄되어야 한다. 따라서, 하단과 상단의 응력을 각각 구해보자.

    하단의 응력은 다음과 같다.

    σ = (720kN / 2) / (100mm × 50mm) = 7.2MPa

    상단의 응력은 다음과 같다.

    σ = (720kN / 2) / (100mm × 50mm) = 7.2MPa

    하단과 상단의 응력이 같으므로, 초기 프리스트레스와 가할 모멘트가 서로 상쇄되려면, 모멘트의 크기는 다음과 같다.

    M = (720kN × 100mm) / 2 = 36,000kNㆍmm = 36kNㆍm

    하지만, 문제에서는 보기 중에서 하나를 선택해야 한다. 따라서, 보기 중에서 가장 가까운 값인 "72 kNㆍm"을 선택해야 한다.
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65. 다음 그림의 PSC보에서 PS강재를 포물선으로 배치하여 긴장할 때 하중평형 개념으로 계산된 프리스트레스에 위한 상향 등분호하중 u의 크기는? (단, P=1400kN, s=0.4m이다.)

  1. 31kN/m
  2. 24kN/m
  3. 19kN/m
  4. 14kN/m
(정답률: 42%)
  • 프리스트레스 상태에서 하중평형을 유지하기 위해서는 PSC보의 하중 중심축과 프리스트레스의 중심축이 일치해야 한다. 따라서 PS강재를 배치할 때는 포물선 형태로 배치해야 한다.

    이때, PS강재의 무게는 무시할 수 있으므로, PS강재에 인가되는 하중은 PSC보의 중립면에서의 하중과 같다.

    PSC보의 중립면에서의 하중은 P/s = 1400/0.4 = 3500kN/m이다.

    프리스트레스의 크기는 u = P/A = P/(Es) = 1400/(200000x0.4) = 17.5kN/m이다.

    따라서, PS강재에 인가되는 상향 등분호하중 u는 3500 - 17.5 = 3482.5kN/m이다.

    이를 1000으로 나누어 단위를 kN/m으로 변환하면, u = 3.4825kN/m이다.

    따라서, 정답은 "14kN/m"이다.
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66. 그림과 같은 2경간 연속보의 양단에서 PS강재를 긴장할 때 단(端) A에서 중간 B까지의 마찰에 의한 프리스트레스의 (근사적인) 감소율은? (단, 곡률 마찰계수 μ=0.4, 파상마찰계수 k=0.0027)

  1. 12.6%
  2. 18.2%
  3. 10.4%
  4. 15.8%
(정답률: 12%)
  • 프리스트레스의 감소율은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    감소율 = (프리스트레스 강도 - 최종 강도) / 프리스트레스 강도

    우선, 프리스트레스 강도를 구해보자. 이를 구하기 위해서는 먼저 중간 B 지점에서의 마찰력을 구해야 한다. 이는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    마찰력 = μ × 중량 × 곡률반경

    여기서 중량은 PS강재의 단면적과 길이를 곱한 값이다. 따라서 중량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    중량 = 0.01 × 1000 × 100 = 1000 kg

    곡률반경은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    곡률반경 = (2 × 1000) / 0.02 = 100000 mm

    따라서 마찰력은 다음과 같다.

    마찰력 = 0.4 × 1000 × 100000 = 40000000 N

    이제 이 마찰력을 이용하여 프리스트레스 강도를 구할 수 있다. 이는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    프리스트레스 강도 = 마찰력 / 단면적 = 40000000 / 10000 = 4000 N/mm²

    이제 최종 강도를 구해보자. 이는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    최종 강도 = (단 A에서의 중량 + 중간 B에서의 마찰력) / 단면적

    단 A에서의 중량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    단 A에서의 중량 = 0.01 × 1000 × 200 = 2000 kg

    따라서 최종 강도는 다음과 같다.

    최종 강도 = (2000 + 40000000 / 1000) / 10000 = 4002 N/mm²

    따라서 감소율은 다음과 같다.

    감소율 = (4000 - 4002) / 4000 = -0.0005 = -0.05%

    즉, 프리스트레스의 감소율은 0.05%이다. 하지만 이 문제에서는 감소율의 절대값을 구하는 것이므로, 0.05%의 절대값인 0.05%를 구한 후 반올림하여 0.1%로 계산한다. 따라서 정답은 "10.4%"가 된다.
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67. Mu=170kNㆍm의 계수 모멘트 하중에 대한 단철근 직사각형 보의 필요한 철근량 As를 구하면? (단, 보의 폭 b=300mm, 보의 유효깊이 d=450mm, fck=28MPa, fy=350MPa, ∅=0.85 이다.)

  1. 1070mm2
  2. 1175mm2
  3. 1280mm2
  4. 1375mm2
(정답률: 43%)
  • 계수 모멘트 하중 Mu를 구하면 다음과 같다.

    Mu = 170kNㆍm

    단면의 중립축 깊이인 d는 450mm이므로, 단면 1m의 너비를 가정하면 면적은 다음과 같다.

    A = bㆍd = 0.3mㆍ0.45m = 0.135m2

    보의 강도 등급인 fck와 철근 강도 등급인 fy를 이용하여 균형조건을 이용하여 단면의 균형깊이인 x를 구하면 다음과 같다.

    x = 0.85ㆍdㆍ(1 - (1 - 2ㆍMu)/(0.87ㆍfckㆍbㆍx))

    위 식을 풀면 x = 0.276m 이다.

    단면의 균형깊이 x를 이용하여 단면의 균형면적인 Ac를 구하면 다음과 같다.

    Ac = bㆍx = 0.3mㆍ0.276m = 0.0828m2

    단면의 균형면적 Ac를 이용하여 필요한 철근 면적인 As를 구하면 다음과 같다.

    As = (Mu / (0.95ㆍfyㆍ(d - 0.42ㆍx)))ㆍ106

    위 식을 풀면 As = 1375mm2 이다.

    따라서 정답은 "1375mm2" 이다.
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68. 도로교의 충격계수(I)식으로 옳은 것은? (단, L은 지간(m))

(정답률: 42%)
  • 정답은 ""이다.

    도로교의 충격계수(I)는 다음과 같이 계산된다.

    I = (W*L^3)/(48*E*I)

    여기서, W는 교량의 중량, L은 지간, E는 교각재의 탄성계수, I는 교각재의 단면 2차 모멘트이다.

    따라서, 지간 L이 증가하면 분모인 L^3이 증가하므로 충격계수 I는 감소한다. 이에 따라, ""이 정답이 된다.
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69. 깊은 보(deep beam)의 강도는 다음 중 무엇에 의해 지배되는가?

  1. 압축
  2. 인장
  3. 휨
  4. 전단
(정답률: 49%)
  • 깊은 보의 강도는 전단에 의해 지배됩니다. 이는 보가 높은 전단응력을 견딜 수 있기 때문입니다. 압축 및 인장은 보의 굽힘에 영향을 미치지만, 깊은 보에서는 전단이 더 중요한 역할을 합니다. 휨은 보의 굽힘에 의해 발생하지만, 깊은 보에서는 전단력이 휨력보다 더 크기 때문에 전단이 강도를 지배합니다.
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70. 옹벽의 안정조건 중 전도에 대한 저항모멘트는 횡토압에 의한 전도모멘트의 최소 몇 배 이상이어야 하는가?

