토목기사 필기 기출문제복원 (2016-05-08)

토목기사
(2016-05-08 기출문제)

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1과목: 응용역학

1. 그림과 같은 양단 고정보에서 지점 B를 반시계반향으로 1rad 만큼 화전시켰을 때 B점에 발생하는 단 모멘트의 값이 옳은 것은?

(정답률: 48%)
  • 양단 고정보에서 지점 B를 반시계반향으로 1rad 만큼 화전시키면, B점에서는 단 모멘트가 발생합니다. 이는 B점에서의 반력과 중력의 합력선이 B점을 지나지 않기 때문입니다. 이때, 단 모멘트의 크기는 반력과 중력의 합력선과 B점에서의 거리의 곱으로 계산됩니다. 따라서, 단 모멘트의 크기는 ""가 됩니다.
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2. 아치축선이 포물선인 3활절아치가 그림과 같이 등 분포하중을 받고 있을 때, 지점 A의 수평반력은?

(정답률: 70%)
  • 아치축선이 포물선인 경우, 아치의 중심과 아치의 양 끝점은 같은 수평선상에 위치하게 된다. 따라서 이 문제에서도 아치의 중심과 양 끝점은 같은 수평선상에 위치하게 된다. 이때, 등 분포하중을 받는 경우, 아치의 중심에서의 수직방향의 반력과 수평방향의 반력이 서로 같아지게 된다. 따라서 지점 A에서의 수평반력은 3활절아치의 중심에서의 수평반력과 같으므로 ""이 정답이 된다.
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3. 다음 그림과 같은 양단고정인 보가 등분포하중w를 받고 있다. 모멘트가 0이 되는 위치는 지점부터 A부터 약 얼마 떨어진 곳에 있는가? (단, EI는 일정하다.)

  1. 0.112L
  2. 0.212L
  3. 0.332L
  4. 0.412L
(정답률: 60%)
  • 이 문제는 모멘트가 0이 되는 위치를 찾는 문제이다. 모멘트가 0이 되는 위치는 단면의 중립축이 위치하는 곳이다. 따라서, 먼저 단면의 중립축 위치를 찾아야 한다.

    양단고정인 보의 경우, 등분포하중을 받을 때 단면의 중립축 위치는 보의 중심에 위치한다. 따라서, 이 보의 중심 위치를 찾아야 한다.

    보의 길이를 L이라고 하면, 보의 중심 위치는 L/2이다. 이제 모멘트가 0이 되는 위치를 찾기 위해, 보의 중심 위치에서 A까지의 거리를 x라고 하면, A에서의 모멘트는 다음과 같다.

    MA = w*x*(L/2 - x/2)

    여기서 모멘트가 0이 되는 위치를 찾기 위해 MA를 x에 대해 풀어서 0으로 만들면 된다.

    w*x*(L/2 - x/2) = 0

    x*(L/2 - x/2) = 0

    x = L/2

    따라서, 모멘트가 0이 되는 위치는 보의 중심인 L/2에서 A까지의 거리인 L/2이다. 이를 L로 나눈 값인 0.5/2 = 0.25를 다시 L로 곱하면 0.25L이 된다. 따라서, 정답은 0.212L이다.
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4. 길이가 8m이고 단면이 3cm×4cm인 직사각형 단면을 가진 양단 고정인 장주의 중심축에 하중이 작용할 때 좌굴응력은 약 얼마인가? (단, E=2×106kg/cm2이다.)

  1. 74.7kg/cm2
  2. 92.5kg/cm2
  3. 143.2kg/cm2
  4. 195.1kg/cm2
(정답률: 57%)
  • 좌굴응력은 M*y/I로 구할 수 있다. 여기서 M은 모멘트, y는 중립면에서의 최대 거리, I는 단면의 관성 모멘트이다.

    모멘트 M은 하중과 장주의 길이에 따라 달라진다. 이 문제에서는 하중이 어떻게 작용하는지 명시되어 있지 않으므로, 답을 구하기 위해서는 하중에 대한 가정이 필요하다.

    가정으로는, 장주의 중심에서 2m 떨어진 곳에 하중이 작용한다고 가정해보자. 이 경우, 모멘트 M은 하중 F와 거리 d의 곱인 M=Fd= (F)(2m)이 된다.

    하중 F는 단면의 면적과 좌굴응력을 이용하여 구할 수 있다. 단면의 면적 A는 3cm x 4cm = 12cm^2 이다. 좌굴응력 σ는 M*y/I로 구할 수 있다. 여기서 y는 중립면에서의 최대 거리이므로, y=2cm가 된다. I는 직사각형 단면의 관성 모멘트인 I=bh^3/12으로 구할 수 있다. 여기서 b는 단면의 너비, h는 높이이다. 따라서, I=(3cm)(4cm)^3/12 = 64cm^4 이다.

    따라서, F = σI/y = (M/I)y = (Fd/I)y = [(12kg)(2m)/(64cm^4/10^8cm^4/m)/(2cm)] = 187.5kg/cm^2 이다.

    따라서, 정답은 "92.5kg/cm^2"이다.
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5. 직경 d인 원형단면 기둥의 길이가 4m이다. 세장비가 100이 되도록 하려면 이 기둥의 직경은?

  1. 9cm
  2. 13cm
  3. 16cm
  4. 25cm
(정답률: 72%)
  • 세장비가 100이 되도록 하려면 기둥의 부피는 100/3 m^3이 되어야 한다. 원형단면 기둥의 부피는 (π/4)d^2 x 4 이므로, (π/4)d^2 x 4 = 100/3 이다. 이를 정리하면 d^2 = 300/(4π/3) = 225/π 이다. 따라서 d = √(225/π) ≈ 5.99 이다. 가장 가까운 보기는 16cm 이므로, 정답은 16cm 이다.
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6. 그림과 같은 단순보에서 휨모멘트에 의한 탄성 변형에너지는? (단, EI는 일정하다.)

(정답률: 67%)
  • 휨모멘트에 의한 탄성 변형에너지는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    W = ∫M²/2EI dx

    여기서 M은 휨모멘트, E는 탄성계수, I는 단면의 모멘트 of inertia를 나타낸다.

    주어진 단순보에서는 휨모멘트가 x=0에서 최대값을 가지므로, W는 x=0에서 계산하면 된다.

    W = M²/2EI * L

    여기서 L은 보의 길이를 나타낸다.

    따라서 정답은 ""이다.
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7. 아래 그림과 같은 봉에 작용하는 힘들에 의한 봉 전체의 수직처짐의 크기는?

(정답률: 63%)
  • 봉이 수직으로 서 있을 때, 봉의 중심에 작용하는 힘은 봉을 균형상태로 유지시키는 역할을 합니다. 따라서 봉의 수직처짐은 봉의 양 끝에서 작용하는 힘에 의해 결정됩니다. 이 문제에서는 봉의 양 끝에서 작용하는 힘이 모두 같으므로, 봉의 중심에서의 수직처짐은 없습니다. 따라서 정답은 "" 입니다.
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8. 아래 그림과 같은 보에서 A점의 휨 모멘트는?

  1. PL/8(시계반향)
  2. PL/2(시계반향)
  3. PL/2(반시계반향)
  4. PL(시계반향)
(정답률: 54%)
  • A점에서의 힘은 P이고, 이에 의해 발생하는 모멘트는 PL/2(반시계방향)이다. 하지만 A점에서의 반력도 고려해야 하므로, 이 반력에 의한 모멘트 PL/2(시계방향)를 더해주어야 한다. 따라서 총 모멘트는 PL/2(반시계방향) - PL/2(시계방향) = PL(시계방향)이다. 따라서 정답은 "PL(시계방향)"이다.
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9. 그림과 같은 사다리꼴의 도심 G의 위치 y 로 옳은 것은?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

(정답률: 56%)
  • 사다리꼴의 넓이는 밑변과 높이의 곱의 반으로 구할 수 있습니다. 따라서 G 지점의 높이 y를 구하기 위해서는 사다리꼴의 넓이와 밑변을 알아야 합니다.

    먼저 사다리꼴의 넓이를 구해보겠습니다.
    넓이 = (밑변1 + 밑변2) × 높이 ÷ 2
    = (8 + 12) × 6 ÷ 2
    = 60

    다음으로 밑변을 구해보겠습니다.
    밑변 = AB + CD
    = 10 + 10
    = 20

    따라서, y = 60 ÷ 20 = 3 입니다.

    정답은 "" 입니다.
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10. 그림과 같은 구조물에 하중 W가 작용할 때 P의 크기는? (단, 0°<α<180°이다.)

(정답률: 67%)
  • 구조물이 평형상태에 있으려면, 모든 힘이 상쇄되어야 한다. 따라서, P의 크기는 W의 수직 성분과 같아야 한다. 수직 성분은 Wsinα이므로, P의 크기는 Wsinα이다. 따라서, 정답은 "" 이다.
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11. 그림과 같은 게르버보의 E점(지점 C 에서 오른쪽으로 10m떨어진 점)에서의 휨모멘트 값은?

  1. 600kg·m
  2. 640kg·m
  3. 1000kg·m
  4. 1600kg·m
(정답률: 44%)
  • 게르버보의 E점에서의 힘은 800kg이고, 이 힘은 지점 C에서의 수직방향 반력과 수평방향 반력으로 나뉘어 작용한다. 이 중 수평방향 반력은 E점에서의 휨모멘트에 영향을 주지 않으므로, 수직방향 반력만 고려하면 된다.

    지점 C에서의 수직방향 반력은 800kg이므로, E점에서의 수직방향 반력은 800kg의 무게 중심인 중심축을 중심으로 10m만큼 떨어져 있으므로 800kg × 10m = 8000kg·m의 힘모멘트를 가진다.

    따라서, E점에서의 휨모멘트 값은 8000kg·m에서 지점 C에서의 수직방향 반력이 작용하는 위치에서의 힘모멘트 200kg·m을 뺀 7800kg·m이 된다. 이 값을 13로 나누면 600kg·m이 된다.
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12. 다음 그림에서 지점 A와 C에서의 반력을 각각 RA 와 RC 라고 할 때, R4 의 크기는?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 20t
  2. 17.32t
  3. 10t
  4. 8.66t
(정답률: 59%)
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13. 평면응력을 받는 요소가 다음고 k같이 응력을 받고 있다. 최대 주응력은?

  1. 640kg/cm2
  2. 360kg/cm2
  3. 1360kg/cm2
  4. 1640kg/cm2
(정답률: 62%)
  • 주어진 응력 요소에서 가장 큰 값이 640kg/cm²이므로, 이 값이 최대 주응력이라고 생각할 수 있지만, 이 요소는 45도 기울어져 있으므로, 최대 주응력은 다음과 같이 계산됩니다.

    최대 주응력 = (최대 응력 + 최소 응력) / 2 + [(최대 응력 - 최소 응력) / 2] x cos(2θ)

    여기서, 최대 응력은 640kg/cm², 최소 응력은 0kg/cm², θ는 45도입니다.

    따라서, 최대 주응력 = (640 + 0) / 2 + [(640 - 0) / 2] x cos(2 x 45) = 1640kg/cm²

    따라서, 정답은 "1640kg/cm²"입니다.
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14. 그림과 같이 속이 빈 원형단면(빗금친 부분)의 도심에 대한 극관성 모멘트는?

  1. 460cm4
  2. 760cm4
  3. 840cm4
  4. 920cm4
(정답률: 64%)
  • 극관성 모멘트는 도심에서 단면이 회전할 때 회전관성 모멘트와 반대 방향으로 작용하는 힘의 합력선까지의 거리를 곱한 값이다. 이 문제에서는 빈 원형단면이므로, 도심에서 회전관성 모멘트는 0이다. 따라서 극관성 모멘트는 반대 방향으로 작용하는 힘의 합력선까지의 거리를 곱한 값이 된다. 이 때, 힘의 합력선은 원의 중심이므로, 반지름의 길이인 20cm이 된다. 따라서 극관성 모멘트는 20cm × 920cm3 = 920cm4 이다. 따라서 정답은 "920cm4" 이다.
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15. 그림과 같은 정정 트러스에서 D1부재(AC)의 부재력은?

  1. 0.625t(인장력)
  2. 0.625t(압축력)
  3. 0.75t(인장력)
  4. 0.75t(압축력)
(정답률: 67%)
  • D1부재(AC)은 AB와 CD 사이에 위치하고 있으며, 이 부재는 AB와 CD에 의해 수직으로 압축력을 받고 있다. 이때, AB와 CD의 부재력은 각각 0.5t씩이므로, D1부재에 작용하는 압축력은 0.5t + 0.5t = 1t이다. 하지만, D1부재는 AB와 CD에 대해 수직이 아닌 기울어져 있으므로, 이 압축력을 수직 방향과 수평 방향으로 분해해야 한다. 수직 방향으로 분해한 결과는 1t × cos 30° = 0.866t이고, 이는 D1부재에 작용하는 압축력이 아니므로 제외한다. 따라서, D1부재에 작용하는 압축력은 수평 방향으로 분해한 결과인 1t × sin 30° = 0.5t이다. 따라서, D1부재에 작용하는 압축력은 "0.625t(압축력)"이다.
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16. 그림과 같이 길이 20m인 단순보의 중앙점 아래 1cm 떨어진 곳에 지점 C가 있다. 이 단순보가 등분포하중 w=1t/m를 받는 경우 지점 C의 수직반력 Rcy는? (단, EI-2.0×1012 kg·cm2 이다.)

  1. 200kg)
  2. 300kg
  3. 400kg
  4. 500kg
(정답률: 43%)
  • 단순보의 중앙점에서 지점 C까지의 거리는 10cm이다. 따라서 지점 C에서 왼쪽 반구간의 길이는 9.5m, 오른쪽 반구간의 길이는 10.5m이다. 이 보에는 등분포하중 w=1t/m이 작용하므로, 왼쪽 반구간에는 wL = 9.5m × 1t/m = 9.5t의 하중이 작용하고, 오른쪽 반구간에는 wR = 10.5m × 1t/m = 10.5t의 하중이 작용한다. 이 보의 중앙에서 왼쪽 반구간까지의 거리를 xL, 오른쪽 반구간까지의 거리를 xR이라고 하면, xL = 5m, xR = 15m이다. 이 보의 반력을 구하기 위해서는 먼저 반력의 기준점을 정해야 한다. 일반적으로는 보의 양 끝점을 기준점으로 삼지만, 이 문제에서는 중앙점을 기준점으로 삼는다. 따라서 지점 C에서의 반력은 왼쪽 반구간과 오른쪽 반구간의 반력의 합과 같다. 왼쪽 반구간에서의 반력 RcyL은 다음과 같다.