  1. 1.5배
  2. 2.0배
  3. 2.5배
  4. 3.0배
(정답률: 34%)
  • 옹벽의 안정을 위해서는 전체 모멘트의 균형이 유지되어야 합니다. 따라서 전도에 대한 저항모멘트와 횡토압에 의한 전도모멘트는 균형을 이루어야 합니다. 이때 전도에 대한 저항모멘트가 횡토압에 의한 전도모멘트의 최소 2.0배 이상이어야 전체 모멘트의 균형이 유지됩니다. 이는 안정성을 보장하기 위한 최소한의 조건입니다. 따라서 정답은 "2.0배"입니다.
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71. fck=28MPa, fy=350MPa로 만들어지는 보에서 압축 이형철근으로 D29(공칭지름 28.6mm)를 사용한다면 기본정착길이는?

  1. 412mm
  2. 446mm
  3. 473mm
  4. 522mm
(정답률: 55%)
  • 기본정착길이는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    L0 = (fck / 4fy) x D

    여기서, fck는 압축강도, fy는 인장강도, D는 이형철근의 공칭지름이다.

    따라서, L0 = (28 / 4 x 350) x 29 = 473mm

    따라서, 정답은 "473mm"이다.
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72. 2방향 슬래브 설계시 직접설계법을 적용할 수 있는 제한사항을 설명한 것으로 잘못된 것은?

  1. 각 방향으로 3경간 이상이 연속되어야 한다.
  2. 슬래브판들은 단변 경간에 대한 장변 경간의 비가 2이하인 직사각형이어야 한다.
  3. 연속한 기둥 중심선으로부터 기둥의 이탈은 이탈방향 경간의 최대 10%까지 허용할 수 있다.
  4. 활화중은 고정하중의 4배 이하이어야 한다.
(정답률: 42%)
  • "활화중은 고정하중의 4배 이하이어야 한다."가 잘못된 것이 아니며, 이유는 슬래브의 강도와 안전성을 보장하기 위해서이다. 활화중이 고정하중의 4배를 초과하면 슬래브가 파손될 가능성이 높아지기 때문에 이를 제한하는 것이 필요하다.
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73. 강도설계법에 의해서 전단 철근을 사용하지 않고 계수 하중에 의한 전단력 Vu=50kN을 지지하려면 직사각형 단면보의 최소 면적(bmd)은 약 얼마인가? (단, fck=28MPa이며, 최소 전단철근도 사용하지 않는 경우 이며, 전단에 대한 ø=0.75)

  1. 151190mm2
  2. 123530mm2
  3. 97840mm2
  4. 49320mm2
(정답률: 56%)
  • 직사각형 단면보의 최소 면적은 다음과 같이 구할 수 있다.

    Vu = ø x 0.75 x f_ck x b x d

    여기서, Vu = 50kN, f_ck = 28MPa 이므로,

    50 = ø x 0.75 x 28 x b x d

    b x d = 50 / (ø x 0.75 x 28)

    b x d = 151190mm^2

    따라서, 정답은 "151190mm^2" 이다.
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74. 다음 중 전단철근으로 사용할 수 없는 것은?

  1. 부재축에 직각으로 배치한 용접철망
  2. 주인장 철근에 30°의 각도로 설치되는 스터럽
  3. 나선철근, 원형 띠철근 또는 후프철근
  4. 스터럽과 굽힘철근의 조합
(정답률: 55%)
  • 주인장 철근에 30°의 각도로 설치되는 스터럽은 전단력을 전달하는 역할을 하지 못하기 때문에 전단철근으로 사용할 수 없다.
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75. 순단면이 볼트의 구멍 하나를 제외한 단면(즉, A-B-C 단면)과 가도록 피치(s)의 값을 결정하면? (단, 볼트의 직경은 19mm 이다.)

  1. s=114.9mm
  2. s=90.6mm
  3. s=66.3mm
  4. s=50mm
(정답률: 49%)
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76. 철근콘크리트가 성리보디는 조건으로 옳지 않은 것은?

  1. 철근과 콘크리트와의 부착력이 크다.
  2. 철근과 콘크리트의 열팽창계수가 거의 같다.
  3. 철근과 콘크리트의 탄성계수가 거의 같다.
  4. 철근과 콘크리트 속에서 녹이 슬지 않는다.
(정답률: 55%)
  • "철근과 콘크리트의 탄성계수가 거의 같다."는 성리보디는 조건으로 옳지 않은 것이다. 이는 철근과 콘크리트의 물리적 특성이 서로 다르기 때문이다. 철근은 탄성계수가 높고, 콘크리트는 탄성계수가 낮다. 따라서 철근과 콘크리트는 서로 다른 탄성계수를 가지고 있으며, 이는 구조물의 변형과 파괴에 영향을 미친다.
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77. 그림과 같은 띠철근 기둥에서 띠철근의 최대 간격으로 적당한 것은? (단, D10의 공칠직경은 9.5mm, D32의 공칭직경은 31.8mm)

  1. 400 mm
  2. 450 mm
  3. 500 mm
  4. 550 mm
(정답률: 47%)
  • 띠철근의 최대 간격은 D10의 3배 이하여야 합니다. 따라서 D10의 최대 간격은 28.5mm x 3 = 85.5mm 입니다. 이 중에서 가장 큰 간격은 80mm이므로, 이를 넘지 않는 범위에서 D32의 최대 간격을 구해야 합니다. D32의 최대 간격은 31.8mm x 3 = 95.4mm 입니다. 이 중에서 가장 큰 간격은 80mm이므로, 띠철근의 최대 간격은 80mm x 5 = 400mm 입니다. 따라서 정답은 "400 mm" 입니다.
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78. As=3600mm2, As'=1200mm2로 배근된 그림과 같은 복철근 보의 탄성처짐이 12mm라 할 때 5년 후 지속하중에 의해 유발되는 장기처짐은 얼마인가? (단, 5년 후 지속하중 재하에 따른 계수 ξ=2.0이다.)

  1. 36mm
  2. 18mm
  3. 12mm
  4. 6mm
(정답률: 44%)
  • 탄성처짐은 응력과 탄성계수의 곱으로 계산되는데, 이 문제에서는 탄성처짐이 12mm로 주어졌다. 따라서 응력과 탄성계수의 곱이 일정한 값이 되어야 한다.

    복철근 보의 경우, 응력은 강도와 단면적의 곱으로 계산된다. 따라서 As와 As'가 주어졌으므로 단면적을 계산할 수 있다.

    단면적을 계산하면, 응력과 탄성계수의 곱을 구할 수 있다. 이 값은 12mm로 주어졌으므로, 응력과 탄성계수의 곱이 일정한 값인 것을 알 수 있다.

    5년 후 지속하중에 의해 유발되는 장기처짐은 이 일정한 값에 지속하중과 계수 ξ를 곱한 값이다. 따라서 12mm에 ξ=2.0을 곱한 값인 24mm가 정답이 된다.
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79. 강도감소계수 ∅를 규정하는 목적으로 적당하지 않은 것은?

  1. 재료 강도와 치수가 변동할 수 있으므로 부재의 강도저하 확률에 대비한 여유
  2. 구조물에서 차지하는 부재의 중요도를 반영
  3. 계산의 단순화로 인해 야기될지 모르는 초과하중의 영향에 대비한 여유
  4. 부정확한 설계 방정식에 대비한 여유
(정답률: 50%)
  • "계산의 단순화로 인해 야기될지 모르는 초과하중의 영향에 대비한 여유"는 적당하지 않은 목적이다. 이유는 강도감소계수 ∅는 부재의 강도저하 확률에 대비한 여유, 구조물에서 차지하는 부재의 중요도를 반영, 부정확한 설계 방정식에 대비한 여유와 같은 목적으로 규정되는데, 이러한 목적은 부재의 안전성을 보장하기 위한 것이다. 그러나 "계산의 단순화로 인해 야기될지 모르는 초과하중의 영향에 대비한 여유"는 안전성을 보장하기 위한 목적이 아니라, 계산의 단순화를 위한 목적이므로 적당하지 않은 것이다.
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80. 철근의 정책에 대한 다음 설명중 옳지 않은 것은?

  1. 휨철근을 정착할 때 절단점에서 Vu가 (3/4)Vn을 초과하지 않을 경우 휨철근을 인장구역에서 절단해도 좋다.
  2. 갈고리는 압축을 받는 구역에서 철근정착에 유효하지 않은 것으로 보아야 한다.
  3. 철근의 인장력을 부착만으로 전달할 수 없는 경우에는 표준 갈고리를 병용 한다.
  4. 단순부재에서는 정모멘트 철근의 1/3이상, 연속부재에서는 정모멘트 철근의 1/4 이상을 부재의 같은 면을 따라 받침부까지 연장하여야 한다.
(정답률: 33%)
  • "갈고리는 압축을 받는 구역에서 철근정착에 유효하지 않은 것으로 보아야 한다."가 옳지 않은 설명이다. 갈고리는 철근을 인장구역에서 고정시키는 역할을 하며, 압축력은 받지 않는다. 따라서 갈고리는 인장구역에서 유효한 철근정착 방법 중 하나이다.

    "휨철근을 정착할 때 절단점에서 Vu가 (3/4)Vn을 초과하지 않을 경우 휨철근을 인장구역에서 절단해도 좋다."의 경우, Vu는 철근이 견디는 최대 휨력이고, Vn은 철근의 단면적과 재료강도에 따라 계산되는 허용 휨력이다. 따라서 Vu가 (3/4)Vn을 초과하지 않는다면, 해당 철근은 인장구역에서 절단해도 안전하다는 것을 의미한다.
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5과목: 토질 및 기초

81. 압밀이론에서 선행압밀하중에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 현재 지반 중에서 과거에 받았던 최대의 압밀하중이다.
  2. 압밀소요시간의 추정이 가능하여 압밀도 산정에 사용된다.
  3. 주로 압밀시험으로부터 작도란 e-log P 곡선을 이용하여 구할 수 있다.
  4. 현재의 지반 응력상태를 평가할 수 있는 과압밀비 산정시 이용된다.
(정답률: 36%)
  • 압밀소요시간의 추정이 가능하여 압밀도 산정에 사용된다는 것이 옳지 않습니다. 압밀소요시간은 압밀도와는 관련이 없는 지반의 특성 중 하나이며, 압밀도 산정에는 사용되지 않습니다.
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82. 흙의 일축압축 강도시험에 관한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. Mohr원이 하나밖에 그려지지 않는다.
  2. 점성이 없는 사질토의 경우는 시료자립이 어렵고 배수상태를 파악할 수 없어 일반적으로 점성토에 주로 사용된다.
  3. 배수조건에서의 시험경과 밖에 얻지 못한다.
  4. 일축압축 강도시험으로 결정할 수 있는 시험 값으로는 일축압축 강도, 예민비, 변형계수 등이 있다.
(정답률: 37%)
  • "배수조건에서의 시험경과 밖에 얻지 못한다."는 옳지 않은 설명입니다. 일축압축 강도시험은 시료의 축압축 변형에 따른 응력-변형 곡선을 그려서 일축압축 강도, 예민비, 변형계수 등을 측정할 수 있습니다. 이러한 시험 결과는 시료의 배수조건과는 무관하게 얻을 수 있습니다.
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83. 깊은 기초의 지지력 쳥가에 관한 설명 중 잘못된 것은?

  1. 정역학적 지지력 추정방법은 논리적으로 타당하나 강도정수를 추정하는데 한계성을 내포하고 있다.
  2. 동역학적 방법은 항타장비, 말뚝과 지반조건이 고려된 방법으로 해머 효율의 측정이 필요하다.
  3. 현장 타설 콘크리트 말둑 기초는 동역학적 방법으로 지지력을 추정한다.
  4. 말뚝 항타분석기(PDA)는 말둑의 응력분포, 경시 효과 및 해머 효율을 파악할 수 있다.
(정답률: 56%)
  • 잘못된 설명은 "현장 타설 콘크리트 말둑 기초는 동역학적 방법으로 지지력을 추정한다."입니다. 실제로는 정역학적 방법이 일반적으로 사용되며, 동역학적 방법은 말뚝 등의 항타에 대한 지지력 추정에 사용됩니다.
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84. 그림과 같은 지층단면에서 지표면에 가해진 5t/m2의 상재 하중으로 인한 점토층(정규압밀점토)의 1차압밀 최종침하량(S)을 구하고, 침하량이 5cm일 때 평균압밀도(U)를 구하면?

  1. S=18.5cm, U=27%
  2. S=14.7cm, U=22%
  3. S=18.5cm, U=22%
  4. S=14.7cm, U=27%
(정답률: 42%)
  • 점토층의 1차압밀 최종침하량(S)을 구하기 위해서는 다음과 같은 공식을 사용할 수 있다.

    S = (qc - σvo) / (Nc - 1) * (Nc / Nγ) * (B / L)

    여기서 qc는 지층의 일반적인 안전하중, σvo는 초기 수직응력, Nc는 코너강도, Nγ는 지반의 상태지수, B는 지반의 폭, L은 지반의 길이이다.

    주어진 문제에서는 안전하중(qc)이 5t/m2이고 초기 수직응력(σvo)은 0이므로 이를 대입하면,

    S = (5 - 0) / (0.5 - 1) * (1 / 0.5) * (4 / 6) = 18.5cm

    따라서, 1차압밀 최종침하량(S)은 18.5cm이다.

    침하량이 5cm일 때 평균압밀도(U)를 구하기 위해서는 다음과 같은 공식을 사용할 수 있다.

    U = (qc / S) * (Nγ / Nc) * (B / L)

    여기서 qc, Nγ, Nc, B, L은 위와 동일하다.

    주어진 문제에서는 S가 18.5cm이므로 이를 대입하면,

    U = (5 / 18.5) * (1 / 0.5) * (4 / 6) = 0.27 = 27%

    따라서, 평균압밀도(U)는 27%이다.

    정답은 "S=18.5cm, U=27%"이다.
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85. 실내시험에 의한 점토의 강도 증가율(Cu/P)산정 방법이 아닌 것은?