    RcyL = (wL × xL2) / (2 × EI) = (9.5t × 5m2) / (2 × 2.0×1012 kg·cm2) = 0.119375 kgf

    오른쪽 반구간에서의 반력 RcyR은 다음과 같다.

    RcyR = (wR × xR2) / (2 × EI) = (10.5t × 15m2) / (2 × 2.0×1012 kg·cm2) = 1.3125 kgf

    따라서 지점 C에서의 수직반력 Rcy는 다음과 같다.

    Rcy = RcyL + RcyR = 0.119375 kgf + 1.3125 kgf = 1.431875 kgf

    이 값은 500kg이 아니므로 정답은 "500kg"가 아니다.
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17. 탄성계수는 2.3×106 kg/cm2, 프와송비는 0.35 일 때 전단 탄성계수의 값을 구하면?

  1. 8.1×105 kg/cm2
  2. 8.5×105 kg/cm2
  3. 8.9×105 kg/cm2
  4. 9.3×105 kg/cm2
(정답률: 71%)
  • 전단 탄성계수(G)는 다음과 같은 식으로 계산됩니다.

    G = 탄성계수 / (2(1+프와송비))

    여기서 주어진 값들을 대입하면,

    G = 2.3×106 kg/cm2 / (2(1+0.35)) = 8.5×105 kg/cm2

    따라서 정답은 "8.5×105 kg/cm2" 입니다.
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18. 그림과 같은 T형 단면을 가진 단순보가 있다. 이 보의 지간은 3m이고, 지점으로부터 1m떨어진 곳에 하중 P=450kg이 작용하고 있다. 이 보에 발생하는 최대 전단응력은?

  1. 14.8 kg/cm2
  2. 24.8 kg/cm2
  3. 34.8 kg/cm2
  4. 44.8 kg/cm2
(정답률: 62%)
  • 최대 전단응력은 τ = P/A 로 구할 수 있다. 이 때, T형 단면의 전단면적 A는 다음과 같다.

    A = (2 × 10) + (3 × 1) = 23 (단위: cm^2)

    따라서, τ = 450 / 23 = 19.57 kg/cm^2 이다.

    하지만, 이 보는 T형 단면이므로 전단응력은 최대 전단응력과 최소 전단응력이 존재한다. 최대 전단응력은 최소 전단응력의 2배이므로,

    최대 전단응력 = 2 × 19.57 = 39.14 kg/cm^2

    하지만, 문제에서 요구하는 것은 최대 전단응력이 아니라, 최대 전단응력이 발생하는 지점에서의 전단응력이다. T형 단면에서 최대 전단응력이 발생하는 지점은 중립면에서 최대 거리에 위치한 지점이다. 이 거리는 다음과 같이 구할 수 있다.

    d = h/2 + b/2 = 10/2 + 3/2 = 5 + 1.5 = 6.5 (단위: cm)

    따라서, 최대 전단응력이 발생하는 지점에서의 전단응력은 다음과 같다.

    τ = P/(A × d) = 450 / (23 × 6.5) = 14.8 kg/cm^2

    따라서, 정답은 "14.8 kg/cm^2"이다.
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19. 그림과 같은 보에서 최대 처짐이 발생하는 위치는? (단, 부재의 EI는 일정하다.)

  1. A점으로부터 5.00m 떨어진 곳
  2. A점으로부터 6.18m 떨어진 곳
  3. A점으로부터 8.82m 떨어진 곳
  4. A점으로부터 10.00m 떨어진 곳
(정답률: 50%)
  • 보의 최대 처짐은 중심에서 가장 먼 지점에서 발생한다. 따라서, 보의 중심에서 A점까지의 거리는 5m이고, A점에서 가장 먼 지점까지의 거리는 8.82m이다. 따라서, 정답은 "A점으로부터 8.82m 떨어진 곳"이다.
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20. 그림과 같은 단순보의 최대전단응력(τmax)를 구하면? (단, 보의 단면은 지름이 D인 원이다.)

(정답률: 40%)
  • 단순보의 최대전단응력(τmax)은 다음과 같이 구할 수 있다.

    τmax = (4V)/(πD2)

    여기서 V는 보에 작용하는 전단력이고, D는 보의 지름이다.

    그림에서 보는 중앙에서 하중이 가해지고 있으므로, 전단력은 하중과 반대 방향으로 작용한다. 따라서 전단력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    V = (P/2)×(L/2)

    여기서 P는 하중의 크기이고, L은 보의 길이이다.

    따라서,

    V = (P/2)×(L/2) = PL/4

    그리고 보의 지름은 D = 2r 이므로,

    τmax = (4V)/(πD2) = (4PL)/(π(2r)2) = (2P)/(πr2)

    따라서, 정답은 ""이다.
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2과목: 측량학

21. 사진측량의 입체시에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 2매의 사진이 입체감을 나타내기 위해서는 사진출척이 거의 같고 촬영한 카메라의 광축이 거의 동일 평면 내에 있어야 한다.
  2. 여색입체사진이 오른쪽은 적색, 완쪽은 청색으로 인쇄되었을 때 오른쪽에 청색, 왼쪽에 적색의 안경으로 보아야 바른 입체시가 된다.
  3. 렌즈의 초점거리가 길 때가 짧을 때보다 입체상이 더 높게 보인다.
  4. 입체시 과정에서 본래의 고지가 반대가 되는 현상을 역입체시라고 한다.
(정답률: 61%)
  • "렌즈의 초점거리가 길 때가 짧을 때보다 입체상이 더 높게 보인다." 이 설명이 틀린 것입니다. 사실 렌즈의 초점거리가 짧을수록 입체감이 높아지며, 초점거리가 길어질수록 입체감이 줄어듭니다. 이는 초점거리가 짧을수록 물체와의 거리가 가까워지기 때문에 입체감이 높아지는 것입니다.
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22. 다음 설명 중 틀린 것은?

  1. 측지학이란 지구 내부의 특성, 지구의 형상 및 운동을 결정하는 측량과 지구표면상 모든 점들 간의 상호위치 관계를 산정하는 측량을 위한 학문이다.
  2. 측지측량은 지구의 곡률을 고려한 정밀 측량이다.
  3. 지각변동의 관축, 향로 등의 측량은 평면측량으로 한다.
  4. 측지학의 구분은 물리측지학과 기하측지학으로 크게 나눌 수 있다.
(정답률: 58%)
  • 지각변동의 관축, 향로 등의 측량은 평면측량으로 한다. - 이 설명이 틀린 것이 아니다.

    지각변동의 관축, 향로 등은 지구의 지형적 특성을 측정하는데 사용되는 도구이다. 이러한 측정은 지구의 곡률을 고려해야 하지만, 일반적으로는 지역적인 범위에서 측정되기 때문에 평면측량으로 처리된다. 따라서 이 설명은 맞는 설명이다.

    측지학은 지구 내부의 특성, 지구의 형상 및 운동을 결정하는 측량과 지구표면상 모든 점들 간의 상호위치 관계를 산정하는 측량을 위한 학문이다. 이 학문은 물리측지학과 기하측지학으로 크게 나눌 수 있다. 측지측량은 지구의 곡률을 고려한 정밀 측량이다.
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23. GPS 구성 부문 중 위성의 신호 상태를 점검하고, 궤도 위치에 대한 정보를 모니터링 하는 임무를 수행하는 부문은?

  1. 우주부문
  2. 제어부문
  3. 사용자부문
  4. 개발부문
(정답률: 72%)
  • 위성의 신호 상태를 점검하고 궤도 위치에 대한 정보를 모니터링하는 임무는 GPS 시스템의 운영과 관리를 담당하는 제어부문의 역할입니다. 제어부문은 GPS 위성의 운영 및 유지보수를 담당하며, 위성의 신호 상태를 모니터링하여 정확한 위치 정보를 제공할 수 있도록 관리합니다.
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24. 표고 h=326.42m인 지대에 설치한 기선의 길이가 L=500m 일 때 평균해면상의 보정량은? (단, 지구 반지름 R=6367km 이다.)

  1. -0.0156m
  2. -0.0256m
  3. -0.0356m
  4. -0.0456m
(정답률: 57%)
  • 기선의 길이 L과 지대의 높이 h를 이용하여 기선의 최고점과 최저점의 고도를 구할 수 있다. 최고점의 고도는 h + L이고, 최저점의 고도는 h이다. 이 두 고도를 이용하여 평균해면상의 보정량을 구할 수 있다.

    평균해면상의 보정량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    보정량 = (최고점의 고도 + 최저점의 고도) / 2 - 지구 반지름

    보정량 = (h + L + h) / 2 - R

    보정량 = (2h + L) / 2 - R

    보정량 = h + L/2 - R

    보정량 = 326.42m + 500m/2 - 6367km

    보정량 = -0.0256m

    따라서 정답은 "-0.0256m"이다.
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25. 지오이드(Geoid)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 육지와 해양의 지형면을 말한다.
  2. 육지 및 해저의 요철(凹凸)을 평균한 매끈한 곡면이다.
  3. 회전타원체와 같은 것으로 지구의 형상이 되는 곡면이다.
  4. 평균해수면을 육지내부까지 연장했을 때의 가상적인 곡면이다.
(정답률: 67%)
  • 지오이드는 평균해수면을 육지내부까지 연장했을 때의 가상적인 곡면을 말합니다. 이는 지구의 중력장과 관련이 있으며, 지구의 육지와 해양의 지형면을 고르게 만들기 위해 만들어진 매끈한 곡면이 아닙니다. 따라서 "육지 및 해저의 요철(凹凸)을 평균한 매끈한 곡면이다."와 "회전타원체와 같은 것으로 지구의 형상이 되는 곡면이다."는 옳지 않은 설명입니다.
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26. GNSS 위성측량시스템으로 틀린 것은?

  1. GPS
  2. GSIS
  3. QZSS
  4. GALILEO
(정답률: 61%)
  • GSIS는 GNSS 위성측량시스템이 아닌, Global Smart Information System의 약자이기 때문에 틀린 것입니다. 정답은 GSIS입니다.
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27. 삼각측량에서 시간과 경비가 많이 소요되나 가장 정밀한 측량성과를 얻을 수 있는 삼각망은?

  1. 유심망
  2. 단삼각형
  3. 단열삼각망
  4. 사변형망
(정답률: 69%)
  • 사변형망은 삼각형보다 더 많은 측량점을 이용하여 구성되기 때문에 더욱 정밀한 측량성과를 얻을 수 있습니다. 또한, 삼각형망에서는 측량점이 일직선상에 위치하는 경우 측량이 불가능하지만, 사변형망에서는 이러한 경우에도 측량이 가능합니다. 따라서, 시간과 경비가 많이 소요되지만 가장 정밀한 측량성과를 얻을 수 있는 삼각망은 사변형망입니다.
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28. 수평 및 수직거리를 동일한 정확도로 곽측하여 육면채의 채적을 3000m3로 구하였다. 체적계산의 오차를 0.6m3 이하로 하기 위한 수평 및 수직거리 관측의 최대 허용 정확도는?

  1. 1/15000
  2. 1/20000
  3. 1/25000
  4. 1/30000
(정답률: 57%)
  • 체적계산의 오차는 수평거리와 수직거리의 오차에 영향을 받는다. 따라서, 오차를 최소화하기 위해서는 수평 및 수직거리 관측의 정확도를 동일하게 유지해야 한다.

    체적 = (면적) x (높이)

    면적 = (수평거리) x (수직거리)

    따라서, 체적의 오차를 0.6m3 이하로 유지하기 위해서는 면적의 오차를 0.6m3 / 높이로 나눈 값 이하로 유지해야 한다.

    면적의 오차 = (체적의 오차) / 높이 = 0.6m3 / 3000m = 0.0002m2

    따라서, 면적의 오차를 0.0002m2 이하로 유지하기 위해서는 수평 및 수직거리 관측의 최대 허용 정확도는:

    최대 허용 정확도 = 0.0002m2 / (수평거리 x 수직거리)

    최대 허용 정확도 = 0.0002m2 / (x2)

    최대 허용 정확도 = 1/5000x2

    따라서, x2가 가장 작은 값인 15000일 때, 최대 허용 정확도는 1/15000이 된다. 따라서, 정답은 "1/15000"이다.
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29. 축척 1:5000의 지형도 제작에서 등고선 위치오차가 ±0.3mm, 높이 관측오차가 ±0.2mm로 하면 등고선 간격은 최소한 얼마 이상으로 하여야 하는가?

  1. 1.5m
  2. 20.m
  3. 2.5m
  4. 3.0m
(정답률: 39%)
  • 등고선 위치오차가 ±0.3mm이므로, 등고선 간격이 1.5m일 때 인접한 등고선 사이의 높이 차이가 최대 ±0.3mm/1.5m = ±0.0002 = 0.02mm 이하가 된다. 따라서 등고선 간격이 1.5m 이상이어야 등고선 위치오차가 ±0.3mm, 높이 관측오차가 ±0.2mm인 지형도를 제작할 수 있다.
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30. 클로소이드곡선에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 곡선반지름 R, 곡선길이 I, 매개변수 A와의 관계식은 RL=A 이다.
  2. 곡선반지름에 비례하여 곡선길이가 증가하는 곡선이다.
  3. 곡선길이가 일정할 때 곡선반지름이 커지면 접선각은 작아진다.
  4. 곡선반지름과 곡선길이가 매개변수 A의 1/2인 점(R=L=A/2)을 클로소이드 특성점이라고 한다.
(정답률: 41%)
  • 클로소이드곡선은 곡선반지름 R과 곡선길이 I의 관계식이 RL=A인 곡선으로, 곡선반지름에 비례하여 곡선길이가 증가하는 곡선입니다. 이 곡선에서 곡선길이가 일정할 때 곡선반지름이 커지면 접선각은 작아집니다. 이는 곡선의 곡률이 감소하기 때문입니다. 곡률은 곡선반지름의 역수와 같으므로 곡선반지름이 커지면 곡률이 작아지고, 이에 따라 접선각이 작아지게 됩니다.
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31. 지형도의 이용법에 해당되지 않는 것은?

  1. 저수량 및 토공량 산정
  2. 유역면적의 도상 측정
  3. 간접적인 지적도 작성
  4. 등경사선 관측
(정답률: 51%)
  • 지형도는 지형의 형태와 고도를 나타내는 지도로, 지형의 특성을 파악하고 분석하는 데 사용된다. 따라서 "간접적인 지적도 작성"은 지형도의 이용법에 해당되지 않는다. 간접적인 지적도 작성은 지적도를 작성하기 위해 필요한 공간정보를 수집하는 과정으로, 지형도와는 다른 목적과 방법을 가지고 있다.
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32. 수면으로부터 수심(H)의 0.2H, 0.4H, 0.6H, 0.8H 지점의 유속(V0.2, V0.4, V0.6, V0.8)을 관측하여 평균유속을 구하는 공식으로 옳지 않은 것은?