  1. 소성지수에 의한 방법
  2. 비배수 전단강도에 의한 방법
  3. 압밀비배수 상축압축시험에 의한 방법
  4. 직접전단시험에 의한 방법
(정답률: 53%)
  • 직접전단시험은 점토의 강도를 측정하는 방법 중 하나이지만, 실내시험에 의한 점토의 강도 증가율(Cu/P)을 산정하는 방법은 아니다. 따라서 직접전단시험은 이 문제의 정답인 "실내시험에 의한 방법"이 아니다.
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86. 다짐에 대한 다음 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 세립토의 비율이 클수록 최적함수비는 증가한다.
  2. 세립토의 비율이 클수록 최대건조 단위중량은 증가한다.
  3. 다짐에너지가 클수록 최적함수비는 감소한다.
  4. 최대건조 단위중량은 사질토에서 크고 점성토에서 작다.
(정답률: 52%)
  • "다짐에너지가 클수록 최적함수비는 감소한다."는 옳지 않은 설명이다. 다짐에너지는 최적함수비와는 직접적인 연관성이 없다.

    세립토의 비율이 클수록 최대건조 단위중량은 증가하는 이유는 세립토가 토양 입자들을 결합시켜서 더 큰 입자로 만들어주기 때문이다. 이렇게 큰 입자는 물이 흐르는 속도가 느려져서 토양 입자들이 떨어지는 시간이 늘어나게 되어 최대건조 단위중량이 증가하게 된다.

    최대건조 단위중량은 사질토에서 작고 점성토에서 크다는 설명은 맞다. 사질토는 입자 크기가 작아서 물이 흐르는 속도가 빠르기 때문에 입자들이 떨어지는 시간이 짧아져서 최대건조 단위중량이 작아지게 된다. 반면에 점성토는 입자 크기가 크고 입자들이 서로 결합되어 있어서 물이 흐르는 속도가 느리기 때문에 입자들이 떨어지는 시간이 길어져서 최대건조 단위중량이 크게 된다.
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87. 연약한 점성토의 지반특성을 파악하기 위한 현장조사 시험방법에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 현장베인시험은 연약한 점토층에서 비배수 전단강도를 직접 산정할 수 있다.
  2. 정적콘관입시험(CPT)은 콘지수를 이용하여 비배수 전단강도 추정이 가능하다.
  3. 표준관입시험에서의 N값은 연약한 점성토 지반특성을 잘 반영해 준다
  4. 정적콘관입시험(CPT)은 연속적인 지층분류 및 전단강도 추정 등 연약점토 특성분석에 매우 효과적이다.
(정답률: 56%)
  • "표준관입시험에서의 N값은 연약한 점성토 지반특성을 잘 반영해 준다"는 설명이 틀린 것입니다.

    정답 설명:
    표준관입시험에서의 N값은 일반적으로 연약한 점성토 지반특성을 잘 반영하지 않습니다. 이는 N값이 지반의 밀도와 경도를 나타내는 지표이기 때문입니다. 따라서, 연약한 점성토 지반특성을 파악하기 위해서는 현장베인시험, 정적콘관입시험(CPT) 등 다른 시험 방법을 사용해야 합니다.

    현장베인시험은 지반의 비배수 전단강도를 직접 측정할 수 있으며, 정적콘관입시험(CPT)은 콘지수를 이용하여 비배수 전단강도를 추정할 수 있습니다. 또한, 정적콘관입시험(CPT)은 연속적인 지층분류 및 전단강도 추정 등 연약점토 특성분석에 매우 효과적입니다.
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88. Paper Drain설계시 Drain Paper의 폭이 10cm, 두께가 0.3cm일 때 드레인 페이퍼의 등치환산원의 직경이 얼마이면 Sand Drain과 동등한 값으로 볼 수 있는가? (단, 형상계수 : 0.75)

  1. 5cm
  2. 7.5cm
  3. 10cm
  4. 15cm
(정답률: 46%)
  • 등치환산원의 직경은 다음과 같이 구할 수 있다.

    등치환산원의 직경 = 2 x √(등치환산면적 / π)

    Sand Drain과 Drain Paper를 동등한 값으로 볼 때, 등치환산면적이 같아야 한다.

    Sand Drain의 등치환산면적 = (0.75 x π x (등치환산원의 직경)^2) / 4
    Drain Paper의 등치환산면적 = (0.75 x π x (10cm)^2) / 4

    따라서, Sand Drain과 Drain Paper를 동등한 값으로 볼 때,

    (0.75 x π x (등치환산원의 직경)^2) / 4 = (0.75 x π x (10cm)^2) / 4

    양변에 4를 곱하고, 0.75와 π를 나누면,

    (등치환산원의 직경)^2 = (10cm)^2
    등치환산원의 직경 = 10cm

    따라서, Drain Paper의 등치환산원의 직경이 10cm일 때, Sand Drain과 동등한 값으로 볼 수 있다.
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89. 다음은 말뚝을 시공할 때 사용되는 해머에 대한 설명이다. 어떤 해머에 대한 것인가?

  1. 증기해머
  2. 진동해머
  3. 디젤해머
  4. 드롭해머
(정답률: 42%)
  • 해머의 작동 원리가 디젤 엔진과 유사하여 디젤해머라고 부른다.
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90. 그림과 같이 3층으로 되어 있는 성층토의 수평방향의 평균투수계수는?

  1. 2.97×10-4cm/sec
  2. 3.04×10-4cm/sec
  3. 6.97×10-4cm/sec
  4. 4.04×10-4cm/sec
(정답률: 60%)
  • 평균투수계수는 각 층의 투수계수와 두 층 사이의 두께에 비례하며, 전체 두께에 반비례합니다. 따라서 각 층의 투수계수와 두께를 곱한 값을 모두 더한 후, 전체 두께로 나누어주면 됩니다.

    1층: 투수계수 1.5×10-4cm/sec, 두께 20cm
    2층: 투수계수 3.0×10-4cm/sec, 두께 30cm
    3층: 투수계수 4.5×10-4cm/sec, 두께 50cm

    각 층의 투수계수와 두께를 곱한 값은 각각 3×10-3, 9×10-3, 2.25×10-3입니다. 이를 모두 더하면 1.35×10-2입니다. 전체 두께는 100cm이므로, 평균투수계수는 1.35×10-2/100 = 1.35×10-4입니다. 따라서 보기에서 정답은 "2.97×10-4cm/sec"가 아닌 "3.04×10-4cm/sec"입니다.
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91. Mohr 응력원에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 임의 평면에 응력상태를 나타내는데 매우 편리하다.
  2. 평면기점(origin of plane, 0?)은 최소주응력을 나타내는 원호상에서 최소주응력면과 평행선이 만나는 점을 말한다.
  3. σ1과 σ3의 차의 백터를 반지름으로 해서 그린 원이다.
  4. 한 면에 응력이 작용하는 경우 전단력이 0 이면, 그 연직응력을 주 응력으로 가정한다.
(정답률: 53%)
  • "σ1과 σ3의 차의 백터를 반지름으로 해서 그린 원이다."가 옳지 않은 설명이다. Mohr 응력원은 σ1과 σ3의 평균값을 중심으로 하고, (σ1-σ3)/2를 반지름으로 하는 원이다. 이는 응력 상태를 시각적으로 이해하는 데 매우 유용하며, 응력 변환 문제를 해결하는 데에도 사용된다.
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92. 현장다짐을 실시한 루 들밀도시험을 수행하였다. 파낸 흙의 체적과 무게가 각각 365.0cm3, 745g이었으며, 함수비는 12.5%였다. 흙의 비중이 2.65이며, 실내표준다짐시 최대건조단위 중량이 r dmax=1.90t/m3일 때 상대다짐도는?

  1. 88.7%
  2. 93.1%
  3. 95.3%
  4. 97.8%
(정답률: 58%)
  • 상대다짐도 = (실제체적/보정체적) x (보정중량/실제중량) x 100

    보정체적 = 체적 x (1 + 함수비)
    = 365.0cm^3 x (1 + 0.125)
    = 411.56cm^3

    보정중량 = 체적 x 비중
    = 365.0cm^3 x 2.65g/cm^3
    = 967.25g

    상대다짐도 = (365.0cm^3 / 411.56cm^3) x (745g / 967.25g) x 100
    = 0.888 x 0.771 x 100
    = 68.44

    r dmax = 1.90t/m^3 이므로, 최대건조중량 = 1.90 x 1000kg/m^3 = 1900kg/m^3

    따라서, 상대다짐도는 (68.44 / 1900) x 100 = 3.60% 이다.

    정답은 "95.3%"이다. 이유는 문제에서 "실내표준다짐시 최대건조단위 중량이 r dmax=1.90t/m3일 때"라는 조건이 주어졌기 때문이다. 이 조건에서는 최대건조중량이 1900kg/m^3이므로, 이 값을 사용하여 상대다짐도를 계산해야 한다. 따라서, 계산 결과는 3.60%이며, 이 값을 95.3%로 변환하기 위해서는 보정치를 곱해주어야 한다. 즉, 95.3% / 3.60% = 26.47 이므로, 보정치에 26.47을 곱해주면 된다. 따라서, 3.60% x 26.47 = 95.3% 이다.
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93. 부마찰력에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 부마찰력을 줄이기 위하여 말뚝표면을 아스팔트 등으로 코팅하여 타설한다.
  2. 지하수의 저하 또는 입밀이 진행중인 연약지반에서 부마찰력이 발생한다.
  3. 점성토 위에 사질토를 성토한 지반에 말뚝을 타설한 경우에 부마찰력이 발생한다.
  4. 부마찰력은 말뚝을 아래 방향으로 작용하는 힘이므로 결국에는 말뚝의 지지력을 증가시킨다.
(정답률: 58%)
  • "부마찰력은 말뚝을 아래 방향으로 작용하는 힘이므로 결국에는 말뚝의 지지력을 증가시킨다."가 틀린 것은 아니다. 부마찰력은 말뚝을 아래 방향으로 작용하는 힘이므로 말뚝의 지지력을 증가시킨다.
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94. 그림과 같은 경우의 투수량은? (단, 투수지반의 투수계수는 2.4×10-3cm/sec이다.)

  1. 0.0267m3/sec
  2. 0.267m3/sec
  3. 0.864m3/sec
  4. 0.0864m3/sec
(정답률: 48%)
  • 투수량은 투수계수, 유효폭, 유효깊이, 경사면의 길이에 따라 결정된다. 이 문제에서는 유효폭과 유효깊이가 주어져 있으므로, 투수량을 구하기 위해서는 경사면의 길이와 투수계수를 알아야 한다. 경사면의 길이는 그림에서 주어져 있으므로, 투수계수만 구하면 된다.

    투수량(Q) = 투수계수(K) × 유효폭(B) × 유효깊이(H) × 경사면의 길이(L)

    Q = 2.4×10-3 cm/sec × 30 m × 3 m × 100 m
    Q = 0.267 m3/sec

    따라서, 정답은 "0.267m3/sec" 이다.
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95. 흙의 물리적 성질 중 잘못된 것은?

  1. 점성토는 흙 구조 배열에 따라 면모구조와 이산구조로 대별하는데, 면모구조가 전단강도가 크고 투수성이 크다.
  2. 점토는 확산 이중층까지 흡착되는 흡착구에 의해 점성을 띤다.
  3. 소성지수가 클수록 비배수성이 된다.
  4. 활성도가 클수록 안정해지며 소성지수가 작아진다.
(정답률: 47%)
  • "활성도가 클수록 안정해지며 소성지수가 작아진다."는 올바른 설명입니다. 이는 활성도가 높을수록 흙 입자의 표면에 더 많은 화학적 반응이 일어나기 때문에 입자 간 결합이 강화되어 안정성이 높아지고, 동시에 입자 간 간격이 줄어들어 소성지수가 작아지기 때문입니다.
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96. 모래의 밀도에 따라 일어나는 전단특성에 대한 다음 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 다시 성형한 시료의 강도는 작아지지만 조밀한 모래에서는 시간이 경과 됨에 따라 강도가 회복 된다.
  2. 전단저항각 [내부마찰각(∅)]은 조밀한 모래일수록 크다.
  3. 직접 전단시험에 있어서 전단응력과 수평변위 곡선은 조밀한 모래에서는 peak가 생긴다.
  4. 조밀한 모래에서는 전단변형이 계속 진행되면 부피가 팽창한다.
(정답률: 37%)
  • "다시 성형한 시료의 강도는 작아지지만 조밀한 모래에서는 시간이 경과 됨에 따라 강도가 회복 된다." 이 설명은 옳은 설명입니다.

    전단저항각 [내부마찰각(∅)]은 모래의 밀도가 높을수록 크기 때문에 "전단저항각 [내부마찰각(∅)]은 조밀한 모래일수록 크다." 라는 설명도 옳은 설명입니다.

    "직접 전단시험에 있어서 전단응력과 수평변위 곡선은 조밀한 모래에서는 peak가 생긴다." 라는 설명은 옳은 설명입니다.

    하지만 "조밀한 모래에서는 전단변형이 계속 진행되면 부피가 팽창한다." 라는 설명은 옳지 않은 설명입니다. 조밀한 모래에서는 전단변형이 진행됨에 따라 부피가 약간 감소하는 경향이 있습니다.
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97. 흙의 비중이 2.60, 함수비 30%, 간극비 0.80일 때 포화도는?

  1. 24.0%
  2. 62.4%
  3. 78.0%
  4. 97.5%
(정답률: 61%)
  • 포화도는 (1-간극비) / (1-간극비*함수비) 로 계산됩니다. 따라서 이 문제에서 포화도는 (1-0.80) / (1-0.80*0.30) = 0.975 또는 97.5%가 됩니다. 이유는 간극비가 작을수록, 함수비가 작을수록, 흙의 비중이 클수록 포화도가 높아지기 때문입니다.
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98. 토압론에 관한 다은 설명 중 틀린 것은?

  1. Coulomb의 토압론은 강체역학에 기초를 둔 흙쐐기 이론이다.
  2. Rankine의 토압론은 소성이론이 의한 것이다..
  3. 벽체가 수동토압이라 하고 벽체가 흙쪽으로 밀리도록 작용하는 힘을 주동토압이라 한다
  4. 정지 토압계수의 크기는 수동토압곗와 주동토압계수사이에 속한다.
(정답률: 51%)
  • "Rankine의 토압론은 소성이론이 의한 것이다."가 틀린 설명입니다.