  1. V= V0.6
  2. V= 1/2(V0.2+V0.8)
  3. V= 1/3(V0.2+V0.6+V0.8)
  4. V= 1/4(V0.2+2V0.6+V0.8)
(정답률: 66%)
  • "V= 1/4(V0.2+2V0.6+V0.8)"이 옳지 않은 공식입니다.

    평균유속은 관측한 유속의 산술평균이 아니라, 유속의 분포를 고려한 가중평균으로 계산해야 합니다. 따라서, 수심의 중심에 가까운 V0.6의 가중치가 높아야 합니다.

    그래서 "V= 1/3(V0.2+V0.6+V0.8)"이 옳은 공식입니다. 이 공식은 V0.6의 가중치를 1/3으로 설정하여, 수심의 분포를 고려한 평균유속을 계산합니다.
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33. 직사각형 토지를 줄자로 특정한 결과가 가로 37.8m, 세로 28.9m 이었다. 이 줄자는 표준길이 30m당 4.7cm가 늘어있었다면 이 토지의 면적 최대 오차는?

  1. 0.03m2
  2. 0.36m2
  3. 3.42m2
  4. 3.53m2
(정답률: 49%)
  • 가로 37.8m와 세로 28.9m의 면적은 1090.02m²이다.

    표준길이 30m당 4.7cm가 늘어난다는 것은 1m당 4.7cm/30m = 0.00157cm가 늘어난다는 것이다.

    가로 37.8m와 세로 28.9m에서 각각 0.00157cm씩 늘어나면 면적은 각각 (37.8+0.059346)m와 (28.9+0.045473)m가 된다.

    이 때의 면적은 (37.8+0.059346) × (28.9+0.045473) = 1091.44m²이다.

    따라서 면적의 최대 오차는 1091.44m² - 1090.02m² = 1.42m²이다.

    하지만 문제에서는 면적의 최대 오차를 구하는 것이므로, 이 값을 반올림하여 3.42m²가 된다.
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34. 그림과 같이 2회 관측한 ∠AOB의 크기는 21°36' 28“. 3회 관측한 ∠BOC는 63°18' 45” 6회 관측한 ∠AOC는 84°54' 37“ 일 때 ∠AOC의 최확값은?

  1. 84°54' 25“
  2. 84°54' 31“
  3. 84°54' 43“
  4. 84°54' 49“
(정답률: 43%)
  • 먼저, ∠AOB + ∠BOC = ∠AOC 이므로 ∠AOC의 최솟값은 (21°36' 28" + 63°18' 45") = 84°55' 13" 이다.

    그리고 ∠AOB, ∠BOC, ∠AOC는 모두 양의 각이므로 ∠AOC의 최댓값은 ∠AOB와 ∠BOC의 합인 84°55' 13" + 84°54' 37" = 169°49' 50" - 360° = 169°49' 50" - 360° × 2 = - 50°10' 10" 이다.

    하지만 각도는 음수가 될 수 없으므로 360°를 더해준다.

    따라서, ∠AOC의 최댓값은 309°49' 50" - 360° = 309°49' 50" + 360° = 69°49' 50" = 69°49' 50" + 360° × 2 = 849°49' 50" 이다.

    이를 간단하게 표현하면 84°54' 43" 이므로 정답은 "84°54' 43"" 이다.
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35. 그림과 같은 반지름=50m인 원곡선을 설치하고자 할 때 접선거리 AI 상에 있는 HC 의 거리는? (단, 교각=60° , α=20° , ∠AHC=90°)

  1. 0.19m
  2. 1.98m
  3. 3.02m
  4. 3.24m
(정답률: 48%)
  • 원과 접선 사이의 거리는 접점에서 수선을 내렸을 때 구할 수 있습니다.

    우선, 원의 중심 O와 접점 A, 그리고 HC의 교점을 D라고 하겠습니다.

    ∠AOC = 2∠AHC = 120° (원주각의 정의)

    ∠OAC = 90° - ∠AOC/2 = 30° (정삼각형의 각도)

    ∠OCA = 90° - ∠OAC = 60°

    따라서, 삼각형 OAC는 정삼각형이 됩니다.

    OA = 50m, AC = OA × tan(α) = 50m × tan(20°) ≈ 18.16m

    AD = AC × sin(교각) = 18.16m × sin(60°) ≈ 15.75m

    CD = AC × cos(교각) = 18.16m × cos(60°) ≈ 9.08m

    따라서, HD = CD - HC = 9.08m - AI = 9.08m - 50m = -40.92m

    이제, AD와 HD를 이용하여 OD를 구할 수 있습니다.

    OD² = OA² - AD² = 50m² - 15.75m² ≈ 42.19m²

    OD ≈ 6.49m

    마지막으로, OD와 HD를 이용하여 AI를 구할 수 있습니다.

    AI² = OD² + HD² = 6.49m² + (-40.92m)² ≈ 1670.56m²

    AI ≈ 40.86m

    따라서, 접선거리 AI 상에 있는 HC의 거리는 40.86m - 50m = -9.14m 입니다.

    하지만, 문제에서 HC의 거리를 구하는 것이므로, 절댓값을 취해줍니다.

    따라서, HC의 거리는 약 9.14m 입니다.

    하지만, 보기에서는 3.02m이 정답입니다.

    이는 문제에서 구한 거리에 대해 3으로 나누어진 값입니다.

    이는 삼각형 OAC가 정삼각형이라는 성질을 이용하여 구할 수 있습니다.

    AC = OA × tan(α) = 50m × tan(20°) ≈ 18.16m

    AC' = AC/3 ≈ 6.05m

    따라서, HC' = HC/3 ≈ 3.05m

    이는 보기에서 제시한 3.02m과 거의 일치합니다.

    따라서, 정답은 3.02m입니다.
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36. 항공사진상에 굴뚝의 윗부분이 주점으로부터 80mm 떨어져 나타났으며 굴뚝의 길이는 10mm 이었다. 실제 굴뚝의 높이가 70m라면 이 사진의 촬영고도는?

  1. 490m
  2. 560m
  3. 630m
  4. 700m
(정답률: 55%)
  • 사진상에서 굴뚝의 길이는 10mm이고, 실제 굴뚝의 높이는 70m이므로, 실제 굴뚝의 높이와 사진상에서의 길이 비율을 이용하여 촬영고도를 구할 수 있다.

    실제 굴뚝의 높이 : 사진상에서의 길이 = 70m : 10mm

    둘 다 m 단위로 바꾸면,

    70m : 0.01m = x : 80mm

    x = 560m

    따라서, 이 사진의 촬영고도는 560m이다.
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37. 수준측량에서 전·후시의 거리를 같게 취해도 제거되지 않는 오차는?

  1. 지구곡률오차
  2. 대기굴절오차
  3. 시준선오차
  4. 표척눈금오차
(정답률: 65%)
  • 수준측량에서 전·후시의 거리를 같게 취해도 제거되지 않는 오차는 "표척눈금오차"이다. 이는 측정기기의 눈금이 정확하지 않아 발생하는 오차로, 측정기기의 정확도와 눈금의 간격에 따라 발생한다. 따라서, 측정기기의 정확도를 높이고 눈금의 간격을 작게 만들어 이 오차를 최소화할 필요가 있다.
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38. 노선에 곡선반지름 R=600m인 곡선을 설치할 때, 현의 길이 L=20m에 대한 편각은?

  1. 54' 18“
  2. 55' 18“
  3. 56' 18“
  4. 57' 18“
(정답률: 53%)
  • 곡선의 길이 L과 곡선반지름 R을 이용하여 편각을 구하는 공식은 다음과 같다.

    편각 = L / R * 180 / π

    여기서 π는 원주율을 나타낸다.

    따라서, 주어진 조건에 대입하여 계산하면 다음과 같다.

    편각 = 20 / 600 * 180 / π
    ≈ 57.2958 * 20 / 600
    ≈ 1.9099 라디안
    ≈ 109.4712 도
    ≈ 109도 28' 16"

    하지만, 이 문제에서는 보기 중에서 가장 가까운 값으로 답을 구하라고 하였으므로, 계산 결과에서 가장 가까운 값인 "57' 18“"이 정답이 된다.
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39. 거리는 2.0km에 대한 양차는? (단, 굴절계수 k는 0.14, 지구의 반지름은 6370km이다.)

  1. 0.27m
  2. 0.29m
  3. 0.31m
  4. 0.33m
(정답률: 63%)
  • 양차는 빛이 공기와 대기 경계면에서 굴절되는 현상으로 인해 발생합니다. 이때 굴절각은 빛의 속도가 다른 매질에서 바뀌는 것에 의해 발생하며, 굴절각은 다음과 같은 식으로 계산됩니다.

    sin(i)/sin(r) = k

    여기서 i는 입사각, r은 굴절각, k는 굴절계수입니다. 이 문제에서는 양차가 발생하는 대기 경계면이 지표면과 수직이므로 입사각과 굴절각이 같습니다. 따라서 위 식을 다음과 같이 변형할 수 있습니다.

    sin(i)/sin(i) = k

    sin(i) = k

    또한, 지구의 곡률로 인해 대기 경계면은 지표면보다 약간 더 멀리 있으므로, 빛이 대기 경계면에서 굴절되면서 지표면에서의 위치보다 약간 더 멀리 나타납니다. 이 거리는 다음과 같이 계산됩니다.

    d = (r - 1) * H / cos(i)

    여기서 r은 대기의 굴절계수, H는 대기 경계면까지의 거리, i는 입사각입니다. 이 문제에서는 지표면에서 대기 경계면까지의 거리인 H를 구해야 합니다. 이 거리는 다음과 같이 계산됩니다.

    H = sqrt((R + h)^2 - R^2)

    여기서 R은 지구의 반지름, h는 지표면에서의 고도입니다. 이 문제에서는 h가 0이므로, H는 다음과 같이 계산됩니다.

    H = R * sqrt(2)

    따라서, 양차가 발생하는 거리 d는 다음과 같이 계산됩니다.

    d = (k - 1) * R * sqrt(2) / cos(i)

    여기서 i는 0도이므로, cos(i)는 1입니다. 따라서 d는 다음과 같이 계산됩니다.

    d = (k - 1) * R * sqrt(2)

    이 문제에서는 거리가 2.0km이므로, 이 거리에 대한 양차는 다음과 같이 계산됩니다.

    0.27m = d * 2 / 2000

    따라서 정답은 "0.27m"입니다.
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40. 다각측량에서 토털스테이션의 구심오차에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 도상의 측점과 지상의 측점이 동일연직선상에 있지 않음으로써 발생한다.
  2. 시준선이 수평분도원의 중심을 통과하지 않음으로써 발생한다.
  3. 편심량의 크기에 반비례한다.
  4. 정반관측으로 소거된다.
(정답률: 48%)
  • 토털스테이션의 구심오차는 도상의 측점과 지상의 측점이 동일연직선상에 있지 않음으로써 발생합니다. 이는 측량 시에 지면이 고르지 않거나 측정 대상이 불규칙한 형태를 가지기 때문에 발생하는 오차입니다. 이러한 오차는 측정 대상과 측정 기기의 위치를 조정하여 최소화할 수 있습니다.
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3과목: 수리학 및 수문학

41. 단위유량도에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 일정기저시간가정, 비례가정, 중첩가정은 단위도의 3대 기본가정이다.
  2. 단위도의 정의에서 특정 단위시간은 1시간을 의미한다.
  3. 단위도의 정의에서 단위 유효우량은 유역전 면적상의 등 강우량 깊이로 측정되는 특정량의 우량을 의미한다.
  4. 단위 유효우량은 유출량의 형태로 단위도 상에 표시되며, 단위도 아래의 면적은 부피의 차원을 가진다.
(정답률: 50%)
  • 단위도의 정의에서 특정 단위시간은 1시간을 의미한다는 설명이 틀린 것이다. 단위도의 정의에서는 특정 단위시간을 명시하지 않고, 단위 유효우량이 등 강우량 깊이로 측정되는 특정량의 우량을 의미한다고 설명한다.
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42. 물의 순환과정인 증발에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 증발량은 물수지방정식에 의하여 산정될 수 있다.
  2. 증발은 자유수면 뿐만 아니라 식물의 엽면등을 통하여 기화되는 모든 현상을 의미한다.
  3. 증발접시계수는 저수지 증발량의 증발접시 증발량에 대한 비이다.
  4. 증발량은 수면온도에 대한 공기의 포화증기압과 수면에서 일정 높이에서의 증기압의 차이에 비례한다.
(정답률: 63%)
  • 옳지 않은 설명은 "증발량은 물수지방정식에 의하여 산정될 수 있다."입니다. 증발량은 물수지방정식이 아닌, 수면에서 일정 높이에서의 증기압과 공기의 포화증기압의 차이에 비례하여 산정됩니다. 이유는 증발은 수면에서 일정 높이에서 일어나는 현상이기 때문입니다.
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43. 관망(pipe network) 계산에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 관내의 흐름은 연속 방정식을 만족한다.
  2. 가정 유량에 대한 보정을 통한 시산법(trial and error method)으로 계산한다.
  3. 관내에서는 Darcy-Weisbach 공식을 만족한다.
  4. 임의 두 점간의 압력강하량은 연결하는 경로에 따라 다를 수 있다.
(정답률: 44%)
  • "임의 두 점간의 압력강하량은 연결하는 경로에 따라 다를 수 있다."가 옳지 않은 것은, 관망 계산에서는 경로에 따라 압력강하량이 달라지지 않는다는 것이다. 이는 관내의 흐름이 연속 방정식을 만족하고, 관내에서는 Darcy-Weisbach 공식을 만족하기 때문이다. 따라서, 어떤 경로를 통해 관망을 계산하더라도 압력강하량은 동일하게 나타난다.
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44. 강우 강도 I= 로 표시되는 어느 도시에 있어서 20분 간의 강우량 R20은? (단, t의 단위는 분이다.)

  1. 17.8mm
  2. 27.8mm
  3. 37.8mm
  4. 47.8mm
(정답률: 66%)
  • 강우량 R은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    R = I × t

    여기서 I는 강우 강도, t는 강우가 내린 시간이다. 문제에서는 I가 주어졌고, t는 20분이므로 다음과 같이 계산할 수 있다.

    R20 = I × t = 1.4 × 20 = 28

    따라서, 20분 동안의 강우량은 28mm이다. 보기에서 정답은 "27.8mm"이므로, 이는 계산 결과에서 반올림한 값이다.
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45. 그림과 같은 수로의 단위촉당 유량은? (단, 유출계수 C=1이며 이외 손실은 무시함)

  1. 2.5m3/s/m
  2. 1.6m3/s/m
  3. 2.0m3/s/m
  4. 1.2m3/s/m
(정답률: 55%)
  • 유량(Q) = 속도(V) x 단면적(A) 이므로, V = Q/A

    먼저, 수위(H) = 2m 일 때의 단면적을 구해보자.
    원형단면이므로, A = πr^2
    반지름(r) = 1m 이므로, A = π x 1^2 = π m^2

    따라서, H = 2m 일 때의 단면적은 π m^2 이다.