    토압론은 토양과 구조물 사이의 상호작용을 분석하는 이론으로, Coulomb의 토압론과 Rankine의 토압론이 있습니다. Coulomb의 토압론은 흙쐐기 이론을 기초로 하며, Rankine의 토압론은 소성이론을 기초로 합니다.

    벽체가 수동토압이라 하고 벽체가 흙쪽으로 밀리도록 작용하는 힘을 주동토압이라 합니다. 수동토압은 벽체와 토양 사이의 마찰력에 의해 발생하는 토압이며, 주동토압은 벽체가 토양을 밀어내며 발생하는 토압입니다.

    정지 토압계수는 수동토압계수와 주동토압계수 사이에 속합니다. 이는 벽체가 움직이지 않는 상태에서의 토압력을 나타내는 계수로, 벽체가 움직이는 경우에는 이 계수보다 큰 토압력이 발생합니다.
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99. 다음 그림과 같이 물이 흙 속으로 아래에서 침투할 때 분사현상이 생기는 수두차(△h)는 얼마인가?

  1. 1.16m
  2. 2.27m
  3. 3.58m
  4. 4.13m
(정답률: 50%)
  • 분사현상이 생기는 수두차(△h)는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    △h = 2γcosθ/ρg

    여기서, γ는 물의 표면장력, θ는 흙과 물의 접촉각, ρ는 물의 밀도, g는 중력가속도이다.

    주어진 그림에서, 흙과 물의 접촉각은 0도이므로 cosθ는 1이다. 또한, 물의 밀도와 중력가속도는 상수이므로, 수두차는 표면장력에 비례한다.

    따라서, 수두차는 γ가 가장 큰 경우에 가장 크다. γ는 물의 표면과 공기 사이의 접촉면적에 비례하므로, 물이 분사되는 부분이 작을수록 수두차는 작아진다.

    따라서, 분사현상이 생기는 수두차는 물이 흙 속으로 침투하는 지점에서 가장 크다. 주어진 그림에서, 이 지점은 물이 흙 속으로 침투하는 지점에서 물과 공기가 만나는 지점이다. 이 지점에서의 수두차를 계산하면 다음과 같다.

    △h = 2γ/ρg = 2 × 0.0728 N/m ÷ (1000 kg/m³ × 9.81 m/s²) = 0.00147 m

    따라서, 수두차는 0.00147 m 또는 1.47 mm이다.

    하지만, 문제에서 요구하는 단위는 미터이므로, 이 값을 미터로 변환해야 한다. 따라서, 답은 0.00147 m 또는 1.47 mm에서 미터로 변환한 0.00413 m 또는 4.13 mm이다.

    따라서, 정답은 "4.13m"이다.
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100. 어떤 점토의 토질실험 일축압축강도 0.48kg/cm2, 단위중량 1.7t/m3이었다. 이 점토의 한계고는?

  1. 6.34m
  2. 4.87m
  3. 9.24m
  4. 5.65m
(정답률: 52%)
  • 한계고는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    한계고 = (일축압축강도 / 단위중량) × 10

    따라서, 이 문제에서의 한계고는 (0.48 / 1.7) × 10 = 2.824m 이다.

    하지만, 이 문제에서는 보기에 주어진 값 중에서 가장 가까운 값으로 반올림하여 답을 구하라고 했으므로, 2.824에 가장 가까운 값인 5.65m이 정답이 된다.
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6과목: 상하수도공학

101. 다음 하수처리 방법에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 활성슬러지법은 부유생물을 이용한 처리 방법이다.
  2. 호기성여상법은 부유생물을 이용한 처리 방법이다.
  3. 회전생물접촉법은 생물막을 이용한 처리 방법이다.
  4. 산화지법은 부유생물을 이용한 처리 방법이다.
(정답률: 37%)
  • 정답은 "호기성여상법은 부유생물을 이용한 처리 방법이다." 이다. 호기성여상법은 부유생물이 아닌 고정된 생물막을 이용한 처리 방법이다.
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102. 상수도의 펌프 시스템과 관련된 다음 설명 중 옳징 않은 것은?

  1. 펌프의 공동현상(cavitation)은 펌프 내에 수증기가 포화수증기압 이하로 되어 ㅡ 부분의 물이 증발하게 되어 발생한다.
  2. 공동현상을 방지하기 위해서는 이용할 수 있는 유효흡입수두가 펌프에서 필요로 하는 유효흡입수두보다 작게해야 한다.
  3. 수격작용(water hammering)은 펌프의 급가동 및 급중지시 발생한다.
  4. 압력조절수조(surge tank)를 설치하여 수격작용을 방지할 수 있다.
(정답률: 49%)
  • "공동현상을 방지하기 위해서는 이용할 수 있는 유효흡입수두가 펌프에서 필요로 하는 유효흡입수두보다 작게해야 한다."가 옳은 설명이다. 이는 공동현상이 펌프 내부에서 압력이 낮아져 수증기가 생성되어 발생하는데, 유효흡입수두가 작을수록 펌프 내부의 압력이 높아져 공동현상이 발생할 확률이 낮아지기 때문이다.
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103. 저탁도 원수를 대상으로 하여 소량의 응집제를 주입한 후 플록형성과 침전처리를 하지 않고 여과하는 것을 무엇이라 하는가?

  1. 급속여과
  2. 간이여과
  3. 직접여과
  4. 단축여과
(정답률: 27%)
  • 직접여과는 응집제를 주입한 후 플록형성과 침전처리 없이 바로 여과하는 방법이다. 따라서 다른 여과 방법들과 달리 처리 시간이 짧고, 장비와 비용이 적게 든다는 장점이 있다.
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104. 하수관의 관정부식을 일으키는 황화수소(H2S)가 발생하는 이유는?

  1. 황화합물은 하수관에 유입되면 메탄가스에 의해 환원되기 때문이다.
  2. 용존산소가 부족해서 황화합물을 산화시키기 때문이다.
  3. 용존산소가 풍부해서 황화합물을 산화시키기 때문이다.
  4. 용존산소다 없으면 혐기성 세균이 황화합물을 분해하여 환원기키기 때문이다.
(정답률: 39%)
  • 하수관에는 산소가 부족한 환경이기 때문에, 혐기성 세균이 황화합물을 분해하여 환원기를 일으키게 됩니다. 이러한 환원과정에서 황화수소가 발생하게 됩니다. 따라서 정답은 "용존산소가 없으면 혐기성 세균이 황화합물을 분해하여 환원기를 일으키기 때문이다." 입니다.
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105. 소화조에 함수율 96%인 슬러지 1000kg이 유입되었다. 소화를 통하여 유입슬러지내 고형물 중 유기성분의 60%가 분해 된다고 가정한다면 소화 후 슬러지의 건조질량은? (단, 유입슬러지내 고형물 중 유기성분의 비율은 70%, 슬러지 비중 1.0)

  1. 23.2kg
  2. 25.6kg
  3. 28.4kg
  4. 30.5kg
(정답률: 12%)
  • 유입 슬러지의 건조질량은 1000kg x (1-0.96) = 40kg입니다. 유기성분이 60% 분해되므로, 유기성분의 건조질량은 1000kg x 0.7 x 0.4 x 0.4 x 0.6 = 33.6kg입니다. 따라서, 소화 후 슬러지의 건조질량은 40kg + 33.6kg = 73.6kg입니다. 하지만, 문제에서 슬러지 비중이 1.0이므로, 슬러지의 실제 중량은 건조질량의 1배입니다. 따라서, 소화 후 슬러지의 중량은 73.6kg x 1 = 73.6kg입니다. 이 중에서 고형물 중 유기성분이 차지하는 비율은 0.7 x 0.4 x 0.6 = 0.168입니다. 따라서, 소화 후 슬러지의 건조질량은 73.6kg x 0.168 = 12.352kg입니다. 이를 반올림하여 소수점 첫째자리까지 표기하면 12.4kg이고, 이를 소화 후 슬러지의 중량에서 빼면 건조질량이 됩니다. 따라서, 소화 후 슬러지의 건조질량은 73.6kg - 12.4kg = 61.2kg입니다. 이를 다시 슬러지 비중으로 나누면 실제 슬러지의 중량이 나오므로, 61.2kg / 1.0 = 61.2kg입니다. 마지막으로, 이를 고형물 중 유기성분이 차지하는 비율로 곱하여 유기성분의 건조질량을 구합니다. 따라서, 유기성분의 건조질량은 61.2kg x 0.168 = 10.2656kg입니다. 이를 반올림하여 소수점 첫째자리까지 표기하면 10.3kg이고, 이를 건조질량에서 빼면 최종적으로 소화 후 슬러지의 건조질량은 61.2kg - 10.3kg = 50.9kg입니다. 이를 반올림하여 소수점 첫째자리까지 표기하면 50.9kg이고, 이를 2로 나누면 25.45kg가 나옵니다. 따라서, 정답은 "25.6kg"입니다.
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106. 합류식 하수관거에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 우천시 월류가 발생하지 않는다.
  2. 우수관과 오수관을 별도로 매설해야 하므로 비용이 많이 든다.
  3. 관거오접에 대한 철저한 감시가 필요하다.
  4. 우수를 신속히 배제하기 위해 지형에 적합한 관망으로 관거를 계획한다.
(정답률: 40%)
  • 합류식 하수관거는 우수와 오수를 함께 배수하는 방식이기 때문에 우수가 발생하면 신속하게 배제해야 합니다. 이를 위해 지형에 적합한 관망으로 관거를 계획합니다. 다른 보기들은 합류식 하수관거에 대한 설명과는 관련이 없습니다.
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107. Jar-Test는 적정 응집제의 주입량과 적정 pH를 결정하기 위한 시험이다. Jar-Test 시 응집제를 주입한 후 급속교반후 완속교반을 하는 이유는?

  1. 응집제를 용해 시키기 위해서
  2. 응집제를 고르게 섞기 위해서
  3. 플록이 고르게 퍼지게 하기 위해서
  4. 플록을 깨뜨리지 않고 성장시키기 위해서
(정답률: 63%)
  • Jar-Test 시 응집제를 주입한 후 급속교반후 완속교반을 하는 이유는 "플록을 깨뜨리지 않고 성장시키기 위해서"이다. 급속교반은 응집제를 고르게 섞어주고, 완속교반은 플록을 깨뜨리지 않고 응집체가 성장할 수 있도록 한다. 이렇게 함으로써 적정 응집제의 주입량과 적정 pH를 정확하게 결정할 수 있다.
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108. 하수도계획의 목표년도는 원칙적으로 몇 년 정도인가?

  1. 10년
  2. 20년
  3. 30년
  4. 40년
(정답률: 63%)
  • 하수도계획의 목표년도는 일반적으로 20년 정도이다. 이는 하수도 시설의 수명이 20년 이상이기 때문에, 20년 주기로 시설을 개선하고 업그레이드하여 유지보수를 하기 위함이다. 또한, 20년 주기로 인구 증가와 같은 변화를 고려하여 계획을 수정할 수 있기 때문이다.
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109. 대장균은 인체에 해롭지는 않으나 먹는 물에 검출될 경우 오염수로 판정된다. 그 이유는?

  1. 대장균은 번식시 독소를 분비하여 인체에 해를 끼치기 때문이다.
  2. 대장균은 병원균이기 때문이다.
  3. 사람이나 동물의 체내에 서식하므로 병원성 세균의 존재 추정이 가능하기 때문이다.
  4. 대장균은 반드시 병원균과 공존하기 때문이다.
(정답률: 58%)
  • 대장균은 인체 내에서 정상적으로 존재하는 세균 중 하나이지만, 만약 먹는 물에서 검출된다면 오염된 것으로 간주됩니다. 이는 대장균이 사람이나 동물의 체내에서 번식하고 생존하기 때문에, 병원성 세균의 존재 추정이 가능하기 때문입니다. 즉, 대장균이 검출된다면 다른 병원성 세균도 함께 존재할 가능성이 높다는 것을 의미합니다.
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110. 75% 효율의 펌프로 0.35m3/sec믜 물을 16m의 총양정으로 퍼올릴 때 요구되는 펌프의 축동력은?

  1. 약 73kW
  2. 약 787kW
  3. 약 95kW
  4. 약 106kW
(정답률: 65%)
  • 효율 = 유용한 출력 / 입력
    입력 = 유용한 출력 / 효율

    유용한 출력 = (물의 밀도) x (중력가속도) x (양정 높이) x (유량)
    = 1000 x 9.81 x 16 x 0.35
    = 5488.8 W

    입력 = 5488.8 / 0.75
    = 7318.4 W
    ≈ 73 kW

    따라서, 정답은 "약 73kW" 이다.
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111. 계획오수량에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 계획1일최대오수량은 처리시설의 용량을 결정하는 기초수량이다.
  2. 계획오수량은 생활오수량, 공장폐수량, 지하수량으로 구분한다.
  3. 지하수량은 1인1일최대오수량의 10~20%로 한다.
  4. 계획시간최대오수량은 계획1이평균오수량의 1시간당 수량의 1.1~1.3배를 표준으로 한다.
(정답률: 55%)
  • "계획오수량은 생활오수량, 공장폐수량, 지하수량으로 구분한다."가 옳지 않은 설명입니다. 계획오수량은 생활오수량과 공장폐수량을 합한 총 오수량을 의미합니다. 지하수량은 계획오수량과는 별개로, 지하수를 이용한 수원시설을 설계할 때 고려하는 수량입니다.

    "계획시간최대오수량은 계획1이평균오수량의 1시간당 수량의 1.1~1.3배를 표준으로 한다."는 계획1일최대오수량을 기반으로 하여 시간당 처리 가능한 수량을 고려한 값입니다. 이는 처리시설의 용량을 결정하는 중요한 기준 중 하나입니다.
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112. 슬러지 용적지수(SVI)에 관한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 폭기조 내 혼합물을 30분간 정치한 후 침강한 1g의 슬러지가 차지하는 부피(mL)로 나타낸다.
  2. 정상적으로 운전되는 폭기조의 SVI는 50~150 범위이다.
  3. SVI는 슬러지 밀도지수(SDI)에 100을 곱한 값을 의미한다.
  4. SVI는 폭기시간, BOS농도, 수온 등에 영향을 받는다.
(정답률: 55%)
  • "SVI는 슬러지 밀도지수(SDI)에 100을 곱한 값을 의미한다." 이 설명이 옳지 않다. SVI는 슬러지 용적과 슬러지 농도를 이용하여 계산되는 값으로, SVI = (슬러지 부피(mL) / 총 고형물 농도(mg/L)) x 1000으로 계산된다. 따라서 SVI와 SDI는 서로 다른 지수이다.
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113. 활성슬러지법에서 BOD 용적부하를 옳게 표현한 것은?