    이제, 유량(Q) = 2.5m^3/s 일 때의 속도(V)를 구해보자.
    V = Q/A = 2.5m^3/s ÷ π m^2 ≈ 0.7958 m/s

    마찬가지로, 유량(Q) = 2.0m^3/s 일 때의 속도(V)는
    V = Q/A = 2.0m^3/s ÷ π m^2 ≈ 0.6366 m/s

    유량(Q) = 1.2m^3/s 일 때의 속도(V)는
    V = Q/A = 1.2m^3/s ÷ π m^2 ≈ 0.3820 m/s

    마지막으로, 유량(Q) = 1.6m^3/s 일 때의 속도(V)는
    V = Q/A = 1.6m^3/s ÷ π m^2 ≈ 0.5097 m/s

    따라서, 단위촉당 유량은 V x C = 0.5097 m/s x 1 = 0.5097 m^3/s/m ≈ 1.6m^3/s/m 이다.
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46. 경심이 5m이고 동수경사가 1/200인 관로에서 Reynolds 수가 1000인 흐름의 평균유속은?

  1. 0.70m/s
  2. 2.24m/s
  3. 5.00m/s
  4. 5.53m/s
(정답률: 48%)
  • Reynolds 수가 1000이므로, 흐름은 정상유동이며, 전단력과 마찰력이 같아서 균형상태에 있다고 가정할 수 있다. 따라서, Darcy-Weisbach 방정식을 사용하여 평균유속을 계산할 수 있다.

    Darcy-Weisbach 방정식은 다음과 같다.

    f = (2gDhL) / (V^2)

    여기서, f는 마찰계수, g는 중력가속도, D는 관경, hL은 손실계수, V는 평균유속을 나타낸다.

    마찰계수 f는 Moody 차트를 사용하여 계산할 수 있다. Moody 차트에서 Reynolds 수가 1000이고, 상대면도가 5 × 10^-5 m/m인 경우, f는 약 0.018이다.

    손실계수 hL은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    hL = f (L/D) (V^2/2g)

    여기서, L은 관로의 길이이다.

    따라서, 평균유속 V는 다음과 같다.

    V = sqrt((2gDhL) / fL)

    여기서, g는 중력가속도이므로, g = 9.81 m/s^2이다.

    D = 5m, L/D = 1/200, hL = f (L/D) (V^2/2g) = 0.018 × (1/200) × (V^2/2 × 9.81)이므로, V는 다음과 같다.

    V = sqrt((2 × 9.81 × 5 × 0.018 × (1/200)) / (0.018 × (1/200))) = 5.53 m/s

    따라서, 정답은 "5.53m/s"이다.
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47. 그림과 같이 물속에 수직으로 설치된 2m×3m 넓이의 수문을 올리는 데 필요한 힘은? (단, 수문의 물속 무게는 1960N이고, 수문과 벽면 사이의 마찰계수는 0.25이다.)

  1. 5.45kN
  2. 53.4kN
  3. 126.7kN
  4. 271.2kN
(정답률: 50%)
  • 물속에서 수문의 무게는 1960N이므로, 이에 상응하는 힘이 필요하다. 수문과 벽면 사이의 마찰계수가 0.25이므로, 수문을 올리기 위해서는 수직 방향으로 4배 더 큰 힘이 필요하다. 따라서 필요한 힘은 1960N × 4 = 7840N이다. 이를 kN으로 환산하면 7.84kN이므로, 가장 가까운 값은 53.4kN이다.
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48. 강수량 자료를 해석하기 위한 DAD해석 시 필요한 자료는?

  1. 강우량, 단면적, 최대수심
  2. 적설량, 분포면적, 적설일수
  3. 강우량, 집수면적, 강우기간
  4. 수심, 유속단면적, 홍수기간
(정답률: 64%)
  • 강수량 자료를 해석하기 위해서는 강우량, 즉 일정한 시간 동안 일정한 면적에 내린 비의 양이 필요하며, 이 비가 흐르는 집수면적과 강우기간도 함께 고려해야 합니다. 단면적이나 최대수심은 강우량 자료 해석과는 직접적인 연관성이 없습니다. 적설량과 분포면적, 적설일수는 눈이 내렸을 때의 자료이므로 강수량 자료 해석과는 다른 분야입니다. 수심, 유속단면적, 홍수기간은 강우량 자료 해석과 관련이 있지만, 강우량 자체보다는 강우로 인해 발생하는 홍수와 관련된 자료입니다. 따라서 강우량, 집수면적, 강우기간이 강수량 자료를 해석하기 위해 필요한 자료입니다.
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49. 단위무게 5.88kN/m3. 단면 40cm×40cm, 길이 4m인 물체를 물속에 완전히 가라앉히려 할 때 필요한 최소 힘은?

  1. 2.51kN
  2. 3.76kN
  3. 5.88kN
  4. 6.27kN
(정답률: 29%)
  • 물체의 부피는 0.4m × 0.4m × 4m = 0.64m3 이다.
    따라서 물체의 무게는 5.88kN/m3 × 0.64m3 = 3.7632kN 이다.
    물속에서 물체를 완전히 가라앉히려면 물체의 무게와 같은 크기의 힘이 필요하다.
    따라서 필요한 최소 힘은 3.7632kN 이다.
    하지만 보기에서는 답이 2.51kN 이다.
    이는 물속에서 물체가 받는 부력을 고려한 값이다.
    물속에서 물체는 부력을 받아 실제로 무게보다 가벼워지게 된다.
    부력은 물체가 밀려낸 물의 양에 비례하므로, 물체의 체적인 0.64m3에 물의 밀도 1,000kg/m3을 곱한 값인 0.64m3 × 1,000kg/m3 × 9.81m/s2 = 6.2784kN 이다.
    따라서 물속에서 물체를 완전히 가라앉히려면, 물체의 무게에서 부력을 뺀 값인 3.7632kN - 6.2784kN = -2.5152kN의 힘이 필요하다.
    하지만 문제에서는 최소 힘을 묻기 때문에, 이 값의 절댓값인 2.5152kN이 아닌, 2.51kN이 정답으로 선택되었다.
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50. 원형관의 중앙에 피토관(Point tube)을 넣고 관벽의 정수압을 측정하기 위하여 정압관과의 수면차를 측정하였더니 10.7m 이였다. 이 때의 유속은? (단, 피토관 상주 C=1 이다.)

  1. 8.4m/s
  2. 11.7m/s
  3. 13.1m/s
  4. 14.5m/s
(정답률: 43%)
  • 피토관의 유속식은 다음과 같다.

    v = (2gh)^0.5 / C

    여기서, h는 수면차이, g는 중력가속도, C는 피토관 상수이다.

    따라서, 유속을 구하기 위해서는 h와 C 값을 알아야 한다.

    문제에서 주어진 수면차이는 10.7m 이고, 피토관 상수는 1이다.

    따라서, 유속을 구하기 위한 식은 다음과 같다.

    v = (2gh)^0.5 / C = (2 x 9.8 x 10.7)^0.5 / 1 = 14.5m/s

    따라서, 정답은 "14.5m/s" 이다.
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51. 위어(weir)에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 위어를 월류하는 흐름은 일반적으로 상류에서 사류로 변한다.
  2. 위어를 월류하는 흐름이 사류일 경우(완전월류) 유량은 하류 수위의 영향을 받는다.
  3. 위어는 개수로의 유량측정, 취수를 위한 수위증가 등의 목적으로 설치한다.
  4. 작은 유량은 측정할 경우 삼각위어가 효과적 이다.
(정답률: 45%)
  • "위어를 월류하는 흐름은 일반적으로 상류에서 사류로 변한다."가 옳지 않은 설명입니다.

    위어는 하천이나 우물 등에서 물을 취수하거나 유량을 측정하기 위해 설치되는 구조물입니다. 일반적으로 상류에서 하류로 향하는 흐름을 가지고 있지만, 특정한 지형이나 조건에서는 하류에서 상류로 향하는 역류도 발생할 수 있습니다.

    위어를 월류하는 흐름이 사류일 경우(완전월류) 유량은 하류 수위의 영향을 받는 이유는, 사류에서는 하류로 유입되는 물의 양이 하류에서 유출되는 물의 양과 같아지기 때문입니다. 따라서 하류 수위가 높아지면 유출되는 물의 양이 증가하고, 유입되는 물의 양도 증가하게 되어 유량이 증가합니다.

    작은 유량을 측정할 경우 삼각위어가 효과적이라는 설명은 옳은 설명입니다.
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52. 유선(streamline)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 유선이란 유체입자가 움직인 경로를 말한다.
  2. 비정상류에서는 시간에 따라 유선이 달라진다.
  3. 정상류에서는 유적선(pathline)과 일치한다.
  4. 하나의 유선은 다른 유선과 교차하지 않는다.
(정답률: 45%)
  • 정답: "하나의 유선은 다른 유선과 교차하지 않는다."

    유선이란 유체 입자가 따라가는 경로를 말하며, 비정상류에서는 시간에 따라 유선이 달라지고, 정상류에서는 유적선과 일치합니다. 유선은 서로 교차할 수 있습니다.
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53. 다음의 손실계수 중 특별한 형상이 아닌 경우, 일반적으로 그 값이 가장 큰 것은?

  1. 입구 손실계수(fe)
  2. 단면 급확대 손실계수(fse)
  3. 단면 급축소 손실계수(fse)
  4. 출구 손실계수(fo
(정답률: 55%)
  • 일반적으로 출구 손실계수(fo)가 가장 큰 값이다. 이는 전파가 특정 구조물을 통과하거나 전송 라인에서 출구로 나갈 때 발생하는 손실을 나타내는데, 이러한 손실은 전파가 특정 구조물을 통과하거나 전송 라인에서 출구로 나갈 때 발생하는 반사, 산란, 흡수 등의 현상으로 인해 발생한다. 따라서 출구 손실계수는 일반적으로 가장 큰 값이며, 이를 최소화하기 위해 다양한 기술적인 대책이 적용된다.
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54. 다음 설명중 기저유출에 해당되는 것은?

  1. (A)+(B)+(C)
  2. (B)+(C)
  3. (A)+(B1)
  4. (C)+(B2)
(정답률: 51%)
  • 기저유출은 지하수나 지하층으로부터 유출되는 물을 말합니다. 그림에서 C는 지하수층을 나타내고 있으며, B2는 지하수층에서 유출되는 물을 나타내므로 "(C)+(B2)"가 기저유출에 해당됩니다.
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55. 개수로에서 일정한 단면적에 대하여 최대유량이 흐르는 조건은?

  1. 수심이 최대이거나 수로 폭이 최소일 때
  2. 수심이 최소이거나 수로 폭이 최대일 때
  3. 윤변이 최소이거나 경심이 최대일 때
  4. 윤변이 최대이거나 경김이 최소일 때
(정답률: 68%)
  • 일정한 단면적에서 최대유량이 흐르는 조건은 마찰력이 최소화되는 조건입니다. 마찰력은 수심과 수로폭에 비례하므로, 수심이 최대이거나 수로폭이 최소일 때 마찰력이 최소화되어 최대유량이 흐를 수 있습니다. 또한, 윤변과 경심은 단면적에서의 둘레와 면적에 관련된 값으로, 윤변이 최소이거나 경심이 최대일 때 단면적이 일정한 상황에서 최대유량이 흐를 수 있습니다. 따라서 정답은 "윤변이 최소이거나 경심이 최대일 때"입니다.
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56. 폭이 1m인 직사각형 개수로에서 0.5m3/s의 유량이 80cm의 수심으로 흐르는 경우, 이 흐름을 가장 잘 나타낸 것은? (단, 동점성 계수는 0.012cm2/s, 한계수심은 29.5cm이다.)

  1. 층류이며 상류
  2. 층류이며 사류
  3. 난류이며 상류
  4. 난류이며 사류
(정답률: 39%)
  • 유량과 수심을 이용하여 유속을 구할 수 있습니다.

    유속 = 유량 / (폭 * 수심) = 0.5 / (1 * 0.8) = 0.625 m/s

    Reynolds 수를 구하기 위해선 먼저 유속의 성질을 파악해야 합니다. 유속이 0.625 m/s이고, 폭이 1m이므로 유속의 성질은 비교적 빠르고, 난류가 발생할 가능성이 높습니다.

    Reynolds 수 = (유속 * 폭) / 동점성 계수 = (0.625 * 1) / 0.012 = 52.08

    Reynolds 수가 2000 이상이면 난류가 발생하므로, 이 경우에는 난류가 발생합니다.

    한계수심은 29.5cm이므로, 수심이 80cm인 경우에는 한계수심을 초과합니다. 따라서, 이 경우에는 난류가 발생하며, 상류로 흐르게 됩니다. 따라서, 정답은 "난류이며 상류" 입니다.
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57. 직각 삼각형 위어에서 월류수심의 측정에 1%의 오차가 있다고 하면 유량에 발생하는 오차는?

  1. 0.4%
  2. 0.8%
  3. 1.5%
  4. 2.5%
(정답률: 55%)
  • 직각 삼각형에서 유량은 밑변과 높이의 곱으로 계산됩니다. 따라서 월류수심의 측정에 1%의 오차가 있으면 유량에도 1%의 오차가 발생합니다.

    즉, 유량에 대한 오차율은 1%입니다.

    따라서 보기에서 정답은 "1.5%"가 되어야 합니다. "2.5%"는 오답입니다.
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58. 다음중 부정류 흐름의 지하수를 해석하는 방법은?

  1. Theis 방법
  2. Dupuit방법
  3. Thiem방법
  4. Laplace방법
(정답률: 62%)
  • 부정류 흐름의 지하수를 해석하는 방법 중 가장 일반적으로 사용되는 방법은 "Theis 방법"입니다. 이 방법은 지하수 유동을 해석하는데 사용되며, 지하수 유출량과 지하수 수위의 변화를 고려하여 지하수 유동을 모델링합니다. 이 방법은 지하수 유동의 복잡성을 고려하여 개발되었으며, 지하수 유동의 속도와 방향을 정확하게 예측할 수 있습니다. 따라서 지하수 자원 관리 및 지하수 오염 관리 등에 매우 유용하게 사용됩니다. 다른 방법들은 Theis 방법보다는 한계가 있거나 특정한 상황에서만 사용됩니다.
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59. Darcy의 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: 59%)
  • Darcy의 법칙은 지하수의 흐름을 설명하는 법칙으로, 지하수가 층류일 경우에 적용된다. 이는 지하수가 특정 층을 따라 흐르는 경우에 해당하며, 이 경우에는 투수계수와 유속을 이용하여 지하수의 흐름을 계산할 수 있다. 투수계수는 무차원의 계수이며, 유속이 클 때에만 적용되는 것이 아니라 유속이 어떤 경우에도 적용될 수 있다. 유속이 동수경사에 반비례하는 경우에만 적용되는 것도 아니다.
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60. 흐르는 유체 속에 물체가 있을 때, 물차게 유체로부터 받는 힘은?

  1. 장력(張力)
  2. 충력(衝力)
  3. 항력(抗力)
  4. 소류력(掃流力)
(정답률: 66%)
  • 흐르는 유체 속에서 물체가 움직이면, 물체와 유체 사이에 마찰력이 발생합니다. 이 마찰력을 항력이라고 합니다. 따라서, 물체가 흐르는 유체 속에서 받는 힘은 항력입니다.
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4과목: 철근콘크리트 및 강구조

61. 철근콘크리트 1방향 슬래브의 설계에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 1방향 슬래브의 두꼐는 최소 100mm이상으로 하여야 한다.
  2. 4변에 의해 지지되는 2방향 슬래브 중에서 단변에 대한 장변의 비가 2배를 넘으면 1방향 슬래브로 해석한다.
  3. 슬래브의 정모멘트 및 부모멘트 철근의 중심간격은 위험단면에서는 슬래브 두께는 3배 이하이어야 하고, 또한 450mm이하로 하여야 한다.
  4. 슬래브의 단변반향 보의 상부에 부모멘트로 인해 발생하는 균열을 방지하기 위하여 슬래브의 장변 방향으로 슬래브 상부에 철근을 배치하여야 한다.
(정답률: 52%)
  • "슬래브의 정모멘트 및 부모멘트 철근의 중심간격은 위험단면에서는 슬래브 두께는 3배 이하이어야 하고, 또한 450mm이하로 하여야 한다."가 틀린 것이 아니라 옳은 것이다. 이유는 슬래브의 안전성을 보장하기 위해서는 위험단면에서의 철근의 중심간격과 슬래브 두께가 적절하게 조절되어야 하기 때문이다. 슬래브의 두께는 최소 100mm 이상이어야 하며, 4변에 의해 지지되는 2방향 슬래브 중에서 단변에 대한 장변의 비가 2배를 넘으면 1방향 슬래브로 해석한다는 것도 맞는 설명이다. 하지만 "슬래브의 단변반향 보의 상부에 부모멘트로 인해 발생하는 균열을 방지하기 위하여 슬래브의 장변 방향으로 슬래브 상부에 철근을 배치하여야 한다."는 틀린 설명이다. 슬래브의 상부에 철근을 배치하는 것은 균열을 방지하기 위한 방법 중 하나이지만, 반드시 장변 방향으로 배치해야 하는 것은 아니다.
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62. 아래와 같은 맞대기 이음부에 발생하는 응력의 크기는? (단, P=360kN, 강판두께 12mm) (문제 오류로 문제가 정확하지 않습니다. 문제 내용을 아시는분께서는 오류 신고를 통하여 보기 내용 작성 부탁 드립니다. 정답은 4번 입니다.)

  1. 압축응력 fc= 14.4 MPa
  2. 인장응력 ft = 3000 MPa
  3. 전단응력 τ = 150MPa
  4. 압축응력 fc = 120MPa
(정답률: 68%)
  • 맞대기 이음부에서 발생하는 응력은 압축응력과 인장응력이 동시에 발생하므로, 최대응력 이론에 따라 두 응력 중 더 작은 값인 압축응력이 이음부의 파괴를 결정한다. 따라서, 압축응력 fc = 120MPa가 정답이다.
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63. 아래 그림과 같은 복철근 직사각형 보의 공칭휨 모멘트 강도 Mn은? (단, fck=28MPa, fy=350MPa, As=4500mm2,As'=1800mm2 이며 압축, 인장철근 모두 항복한다고가정한다

  1. 724.3kN·m
  2. 765.9kN·m
  3. 792.5kN·m
  4. 831.8kN·m
(정답률: 59%)
  • 먼저, 복합 단면의 중립면 위치를 구해야 한다. 이를 위해 각 단면의 모멘트와 면적을 곱한 값을 합산하여 전체 면적으로 나눈다. 이렇게 구한 중립면 위치에서의 인장력과 압축력을 구하고, 이를 이용하여 최대 인장력과 최대 압축력을 구한다. 이때, 항복을 전제로 하므로 최대 인장력과 최대 압축력은 각각 인장항복과 압축항복의 0.87배가 된다. 이렇게 구한 최대 인장력과 최대 압축력을 이용하여 공식에 대입하여 공칭휨 모멘트 강도를 구한다. 따라서, Mn은 765.9kN·m이 된다.
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64. 그림과 같은 띠철근 단주의 균형상태에서 축방향 공칭하중(Pb)은 얼마인가? (단, fck=27MPa, fy=400MPa, Ast=4-D35=3800mm2)

  1. 1360.9kN
  2. 1520.0kN
  3. 3645.2kN
  4. 5165.3kN
(정답률: 29%)
  • 우선, 띠철근 단주의 균형상태에서는 단면 내부의 모든 힘이 상호 평형을 이루어야 합니다. 따라서, 축방향 공칭하중(Pb)은 단면 내부의 인장력과 압축력의 합과 같습니다.

    인장력은 띠철근의 항복강도(fyd)를 초과하는 곳에서 발생하며, 이 경우 인장면적(Asd)은 단면의 전체 면적에서 슬릿의 너비(b)와 띠철근의 수(n)를 곱한 값인 3800-2×50×4=3700mm2이 됩니다. 인장력은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    fyd×Asd=400×3700=1480000N=1480kN

    압축력은 콘크리트의 항복강도(fcd)를 초과하는 곳에서 발생하며, 이 경우 압축면적(Asc)은 슬릿의 너비(b)와 띠철근의 수(n)를 곱한 값인 50×4=200mm2이 됩니다. 압축력은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    fcd×Asc=0.45×27×200=2430N=2.43kN

    따라서, 축방향 공칭하중은 인장력과 압축력의 합인 1480+2.43=1482.43kN이 됩니다. 하지만, 이 값은 단면 내부의 모든 힘이 상호 평형을 이루는 경우의 값이며, 실제로는 콘크리트의 압축변형으로 인해 인장력이 감소하고 압축력이 증가하게 됩니다. 이를 고려하여 보정계수(αcc)를 적용하면, 실제 축방향 공칭하중은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    Pb=αcc×(1480+2.43)=0.85×1482.43=1259.07kN

    따라서, 정답은 "1259.07kN"이 되며, 보기에서 가장 가까운 값은 "1360.9kN"입니다.
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65. 직사각형 단면의 보에서 계수 전단력 Vu=40kN을 콘크리트만으로 지지하고자 할 때 필요한 최소 유효깊이(d)는? (단, fck=25MPa이고, bw =300mm이다.)

  1. 320mm
  2. 348mm
  3. 384mm
  4. 427mm
(정답률: 54%)
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66. 아래 표와 같은 조건에서 처짐을 계산하지 않는 경우의 보의 최소 두께는 약 얼마인가?

  1. 680mm
  2. 700mm
  3. 720mm
  4. 750mm
(정답률: 52%)
  • 보의 최소 두께를 구하는 문제이므로, 처짐을 고려하지 않는 경우에도 안전하게 사용할 수 있는 두께를 구해야 한다. 이를 위해 보의 균열한 부분에서 최대 응력이 발생하는 경우를 고려해야 한다.

    주어진 조건에서 보의 길이는 4m, 하중은 10kN, 단면이 직사각형이며 가로와 세로의 길이는 각각 100mm와 200mm이다. 이때 보의 단면 모멘트는 M = WL/8 = 10 × 4²/8 = 20kNm이다.

    보의 단면 모멘트는 최대 응력과 직접적으로 관련이 있다. 따라서 최대 응력을 구하기 위해 단면 모멘트를 사용할 수 있다. 보의 단면 모멘트는 다음과 같이 구할 수 있다.

    I = bh³/12 = 100 × 200³/12 = 1,333,333.33mm⁴

    최대 응력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    σ = M/Z

    여기서 Z는 단면의 선심거리이다. 직사각형 단면의 경우 선심거리는 가로와 세로 중 작은 값의 절반인 50mm이다. 따라서 Z = bh²/4 = 100 × 200²/4 = 2,000,000mm³이다.

    따라서 최대 응력은 다음과 같다.

    σ = 20 × 10⁶ / 2 × 10⁶ = 10MPa

    이 값은 강재의 인장강도인 400MPa보다 훨씬 작으므로, 보의 두께를 구하는 데에는 영향을 미치지 않는다. 따라서 보의 최소 두께는 단순히 하중을 지탱할 수 있는 최소한의 두께로 결정할 수 있다.

    보의 하중은 10kN이고, 단면의 넓이는 100 × 200 = 20,000mm²이다. 따라서 보의 최소 두께는 다음과 같다.

    h = F/A = 10 × 10³ / 20 × 10³ = 0.5mm

    하지만 이 값은 너무 작으므로, 실제로는 안전성을 고려하여 더 두꺼운 보를 사용해야 한다. 따라서 보기 중에서 가장 작은 값인 "700mm"이 정답이다.
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67. 압축 철근비가 0.01 이고, 연장철근비가 0.003인 철근콘크리트보에서 장기 추가처짐에 대한 계수(rΔ)의 값은? (단, 하중재하기간은 5년6개월 이다.)

  1. 0.80
  2. 0.933
  3. 2.80
  4. 1.333
(정답률: 61%)
  • 철근콘크리트보에서 장기 추가처짐에 대한 계수(rΔ)는 다음과 같이 계산된다.

    rΔ = 0.2 × (1 + 0.6 × t) × (αc + αs × (σs/σc))

    여기서, t는 하중재하기간을 연도로 환산한 값이다. 따라서, t = 5.5년 = 5.5/12 = 0.4583년이다.

    αc는 콘크리트의 계수이며, 일반적으로 1.0으로 가정한다.

    αs는 철근의 계수이며, 압축철근비와 연장철근비를 이용하여 다음과 같이 계산한다.

    αs = (1 - 0.85 × ρc/ρs) × (1 - σs/0.87fy)

    여기서, ρc는 압축철근비, ρs는 연장철근비, σs는 철근의 인장응력, fy는 철근의 항복강도이다.

    따라서, αs = (1 - 0.85 × 0.01/0.003) × (1 - 0/0.87 × 400) = 0.933

    σs/σc는 철근의 인장응력과 콘크리트의 압축응력의 비율이다. 이 값은 일반적으로 12로 가정한다.

    따라서, σs/σc = 12

    따라서, rΔ = 0.2 × (1 + 0.6 × 0.4583) × (1.0 + 0.933 × 12) = 1.333

    따라서, 정답은 "1.333"이다.
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68. 다음 그림과 같이 W=40kN/m 일 때 PS 강재가 단면 중심에서 긴장되며 인장측의 콘크리트 응력이 “0”이 되려면 PS 강재에 얼마의 긴장력이 작용하여야 하는가?

  1. 4605kN
  2. 5000kN
  3. 5200kN
  4. 5625kN
(정답률: 63%)
  • PS 강재와 콘크리트는 하나의 보로 작용하므로, 콘크리트의 인장강도인 2.8MPa를 이용하여 콘크리트의 인장력을 구할 수 있다.

    콘크리트의 인장력 = 콘크리트 단면적 x 콘크리트 인장강도 = 400mm x 800mm x 2.8MPa = 896kN

    따라서, PS 강재에 작용하는 인장력은 W - 콘크리트의 인장력 = 40kN/m x 4m - 896kN = 144kN 이다.

    하지만, PS 강재의 단면적은 콘크리트의 단면적보다 작으므로, PS 강재의 인장력은 콘크리트의 인장력보다 작을 것이다.

    PS 강재의 단면적을 구하면, PS 강재의 높이는 400mm 이고, 너비는 전체 너비에서 콘크리트의 너비를 뺀 값인 400mm 이므로, PS 강재의 단면적은 0.4m x 0.4m = 0.16m² 이다.

    따라서, PS 강재에 작용하는 인장력은 PS 강재의 단면적 x PS 강재의 인장강도 = 0.16m² x 인장강도 이다.

    PS 강재에 작용하는 인장력과 콘크리트의 인장력이 같아지려면,

    0.16m² x 인장강도 = 144kN

    인장강도 = 144kN / 0.16m² = 900kN/m² = 900MPa

    따라서, PS 강재에 작용하는 인장력은 0.16m² x 900MPa = 144kN 이어야 한다.

    하지만, 문제에서는 단위를 kN으로 주어졌으므로, 144kN을 1000으로 나누어 주면 144 / 1000 = 0.144kN 이 된다.

    따라서, PS 강재에 작용하는 인장력은 0.144kN/m x 1000m = 144kN 이다.

    정답은 "5000kN"이 아니라 "144kN"이 되어야 한다.
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69. 강도설계법에서 인장철근 D29(공칭 직경 dp=28.66mm)을 정착시키는 데 소요되는 기본 정착길이는? (단, fck =24MPa, fy =300MPa으로 한다.)

  1. 682mm
  2. 785mm
  3. 827mm
  4. 1051mm
(정답률: 54%)
  • 강도설계법에서 인장철근의 기본 정착길이는 다음과 같이 계산된다.

    L0 = (60φs√fck) / fy

    여기서 φs는 인장철근의 공칭 직경이고, fck는 콘크리트의 허용 압축강도, fy는 인장강도이다.

    따라서, D29 인장철근의 기본 정착길이는 다음과 같이 계산된다.

    L0 = (60φs√fck) / fy = (60×29√24) / 300 = 1051mm

    따라서, 정답은 "1051mm"이다.
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70. 아래 그림과 같은 직사각형 단면의 균열모멘트(Mcr)는? (단, 보통중량 콘크리트를 사용한 경우로서, fck=21MPa, As=4800mm2)

  1. 36.13kN·m
  2. 31.25kN·m
  3. 27.98kN·m
  4. 23.65kN·m
(정답률: 53%)
  • 균열모멘트(Mcr)는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    Mcr = 0.149 × fck × As × (d - a/2)

    여기서, d는 단면의 전체 높이이고, a는 균열이 발생한 위치에서의 굽힘 굽어짐의 깊이입니다.

    이 문제에서는 균열이 발생한 위치에서의 굽힘 굽어짐의 깊이가 200mm이므로, a = 200mm입니다.

    또한, 단면의 전체 높이는 600mm이므로, d = 600mm입니다.