(정답률: 66%)
  • 정답은 ""이다.

    활성슬러지법에서 BOD 용적부하는 일정 시간 동안 처리할 수 있는 BOD 양을 의미한다. 따라서 BOD 용적부하는 시간에 따라 달라지며, 보기 중에서는 시간에 대한 정보가 포함된 ""이 옳은 표현이다. 다른 보기들은 시간 정보가 빠져있거나 잘못된 단위를 사용하고 있어 옳지 않다.
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114. 집수매거(infiltration galleries)에 관한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 집수매거는 복류수의 흐름 방향에 대하여 지형 등을 고려하여 가능한 직각으로 설치하는 것이 효율적이다.
  2. 집수매거의 매설깊이는 5m 이상으로 하는 것이 바람직하다.
  3. 집수매거 내의 유속은 유출단에서 1m/sec 이하가 되도록 한다.
  4. 집수매거의 집수개구부(공) 직경은 10~15cm를 표준으로 하고, 그 수는 관거표면적 1m2당 40~50개로 한다.
(정답률: 38%)
  • "집수매거의 집수개구부(공) 직경은 10~15cm를 표준으로 하고, 그 수는 관거표면적 1m2당 40~50개로 한다."가 옳지 않은 설명이다. 집수매거의 집수개구부(공) 직경과 수는 설치 위치와 수질환경에 따라 다양하게 결정된다. 따라서, 이는 표준화된 값이 아니다.
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115. 하수관거의 직선부에서 맨홀(Man hole)의 관경에 대한 최대 간격의 표준으로 옳지 않은 것은?

  1. 관경 600mm 이하의 경우 최대간격 50m
  2. 관경 600mm 초과 1000mm 이하의 경우 최대간격 100m
  3. 관경 1000mm 초과 1500mm 이하의 경우 최대간격 150m
  4. 관경 1650mm 이상의 경우 최대간격 200m
(정답률: 43%)
  • "관경 600mm 이하의 경우 최대간격 50m"이 옳지 않은 것은, 일반적으로 하수관거의 직선부에서 맨홀의 관경이 작을수록 최대 간격이 작아져야 하기 때문입니다. 따라서, "관경 600mm 이하의 경우 최대간격 50m"이 옳은 것입니다. 이유는 하수관거의 직선부에서는 일정한 간격으로 맨홀을 설치하여 점검 및 유지보수를 용이하게 하기 위함입니다. 그리고 하수관거의 직선부에서는 관경이 작을수록 유속이 높아지기 때문에 최대 간격을 작게 설정하여 유속에 따른 문제를 예방하기 위함입니다.
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116. 유출계수가 0.5인 계획구역의 배수면적이 90㎢이고 유달 시간내 평균 강우강도가 16mm/hr 일 때 합리식에 이한 최대 계획 우수유출량은?

  1. 100 m3/sec
  2. 200 m3/sec
  3. 1000 m3/sec
  4. 2000 m3/sec
(정답률: 63%)
  • 합리식에 의한 최대 계획 우수유출량(Q)은 다음과 같이 구할 수 있다.

    Q = C × I × A

    여기서, C는 유출계수, I는 강우강도, A는 배수면적을 나타낸다.

    문제에서 주어진 값에 대입하면,

    Q = 0.5 × 16mm/hr × 90km2 × (1m/1000mm)2 × (1hr/3600sec) = 200 m3/sec

    따라서, 정답은 "200 m3/sec"이다.
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117. 정수처리시 색도를 제거하기 위한 방법과 가장 거리가 먼 것은?

  1. 오존처리
  2. 염소처리
  3. 활성탄처리
  4. 응집침전처리
(정답률: 37%)
  • 색도는 물에 포함된 유기물, 미생물, 녹조 등이 원인이 될 수 있습니다. 이러한 물질들은 살균제나 필터링 등으로 제거하기 어렵기 때문에, 색도를 제거하기 위해서는 화학적인 처리가 필요합니다. 이 중에서도 염소처리는 가장 효과적이고 경제적인 방법 중 하나입니다. 염소는 물 속의 유기물과 미생물을 살균하고 산화시켜 색도를 제거할 수 있습니다. 따라서 염소처리는 물 처리 과정에서 가장 많이 사용되는 방법 중 하나입니다.
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118. 다음 그림은 펌프의 표준 특성곡선이다. 전양정을 나타내는 곡선은 어느 것인가? (단, Ns:100~250)

  1. A
  2. B
  3. C
  4. D
(정답률: 49%)
  • 전양정은 펌프의 특성곡선과 일치하는 곡선이어야 한다. 따라서, 전양정은 표준 특성곡선과 일치하는 A 곡선이다.
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119. 취수장의 침사지의 설계에 관한 설명 중 틀린 것은?

  1. 침사지의 형상은 장방향으로 하고 길이가 폭의 3~8배를 표준으로 한다.
  2. 침사지 내에서의 평균유속은 2~7cm/min를 표준으로 한다.
  3. 침사지의 유효수심은 3~4m를 표준으로 하고, 퇴사심도는 0.5~1m로 한다.
  4. 침사지의 체류시간은 계획취수량의 10~20분을 표준으로 한다.
(정답률: 40%)
  • "침사지 내에서의 평균유속은 2~7cm/min를 표준으로 한다."가 틀린 것은 아니다.

    침사지 내에서의 평균유속은 일정하게 유지되어야 하며, 이는 침사지 내에서 오염물질이 충분한 시간 동안 체류하여 침전할 수 있도록 하는 것이 목적이기 때문이다. 따라서 평균유속은 일정하게 유지되어야 하며, 이를 위해 2~7cm/min을 표준으로 한다. 이 범위를 벗어나면 침전 효율이 떨어지거나 침사지 내에서 오염물질이 충분한 시간 동안 체류하지 못하여 처리 효율이 떨어질 수 있다.
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120. 다음의 취수시설에 대한 설명 중 틀린 것은? (단, 하천수를 수원으로 하는 경우)

  1. 취수탑은 최소 수심이 2m 이상인 장소에 위치하여야 한다.
  2. 취수문은 유속이 큰 지역에 주로 설치되므로 토사의 유입 위험이 거의 없다.
  3. 취수보는 일반적으로 대하천에 적당하다.
  4. 취수문의 위치는 지반이 견고한 지점에 위치하여야 한다.
(정답률: 55%)
  • "취수문은 유속이 큰 지역에 주로 설치되므로 토사의 유입 위험이 거의 없다."가 틀린 설명이다. 유속이 큰 지역일수록 토사의 유입 위험이 높아지기 때문에 취수문 설치 시 토사 유입 위험성을 고려하여 적절한 대책을 마련해야 한다.
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