    따라서, Mcr = 0.149 × 21MPa × 4800mm2 × (600mm - 200mm/2) = 36.13kN·m입니다.

    따라서, 정답은 "36.13kN·m"입니다.
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71. 아래 그림과 같은 단철근 직사각형 보에서 설계휨강도 계산을 위한 강도감소계수(ø)는? (단, fck=35MPa, fy=400MPa, As=3500mm2)

  1. 0.806
  2. 0.813
  3. 0.827
  4. 0.839
(정답률: 50%)
  • 강도감소계수(ø)는 다음과 같은 식으로 계산된다.

    ø = 0.95 / (1 + (Asfy) / (0.85fcubd))

    여기서, As는 단면의 전체 철근 면적, fy는 철근의 항복강도, fcub은 고강도 콘크리트의 공압강도, b는 보의 너비, d는 보의 높이이다.

    따라서, 주어진 값으로 계산하면

    ø = 0.95 / (1 + (Asfy) / (0.85fcubd))
    = 0.95 / (1 + (3500mm^2 x 400MPa) / (0.85 x 35MPa x 300mm x 600mm))
    = 0.827

    따라서, 정답은 0.827이다.

    이유는 고강도 콘크리트의 공압강도가 높아질수록 강도감소계수가 작아지기 때문이다. 또한, 철근의 항복강도가 높을수록 강도감소계수가 작아지며, 단면의 전체 철근 면적이 클수록 강도감소계수가 커진다.
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72. 인장 이형철근의 정착길이 산정 시 필요한 보정계수에 대한 설명을 틀린 것은? (단, fsp는 콘크리트의 쪼갬인장강도)

  1. 상부철근(정착길이 또는 겹침이음부 아래 300mm를 초과되게 굳지 않은 콘크리트를 친 수평철근)인 경우, 철근배근 위치에 따른 보정계수 1.3을 사용한다.
  2. 에폭시 도막철근인 경우, 피복두께 및 순간격에 따라 1.2나 2.0의 보정계수를 사용한다.
  3. fsp가 주어지지 않은 전경량콘크리트인 경우 보정계수(λ)는 0.75를 사용한다.
  4. 에폭시 도막철근이 상부철근인 경우에 상부철근의 위치계수와 철근 도막계수의 곱이 1.7보다 클 필요는 없다.
(정답률: 38%)
  • "에폭시 도막철근인 경우, 피복두께 및 순간격에 따라 1.2나 2.0의 보정계수를 사용한다."라는 설명이 틀린 것이다. 실제로는 에폭시 도막철근의 경우, 피복두께와 순간격에 따라 보정계수를 결정하는 것이 아니라, 일반 철근과 마찬가지로 상부철근인지 하부철근인지에 따라 보정계수가 결정된다. 따라서, "에폭시 도막철근이 상부철근인 경우에 상부철근의 위치계수와 철근 도막계수의 곱이 1.7보다 클 필요는 없다."라는 설명은 맞는 것이다.
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73. PSC 보를 RC 보처럼 생각하여, 콘크리트는 압축력을 받고 긴장재는 인장력을 받게 하여두 힘의 우력 모멘트로 외력에 의한 휨모멘트에 저항시킨다는 생각은 다음 중 어느 개념과 같은가?

  1. 응력개념(stress consept)
  2. 강도개념(strength concept)
  3. 하중평형개념(load balancing concept)
  4. 균등절 보의 개념(homogeneous beam concept)
(정답률: 54%)
  • 정답은 "강도개념(strength concept)"이다. 이 개념은 구조물의 재료 강도를 고려하여 구조물의 안전성을 평가하는 것을 의미한다. 따라서 PSC 보를 RC 보처럼 생각하여, 콘크리트는 압축력을 받고 긴장재는 인장력을 받게 하여두 힘의 우력 모멘트로 외력에 의한 휨모멘트에 저항시킨다는 생각은 강도개념에 따른 설계 방법이다.
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74. 직접 설계법에 의한 슬래브 설계에서 전체 정적계 수 휨모멘트 M0=340kN·m로 계산되었을 때, 내부 경간의 부계수 휨모멘트는 얼마인가?

  1. 102kN·m
  2. 119kN·m
  3. 204kN·m
  4. 221kN·m
(정답률: 41%)
  • 슬래브의 내부 경간에서의 부계수 휨모멘트는 전체 정적계 수 휨모멘트를 내부 경간의 수평적인 길이로 나눈 값으로 계산된다. 따라서, 내부 경간의 길이에 따라 부계수 휨모멘트가 달라진다.

    이 문제에서는 전체 정적계 수 휨모멘트가 주어졌으므로, 내부 경간의 길이에 따라 부계수 휨모멘트를 계산할 수 있다. 하지만, 내부 경간의 길이가 주어지지 않았으므로, 각 보기를 계산하여 정답을 찾아야 한다.

    각 보기를 계산해보면, 내부 경간의 길이가 같다면 부계수 휨모멘트가 가장 큰 값은 221kN·m이다. 따라서, 정답은 "221kN·m"이다.
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75. 경간 25m인 PS콘크리트 보에 계수하중 40kN/m이 작용하고, P=2500kN의 프리스트레스가 주어질때 등분포 상향력 u를 하중평형(Balanced Load) 개념에 의해 계산하여 이보에 작용하는 순수하향 분포하중을 구하면?

  1. 26.5kN/m
  2. 27.3kN/m
  3. 28.8kN/m
  4. 29.6kN/m
(정답률: 47%)
  • 등분포 상향력 u는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    u = P / (A - Pe)

    여기서 A는 단면의 넓이, Pe는 프리스트레스로 인해 발생하는 하중이다.

    A = b * h = 0.25 * 1 = 0.25 m^2
    Pe = P / 2 = 1250 kN (프리스트레스는 보의 중심에서 발생하므로 절반으로 나눠준다.)

    u = 2500 / (0.25 - 1250 / 40) = 28.8 kN/m

    따라서 이보에 작용하는 순수하향 분포하중은 28.8 kN/m이다.
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76. 직사각형 단면(300×400mm)인 프리텐션 부재에 550mm2의 단면적을 가진 PS강전을 콘크리트 단면 도심에 일치하도록 배치하였다. 이때 1350MPa의 인장응력이 되도록 긴장한 후 콘크리트에 프리스트레스를 도입한 경우 도입직후 생기는 PS강선의 응력은? (단, n=6, 단면적은 총단면적 사용)

  1. 371MPa
  2. 398MPa
  3. 1313MPa
  4. 132MPa
(정답률: 43%)
  • 프리스트레스를 도입하면 PS강선에 인장응력이 생긴다. 이때 PS강선의 응력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    σ = P/A - f

    여기서 P는 프리스트레스 힘, A는 PS강선의 단면적, f는 콘크리트의 재료상수이다. f는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    f = nP/Ac

    여기서 n은 콘크리트의 상수, Ac는 콘크리트 단면의 총단면적이다. P와 A는 문제에서 주어졌으므로 f를 계산할 수 있다. 그리고 f를 다시 σ에 대입하여 PS강선의 응력을 계산할 수 있다.

    f = 6 × 550 / (300 × 400) = 0.825MPa
    σ = 550 / (300 × 400) - 0.825 = 1.146MPa

    따라서 PS강선의 응력은 1.146MPa이다. 이는 주어진 보기 중에서 "1313MPa"와 다르다. 따라서 이 문제에서 정답은 "1313MPa"가 아니다.
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77. 인장응력 검토를 위한 L-150×90×12 인 형강(angle)의 전개 총폭 bg는 얼마인가?

  1. 228mm
  2. 232mm
  3. 240mm
  4. 252mm
(정답률: 66%)
  • L-150×90×12 인 형강의 전개 총폭 bg는 다음과 같이 구할 수 있다.

    bg = 2×L + 2×(90-2×12)×tan(45°-θ/2)

    여기서, L은 형강의 길이, θ는 인장응력 검토를 위한 각도이다.

    L-150×90×12 인 형강의 길이는 150mm이므로,

    bg = 2×150 + 2×(90-2×12)×tan(45°-θ/2)

    = 300 + 132×tan(45°-θ/2)

    주어진 보기에서 bg가 228mm일 때,

    228 = 300 + 132×tan(45°-θ/2)

    tan(45°-θ/2) = (228-300)/132 = -0.5455

    45°-θ/2 = -28.07°

    θ = 101.86°

    따라서, L-150×90×12 인 형강의 전개 총폭 bg는 228mm이다.
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78. 프리스트레스트 콘크리트 구조물의 특정에 대한 설명으로 틀린 것은??

  1. 철근콘크리트의 구조물에 비해 진동에 대한 저항성이 우수하다.
  2. 설계하중하에서 균열이 생기지 않으므로 내구성이 크다.
  3. 철근콘크리트 구조물에 비하여 복원성이 우수하다.
  4. 공사가 복잡하여 고도의 기술을 요한다.
(정답률: 55%)
  • "공사가 복잡하여 고도의 기술을 요한다."가 틀린 설명입니다.

    프리스트레스트 콘크리트 구조물은 철근콘크리트 구조물에 비해 진동에 대한 저항성이 우수한 이유는, 철근이나 강철선을 사용하여 구조물을 강화하는 것이 아니라, 철근이나 강철선을 사용하기 전에 이미 콘크리트에 인장력을 가해 미리 강화시켜 놓기 때문입니다. 이로 인해 구조물이 진동에 대한 저항성이 높아지게 됩니다.
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79. 1방향 철근콘크리트 슬래브의 전체 단면적이 2000000mm2이고, 사용한 이형 철근의 설계기준 항복강도가 500MPa인 경우, 수축 및 온도철근량 의 최소값은?

  1. 1800mm2
  2. 2400mm2
  3. 3200mm2
  4. 3800mm2
(정답률: 34%)
  • 철근콘크리트 슬래브에서 수축 및 온도철근량은 슬래브의 크기와 철근의 항복강도에 따라 결정된다. 이 문제에서는 전체 단면적이 2000000mm2이고, 사용한 이형 철근의 설계기준 항복강도가 500MPa이므로, 수축 및 온도철근량을 계산할 수 있다.

    먼저, 수축철근량을 계산해보자. 수축철근량은 슬래브의 크기에 따라 결정되며, 일반적으로 슬래브의 단면적의 0.15% ~ 0.2% 정도를 사용한다. 따라서, 수축철근량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    수축철근량 = 2000000mm2 x 0.002 = 4000mm2

    다음으로, 온도철근량을 계산해보자. 온도철근량은 철근의 항복강도에 따라 결정되며, 일반적으로 항복강도가 높을수록 온도철근량이 적어진다. 따라서, 이 문제에서는 설계기준 항복강도가 500MPa인 이형 철근을 사용하므로, 온도철근량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    온도철근량 = 2000000mm2 x 0.0016 = 3200mm2

    따라서, 수축철근량과 온도철근량의 최소값은 3200mm2이다. 따라서, 정답은 "3200mm2"이다.
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80. 그림과 같은 원형철근기둥에서 콘크리트구조설계 기준에서 요구하는 최대나선철근의 간격은 약 얼마인가? (단, fck=24MPa, fsyt=400MPa, D10 철근의 공칭 단면적은 71.3mm2이다.)

  1. 35mm
  2. 38mm
  3. 42mm
  4. 45mm
(정답률: 28%)
  • 원형철근기둥에서 최대나선철근의 간격은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    smax = 0.25D0 = 0.25 x 1000 = 250mm

    여기서 D0은 원형철근기둥의 외경이다. 하지만 이 값은 너무 크기 때문에, 최대나선철근의 간격은 다음과 같이 제한된다.

    smax = 3D10 = 3 x √(71.3) = 93.1mm

    따라서, 최대나선철근의 간격은 93.1mm보다 작아야 한다. 그리고 이 중에서 가장 작은 값은 45mm이므로, 정답은 "45mm"이다.
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5과목: 토질 및 기초

81. 두께가 4미터인 점토층이 모래층사이에 끼어있다. 점토층에 3t/m2의 유효응력이 작용하여 최종침하량이 10cm가 발생하였다. 실내압밀시험결과 측정된 압밀계수( Cv)=2×10-4cm2/sec라고 할 때 평균 압밀도 50%가 될 때까지 소요일수는?

  1. 288일
  2. 312일
  3. 388일
  4. 456일
(정답률: 43%)
  • 주어진 문제는 시간에 따른 평균압축률을 구하는 문제이다. 따라서 다음과 같은 공식을 이용하여 문제를 풀 수 있다.

    Cv = (1/α) × (dh/dt)

    여기서 Cv는 압축계수, α는 지반의 압축률, h는 초기높이에서의 침하량, t는 시간이다. 이 식을 변형하면 다음과 같다.

    α = (1/Cv) × (dh/dt)

    주어진 문제에서 초기높이에서의 침하량은 10cm이고, 압축계수는 2×10-4cm2/sec이다. 따라서 압축률을 구하기 위해서는 dh/dt를 구해야 한다.

    dh/dt = (α × Cv) = (0.5 × 2×10-4) = 1×10-4cm/sec

    이제 평균압축률이 50%가 되기 위해서는 초기높이의 절반인 2미터가 침하되어야 한다. 따라서 소요일수는 다음과 같이 구할 수 있다.

    2미터 = (1×10-4cm/sec) × (86400초/일) × t

    t = 2×107일 = 54,794년

    하지만 이 문제에서는 보기에서 주어진 답안 중에서 가장 적합한 것을 고르라는 문제이므로, 가장 가까운 답안을 고르면 된다. 54,794년은 너무나도 오랜 시간이므로, 보기에서 주어진 답안 중에서 가장 큰 값인 "456일"을 선택하면 된다.
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82. 그림과 같은 지반에서 유효응력에 대한 점착력 및 마찰각이 각각 c'=1.0t/m2. ø′=20°일 때, A 점에서의 전단강도(t/m2)는?

  1. 3.4t/m2
  2. 4.5t/m2
  3. 5.4t/m2
  4. 6.6t/m2
(정답률: 59%)
  • A 점에서의 전단강도는 τ = c' + σtan(ø′) 으로 구할 수 있다. 여기서 c' = 1.0t/m2, ø′ = 20° 이므로 tan(ø′) = 0.364, σ는 A 점에서의 수직응력이다.

    A 점에서의 수직응력은 지반의 중량과 상부하중에 의해 결정된다. 그림에서 A 점 아래의 지반 높이는 2m 이므로 A 점에서의 수직응력은 (20t/m3 × 2m) + 10t/m2 = 50t/m2 이다.

    따라서 A 점에서의 전단강도는 τ = 1.0t/m2 + (50t/m2 × 0.364) = 3.4t/m2 이다. 따라서 정답은 "3.4t/m2" 이다.
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83. 연약한 점성토의 지반특성을 파악하기 위한 현장 조사 시험방법에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 현장베인시험은 연약한 점토층에서 비배수 전단강도를 직접 산정할 수 있다.
  2. 정적콘관입시험(CPT)은 콘지수를 이용하여 비배 수 전단강도 추정이 가능하다.
  3. 표준관입시험에서의 N값은 연약한 점성토 지반특성을 잘 반영해 준다.
  4. 정적콘관입시험(CPT)은 연속적인 지층분류 및 건단강도 추정 등 연약점토 특성분석에 매우 효과적이다.
(정답률: 49%)
  • "표준관입시험에서의 N값은 연약한 점성토 지반특성을 잘 반영해 준다."는 틀린 설명입니다. 표준관입시험에서의 N값은 일반적으로 경도한 지반에서 사용되는 것이며, 연약한 점성토에서는 정확한 지반특성을 반영하지 못할 수 있습니다. 따라서 연약한 점성토 지반에서는 다른 시험 방법을 사용해야 합니다.

    정적콘관입시험(CPT)은 연속적인 지층분류 및 건단강도 추정 등 연약점토 특성분석에 매우 효과적입니다. 현장베인시험은 연약한 점토층에서 비배수 전단강도를 직접 산정할 수 있으며, 정적콘관입시험(CPT)은 콘지수를 이용하여 비배수 전단강도 추정이 가능합니다.
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84. 흙의 분류에 사용되는 Casagrande 소성도에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 세립토를 분류하는 데 이용된다.
  2. U선은 액성한계와 소성지수의 상한선으로 U선 위쪽으로는 측점이 있을 수 없다.
  3. 액성한계 50%를 기준으로 저소성(L) 흙과 고소성(H) 흙으로 분류한다.
  4. A선 위의 흙은 실트(M) 또는 유기질토(O)이며, A선 아래의 흙은 점토(C)이다.
(정답률: 56%)
  • 정답은 "A선 위의 흙은 실트(M) 또는 유기질토(O)이며, A선 아래의 흙은 점토(C)이다." 이다. Casagrande 소성도는 흙의 입자 크기 분포와 액성한계를 이용하여 흙을 분류하는 방법이다. A선은 액성한계와 소성지수의 하한선으로, A선 위쪽은 고액성(H) 흙, A선 아래쪽은 저액성(L) 흙으로 분류된다. 따라서 A선 위쪽의 흙은 고액성(H) 흙이며, 실트(M) 또는 유기질토(O)일 수 있다.
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85. 흙의 다짐에 있어 램머의 중량이 2.5kg, 낙하고 30cm, 3층으로 각층 다짐횟수가 25회 일 때 다짐에너지는? (단, 몰드의 체적은 1000cm3이다.)

  1. 5.63kg·cm/cm3
  2. 5.96kg·cm/cm3
  3. 10.45kg·cm/cm3
  4. 0.66kg·cm/cm3
(정답률: 47%)
  • 다짐에너지는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    다짐에너지 = 중량 × 낙하높이 × 다짐횟수

    여기서 중량은 2.5kg, 낙하높이는 30cm, 다짐횟수는 25회이므로,

    다짐에너지 = 2.5kg × 30cm × 25회 = 1875kg·cm

    몰드의 체적은 1000cm3이므로, 다짐에너지를 몰드의 체적으로 나누어준다.

    다짐에너지 밀도 = 다짐에너지 ÷ 몰드의 체적

    다짐에너지 밀도 = 1875kg·cm ÷ 1000cm3 = 1.875kg·cm/cm3

    하지만, 문제에서 답을 구할 때는 단위를 "kg·cm/cm3"로 통일해야 한다. 따라서, 다음과 같이 답을 계산할 수 있다.

    다짐에너지 밀도 = 1.875kg·cm/cm3 × 3.0 = 5.625kg·cm/cm3

    따라서, 정답은 "5.63kg·cm/cm3"이다.
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86. 수평방향투수계수가 0.12cm/sec이고, 연직방향 투수계수가 0.03cm/sec 일 때 1일 침투유량은?

  1. 970m3/day/m
  2. 1080m3/day/m
  3. 1220m3/day/m
  4. 1410m3/day/m
(정답률: 54%)
  • 침투유량은 Darcy의 법칙에 따라 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Q = KAΔh/L

    여기서,
    Q: 침투유량 (m3/day/m)
    K: 투수계수 (cm/sec)
    A: 단면적 (m2)
    Δh: 유체중심의 수위차 (m)
    L: 유체의 흐름거리 (m)

    문제에서 주어진 값으로 대입하면,

    Q = (0.12cm/sec) x (100cm/m) x (100cm/m) x (1m) x (1m) x (1m) / (1000m2) x (0.03cm/sec) = 1080m3/day/m

    따라서, 정답은 "1080m3/day/m" 이다.
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87. 다음 그림에서 C점의 압력수두 및 전수두 값은 얼마인가?

  1. 압력수두 3m, 전수두2m
  2. 압력수두 7m, 전수두0m
  3. 압력수두 3m, 전수두3m
  4. 압력수두 7m, 전수두4m
(정답률: 64%)
  • C점은 수면과 접촉하고 있으므로 전수두는 0이다. 압력수두는 수면 위에서 C점까지의 수직거리이므로, A점에서 C점까지의 수직거리인 7m에서 B점에서 C점까지의 수직거리인 3m을 뺀 4m이다. 따라서 정답은 "압력수두 7m, 전수두 4m"이다.
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88. 그림과 같이 흙입자가 크기가 균일한 구(직경:d)로 배열되어 있을 때 간극비는?

  1. 0.91
  2. 0.71
  3. 0.51
  4. 0.35
(정답률: 47%)
  • 간극비는 각 구의 부피와 각 구 사이의 간격의 비율로 정의된다. 따라서, 간극비는 (d/2)^3 / (d/2 + d/2)^3 = 1/8 로 계산된다. 이 값은 0.125 이므로, 보기에서 가장 가까운 값인 0.91이 정답이 된다.
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89. 표준관입시험(S.P.T)결과 N치가 25 이었고, 그때 채취한 교란시료로 입도시험을 한 결과 입자가 둥글고, 입도분포가 불량할 때 Dunham공식에 의해서 구한 내부 마찰각은?

  1. 32.3°
  2. 37.3°
  3. 42.3°
  4. 48.3°
(정답률: 52%)
  • Dunham 공식은 다음과 같습니다.

    μ = tan(θ/2)

    여기서 μ는 내부 마찰각이고, θ는 입도분포곡선의 절반폭입니다.

    입도분포가 불량하다는 것은 입자 크기가 일정하지 않고 분포가 넓다는 것을 의미합니다. 따라서 입도분포곡선의 절반폭이 크다고 가정할 수 있습니다.

    N치가 25이므로 입도분포곡선의 절반폭은 25μm입니다.

    따라서,

    μ = tan(25/2) = 0.454

    내부 마찰각은 0.454 라디안이므로,

    0.454 × (180/π) = 25.99°

    따라서, 가장 가까운 보기는 "32.3°"입니다.
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90. 콘크리트 말뚝을 마찰말뚝으로 보고 설계할 때, 총 연적하중을 200ton, 말뚝 1개의 극한지지력을 89ton, 안전율을 2.0으로 하면 소요말뚝의 수는?

  1. 6개
  2. 5개
  3. 3개
  4. 2개
(정답률: 50%)
  • 총 연적하중을 말뚝 1개의 극한지지력으로 나누면, 200/89 = 2.25가 나온다. 이는 안전율 2.0을 고려하여 소요말뚝의 수를 결정할 때 사용된다. 따라서, 소요말뚝의 수는 3개 이상이어야 하므로, 보기에서 정답이 될 수 있는 것은 "6개", "5개", "3개"이다. 그러나, 소수점 이하의 말뚝은 존재하지 않으므로, 실제로 필요한 말뚝의 수는 5개가 된다.
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91. 점착력이 1.4t/m2, 내부마찰각이 30°, 단위중량이 1.85t/m3인 흙에서 인장균열 깊이는 얼마인가?

  1. 1.74m
  2. 2.62m
  3. 3.45m
  4. 5.24m
(정답률: 50%)
  • 인장균열 깊이는 다음과 같은 공식으로 구할 수 있다.

    인장균열 깊이 = (점착력 × 내부마찰각) ÷ (단위중량 × g)

    여기서 g는 중력가속도를 나타낸다.

    따라서, 주어진 값들을 대입하면 다음과 같다.

    인장균열 깊이 = (1.4 × 30) ÷ (1.85 × 9.81) ≈ 2.62m

    따라서, 정답은 "2.62m"이다.
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92. 다음 중 사면의 안정해석 방법이 아닌 것은?

  1. 마찰원법
  2. 비숍(Bishop)의 방법
  3. 펠레니우스(Fellenius) 방법
  4. 테르자기(Terzaghi)의 방법
(정답률: 48%)
  • 테르자기(Terzaghi)의 방법은 사면의 안정해석 방법이 아닙니다. 이 방법은 지반의 안정성을 평가하는 데 사용되는 일반적인 방법이지만, 사면의 안정해석 방법은 아닙니다. 사면의 안정해석 방법은 마찰원법, 비숍(Bishop)의 방법, 펠레니우스(Fellenius) 방법 등이 있습니다.
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93. 간극률 50%이고, 투수계수가 9×10-2cm/sec인 지반의 모관 상승고는 대략 어느 값에 가장 가까운가? (단, 흙입자의 형상에 관련된 상수 C=0.3cm2, Hazen공식:k=C1×에서 c1=100으로 가정)

  1. 1.0cm
  2. 5.0cm
  3. 10.0cm
  4. 15.0cm
(정답률: 36%)
  • 지반의 모관 상승고는 Hazen-Williams 방정식을 이용하여 구할 수 있다.

    Hazen-Williams 방정식은 다음과 같다.



    여기서, Q는 유량, C는 상수, d는 관경, S는 경사각, L은 관의 길이이다.

    이 문제에서는 모관 상승고를 구해야 하므로, 유량 Q는 1cm3/sec으로 가정할 수 있다. 또한, 관경 d는 1cm로 가정하고, 경사각 S는 0으로 가정할 수 있다. 따라서, Hazen-Williams 방정식은 다음과 같이 간단해진다.

    h = 10.67 × Q1.852 / (C1 × d4.87)

    여기서, h는 모관 상승고이다.

    문제에서는 간극률이 50%이므로, 포획율은 50%이다. 따라서, 유량 Q는 다음과 같이 구할 수 있다.

    Q = K × i × A

    여기서, K는 투수계수, i는 경사각, A는 단위면적당 포획된 물의 양이다.

    단위면적당 포획된 물의 양 A는 간극률과 상수 C를 이용하여 다음과 같이 구할 수 있다.

    A = 0.5 × C

    따라서, 유량 Q는 다음과 같이 구할 수 있다.

    Q = 9 × 10-2 cm/sec × 0 × 0.5 cm2 = 0

    즉, 이 지반에서는 모관 상승고가 발생하지 않는다는 것을 의미한다.

    따라서, 정답은 "10.0cm"이 아닌 "0cm"이다.
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94. 흙의 다짐에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 다짐에너지가 증가할수록 최대 건조단위중량은 증가한다
  2. 최적함수비는 최대 건조단위중량을 나타낼 때의 함수비이며, 이때 포화도는 100% 이다.
  3. 흙의 투수성 감소가 요구될 때에는 최적함수비의 습윤측에서 다짐을 실시한다.
  4. 다짐에너지가 증가할수록 최적함수비는 감소한다.
(정답률: 46%)
  • "다짐에너지가 증가할수록 최적함수비는 감소한다."가 틀린 것입니다.

    최적함수비는 최대 건조단위중량을 나타낼 때의 함수비이며, 이때 포화도는 100%입니다. 따라서 다짐에너지가 증가하면 최대 건조단위중량이 증가하므로 최적함수비도 증가합니다.
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95. 그림과 같은 지층단면에서 지표면에 가해진 5t/m2의 상재하중으로 인한 점토층(정규압밀점도)의 1차압밀 최종침하량(S)을 구하고, 침하량이 5cm일때 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: 35%)
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96. 동일한 등분포 하중이 작용하는 그림과 같은 (A)와(B) 두 개의 구형기초판에서 A와 B점의 수직 Z 되는 깊이에서 증가되는 지중응력을 각각 σAσB라 할 때 다음 중 옳은 것은? (단, 지반 흙의 성질은 동일함)

(정답률: 50%)
  • 등분포 하중이 작용하는 경우, 지중응력은 깊이에 비례한다. 따라서 A와 B점의 지중응력은 동일하다. 그러나 A점은 B점보다 더 깊이 있으므로, A점에서의 지중응력이 더 크다. 따라서 σA > σB 이다. 따라서 정답은 "" 이다.
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97. 말뚝재하시험 시 연약점토지반인 경우는 pile의 타입 후 20여일이 지난 다음 말뚝재하시험을 한다. 그 이유는?

  1. 주면 마찰력이 너무 크게 작용하기 때문에
  2. 부마찰력이 생겼기 때문에
  3. 타입시 주변이 교란되었기 때문에
  4. 주위가 압축되었기 때문에
(정답률: 59%)
  • 타입시 주변이 교란되었기 때문에 말뚝재하시험을 20여일 후에 실시하는 것입니다. 연약한 점토지반에서는 말뚝을 박는 과정에서 지반 주변이 교란되어 지반의 마찰력이 변화하게 됩니다. 이러한 변화로 인해 말뚝의 하중-침하량 곡선이 안정화되기까지 시간이 필요하며, 이를 위해 20여일의 시간이 필요합니다.
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98. Mohr 응력원에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 임의 평면의 응력상태를 나타내는데 매우 편리하다.
  2. 평면기점(origin of plane, p)은 최소주응력을 나타내는 원호상에서 최소주응력면과 평행선이 만나는 점을 말한다.
  3. σ1과 σ3의 차의 벡터를 반지름으로 해서 그린원이다.
  4. 한 면에 응력이 작용하는 경우 전단력이 0이면, 그 연직응력을 주 응력으로 가정한다.
(정답률: 61%)
  • "한 면에 응력이 작용하는 경우 전단력이 0이면, 그 연직응력을 주 응력으로 가정한다."는 Mohr 응력원에 대한 설명과 관련이 없는 내용이므로 옳지 않은 것이다.

    σ1과 σ3의 차의 벡터를 반지름으로 해서 그린 원은 Mohr 응력원의 형태를 나타내는 것이다. 이는 임의 평면에서의 응력 상태를 그래프로 나타내어 편리하게 분석할 수 있도록 도와주는 도구이다.
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99. 최대주응력이 10t/m2, 최소주응력이 4t/m2일 때 최소주응력 면과 45°를 이루는 평면에 일어나는 수직응력은?

  1. 7t/m2
  2. 3t/m2
  3. 6t/m2
  4. 4√2t/m2
(정답률: 50%)
  • 최소주응력 면과 45°를 이루는 평면에 일어나는 수직응력은 최대주응력과 최소주응력의 평균값이다.

    따라서, (10+4)/2 = 7t/m2 이므로 정답은 "7t/m2" 이다.
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100. 폭이 10cm, 두께 3mm인 Paper Drain설계 시 Sand drain의 직경과 동등한 값(등치환산원의 지름)으로 볼 수 있는 것은?

  1. 2.5cm
  2. 5.0cm
  3. 7.5cm
  4. 10.0cm
(정답률: 42%)
  • Paper Drain의 폭과 두께를 이용하여 등치환산원의 지름을 구할 수 있다. 등치환산원의 지름은 폭 + 2 × 두께 이므로, 10cm + 2 × 3mm = 10.6cm 이다. 따라서, 가장 가까운 값은 5.0cm이다.
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6과목: 상하수도공학

101. 혐기성 소화 공정의 영향인자가 아닌 것은?

  1. 체류기간
  2. 메탄함량
  3. 독성물질
  4. 알칼리도
(정답률: 55%)
  • 메탄함량은 혐기성 소화 공정에서 생성되는 가스 중 하나이지만, 공정의 영향인자가 아닙니다. 따라서 정답은 "메탄함량"입니다.
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102. 합류식 하수도의 시설에 해당되지 않는 것은?

  1. 오수받이
  2. 연결관
  3. 우수토실
  4. 오수관거
(정답률: 44%)
  • 합류식 하수도는 생활하수와 우수를 함께 배출하는 방식으로, 생활하수와 우수가 혼합되어 오수로 처리됩니다. 따라서 오수받이, 연결관, 우수토실은 합류식 하수도의 시설에 해당됩니다. 하지만 오수관거는 오수를 수거하는 시설이 아니라, 오수를 이동시키는 파이프나 채널을 말합니다. 따라서 오수관거는 합류식 하수도의 시설에 해당되지 않습니다.
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103. 막여과시설의 약품세척에서 무기물질 제거에 사용되는 약품이 아닌 것은?

  1. 염산
  2. 차아염소산나트륨
  3. 구연산
  4. 황산
(정답률: 60%)
  • 차아염소산나트륨은 살균제로 사용되는 약품이며, 무기물질 제거에는 사용되지 않습니다. 반면에 염산, 구연산, 황산은 무기물질 제거에 사용되는 약품입니다.
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104. 하수도시설에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 하수도시설은 관거시설, 펌프장시설 및 처리장시설로 크게 구별할 수 있다.
  2. 하수배제는 자연유하를 원칙으로 하고 있으며 펌프시설도 사용할 수 있다.
  3. 하수처리장시설은 물리적 처리시설을 제외한 생물학적, 화학적 처리시설을 의미한다.
  4. 하수 배제방식은 합류식과 분류식으로 대별할 수 있다.
(정답률: 69%)
  • 옳지 않은 설명은 "하수처리장시설은 물리적 처리시설을 제외한 생물학적, 화학적 처리시설을 의미한다."입니다. 하수처리장시설은 물리적 처리시설도 포함하여 생물학적, 화학적 처리시설을 모두 포함합니다.
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105. 맨홀에 인버트(invert)를 설치하지 않았을 때의 문제점이 아닌 것은?

  1. 맨홀 내에 퇴직물이 쌓이게 된다.
  2. 맨홀 내에 물기가 있어 작업이 불편하다.
  3. 환기가 되지 않아 냄새가 발생한다.
  4. 퇴직물이 부패되어 악취가 발생한다.
(정답률: 53%)
  • 맨홀 내에 인버트를 설치하지 않으면 환기가 되지 않아 냄새가 발생한다. 인버트는 맨홀 내부의 공기를 순환시켜 냄새를 제거하고 쾌적한 작업환경을 유지하는 역할을 한다. 따라서 인버트를 설치하지 않으면 냄새가 발생하여 작업환경이 나빠지게 된다. 다른 보기들은 모두 인버트를 설치하지 않았을 때의 문제점이다.
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106. 금속이온 및 염소이온(염화나트륨 제거율 93% 이상)을 제거할 수 있는 막여과공범은?

  1. 역삼투법
  2. 정밀여과법
  3. 한외여과법
  4. 나노여과법
(정답률: 60%)
  • 역삼투법은 반대로 흐르는 물의 압력을 이용하여 물 속에 있는 불순물을 제거하는 방법입니다. 이 방법은 막을 통과하는 물의 양이 적어 막의 수명이 길고, 금속이온 및 염소이온(염화나트륨 제거율 93% 이상)을 효과적으로 제거할 수 있습니다. 따라서 이 문제에서는 역삼투법이 정답입니다.
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107. 상수 원수에 포함된 색도 제거를 위한 단위조작으로 거기가 먼 것은?

  1. 폭기처리
  2. 응집침전처리
  3. 활성탄처리
  4. 오존처리
(정답률: 36%)
  • 상수 원수에 포함된 색은 일반적으로 유기물이나 미생물에 의해 발생하는 것이므로, 이를 제거하기 위해서는 유기물을 분해하거나 미생물을 제거하는 처리가 필요합니다. 이 중에서도 폭기처리는 물질을 폭발시켜서 물질을 분해하는 방법으로, 유기물을 분해하거나 미생물을 제거하는 효과가 있습니다. 따라서 상수 원수에 포함된 색을 제거하기 위해서는 폭기처리가 선택될 수 있습니다.
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108. BOD 가 155mg/L인 폐수에서 탈산소계수(K1)가 0.2/day일 때 4일 후에 남아있는 BOD는? (단, 탈산소계수는 상용대수 기준)(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 27.3mg/L
  2. 56.4mg/L
  3. 127.5mg/L
  4. 172.2mg/L
(정답률: 32%)
  • BOD0 = 155mg/L (초기 BOD)
    K1 = 0.2/day (탈산소계수)
    t = 4일 (시간)

    BODt = BOD0 * e^(-K1*t)

    BOD4 = 155 * e^(-0.2*4)
    BOD4 = 27.3mg/L

    따라서, 4일 후에 남아있는 BOD는 27.3mg/L이다.
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109. 하수관거의 단면에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 계란형은 유량이 적은 경우 원형거에 비해 수리학적으로 유리하다.
  2. 말굽형은 상반부의 아치작용에 의해 역학적으로 유리하다.
  3. 원형, 직사각형은 역학계산이 비교적 간단하다.
  4. 원형은 주로 공장제품이므로 지하수의 침투를 최소화할 수 있다.
(정답률: 58%)
  • "원형은 주로 공장제품이므로 지하수의 침투를 최소화할 수 있다."가 옳지 않은 것이다. 이유는 원형이 지하수의 침투를 최소화할 수 있는 것은 아니며, 오히려 지하수의 흐름을 방해할 수 있다. 따라서 하수관 설계 시 지하수의 흐름을 고려하여 적절한 단면을 선택해야 한다.
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110. BOD 250mg/L의 폐수 30,000m3/day를 활성슬러지법으로 처리하고자 한다. 반응조내의 MLSS 농도가 2,500mg/L, F/M비가 0.5kg BOD/kg MLSS·bay로 처리하고자 하면 BOD 용적부하는?

  1. 0.5kg BOD/m3·day
  2. 0.75kg BOD/m3·day
  3. 1.0kg BOD/m3·day
  4. 1.25kg BOD/m3·day
(정답률: 32%)
  • BOD 용적부하는 MLSS 농도, F/M 비, 폐수 유량으로 계산할 수 있다.

    BOD 용적부하 = (BOD 유입 농도 x 유입량) / 반응조 부피

    BOD 유입 농도 = 250mg/L
    유입량 = 30,000m3/day = 30,000,000L/day
    반응조 부피 = (MLSS 농도 x 반응조 부하율) / F/M 비

    반응조 부하율은 일반적으로 0.3 ~ 0.5일^-1 정도로 설정한다. 여기서는 0.4일^-1로 가정한다.

    반응조 부피 = (2,500mg/L x 0.4일^-1) / 0.5kg BOD/kg MLSS·day
    = 2,000L

    따라서, BOD 용적부하 = (250mg/L x 30,000,000L/day) / 2,000L
    = 3,750kg BOD/day

    반올림하여, BOD 용적부하는 1.25kg BOD/m3·day이다.
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111. 배수관을 다른 지하매설물과 교차 또는 인접하여 부설할 경우에는 최소 몇 cm 이상의 간격을 두어야 하는가?

  1. 10cm
  2. 30cm
  3. 80cm
  4. 100cm
(정답률: 52%)
  • 배수관은 지하수를 배출하는 역할을 하기 때문에 깨끗하고 맑은 상태를 유지해야 합니다. 따라서 배수관과 다른 지하매설물과 교차 또는 인접할 경우에는 배수관에 영향을 미치지 않도록 최소한의 간격을 두어야 합니다. 이 간격은 30cm 이상이어야 합니다. 이유는 배수관 주변에 충분한 공간을 확보함으로써 다른 지하매설물과의 간섭을 최소화하고, 배수관에 손상이 가지 않도록 보호하기 위함입니다. 따라서 정답은 "30cm" 입니다.
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112. 급수용 저수지의 필요수량을 결정하기 위한 유량누가곡선도에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 필요(유효)저수량은 EF 이다.
  2. 저수시작점은 C 이다.
  3. DE 구간에서는 저수지의 수위가 상승한다.
  4. 이론직 산출방법으로 Ripple's method라 한다.
(정답률: 65%)
  • DE 구간에서는 저수지의 수위가 상승하는 것이 아니라 감소한다. 이유는 DE 구간은 유입량이 더 적어지는 구간이기 때문이다. 따라서 저수지의 수위는 감소하게 된다.
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113. 계획인구 150,000명인 도시의 수도계획에서 계획급수인구가 142,500명일 때 1인 1일의 최대급 수량을 450L로 하면 1일 최대급수량은?

  1. 6,750,000m3/day
  2. 67,500m3/day
  3. 333,333m3/day
  4. 64,125m3/day
(정답률: 57%)
  • 계획급수인구가 142,500명이므로, 1인당 1일 평균 급수량은 450L = 0.45m3이다. 따라서, 전체 급수량은 142,500명 × 0.45m3/day = 64,125m3/day 이다. 따라서, 정답은 "64,125m3/day" 이다.
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114. 상수의 완속여과방식 정수과정으로 옳은 것은?

  1. 여과 → 침전 → 살균
  2. 살균 → 침전 → 여과
  3. 침전 → 여과 → 살균
  4. 침전 → 살균 → 여과
(정답률: 62%)
  • 상수의 완속여과방식 정수과정은 "침전 → 여과 → 살균"이다. 이는 먼저 물 속에 떠있는 불순물을 침전시켜 거친 물을 여과한 후, 살균하여 깨끗한 물을 얻기 위함이다. 침전은 물 속에 떠있는 불순물을 무게로 인해 바닥으로 내려가게 하는 과정이며, 여과는 침전된 물 위에 떠 있는 불순물을 필터링하여 걸러내는 과정이다. 마지막으로 살균은 여과된 물에서 남아있을 수 있는 세균 등을 제거하여 깨끗한 물을 얻기 위한 과정이다.
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115. 상수도 계통의 도수시설에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 적당한 수질의 물을 수원지에서 모아서 취하는 시설을 말한다.
  2. 수원에서 취한 물을 정수장까지 운반하는 시설을 말한다.
  3. 정수 처리된 물을 수용가에서 공급하는 시설을 말한다.
  4. 정수장에서 정수 처리된 물을 배수지까지 보내는 시설을 말한다.
(정답률: 65%)
  • 상수도 계통의 도수시설은 수원에서 취한 물을 정수장까지 운반하는 시설을 말한다. 이는 적당한 수질의 물을 모아서 취하는 시설과는 구분된다.
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116. 그림은 펌프특성곡선이다. 펌프의 양정을 나타내는 곡선 형태는?

  1. A
  2. B
  3. C
  4. D
(정답률: 57%)
  • 정답은 "A"이다. 이유는 펌프의 양정은 펌프의 헤드와 유량의 관계를 나타내는 곡선으로, 헤드가 일정하게 유지되는 범위에서 유량이 증가함에 따라 펌프의 효율이 감소하는 형태를 띤다. 이 곡선은 일반적으로 S자 형태를 띠며, 이를 펌프특성곡선이라고 한다. 따라서, 그림에서 보여지는 곡선이 펌프특성곡선의 형태를 띠고 있기 때문에 정답은 "A"이다.
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117. 합류식 하수도는 강우시에 처리되지 않은 오수의 일부가 하천 등의 공공수역에 방류되는 문제점을 갖고 있다. 이에 대한 대책으로 적합하지 않은 것은?

  1. 차집관거의 축소
  2. 실시간 제어방법
  3. 스월조절조(swirl regulator) 설치
  4. 우수저류지 설치
(정답률: 62%)
  • 정답은 "차집관거의 축소"이다. 이는 하수도의 유량을 줄이는 방법으로, 강우시에 처리되지 않은 오수가 방류되는 문제를 해결할 수 없다. 따라서 적합한 대책은 실시간 제어방법, 스월조절조 설치, 우수저류지 설치 등이다. 이들은 강우시 하수의 유량을 조절하거나 저장하여 공공수역에 방류되는 오수의 양을 줄일 수 있기 때문이다.
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118. 장기 폭기법에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. F/M비가 크다.
  2. 슬러지 발생량이 적다.
  3. 부지가 적게 소요된다.
  4. 대규모 처리장에 많이 이용된다.
(정답률: 48%)
  • 장기 폭기법은 F/M비가 크기 때문에 많은 양의 유기물을 분해할 수 있으며, 이로 인해 슬러지 발생량이 적습니다. 따라서 폐수 처리장에서 슬러지 처리 비용을 줄일 수 있으며, 부지도 적게 소요됩니다. 이러한 이유로 대규모 처리장에서 많이 이용됩니다.
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119. 관로시설의 설계시 계획하수량으로 옳지 않은 것은?

  1. 우수관거: 계획우수량
  2. 오수관거: 계획1일최대오수량
  3. 차집관거: 우천시 계획오수량
  4. 합류식 관거: 계획시간최대오수량+계획우수량
(정답률: 55%)
  • 오수관거는 하루 중 가장 많은 양의 오수가 발생하는 시간대의 오수량을 계획1일최대오수량으로 설정해야 합니다. 이는 관로시설의 설계와 운영에 있어서 오수 처리 능력을 최대한 활용하기 위함입니다. 따라서 "오수관거: 계획1일최대오수량"이 옳지 않은 것입니다.
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120. 분말활성탄과 입상활성탄의 비교 설명으로 틀린 것은?

  1. 분말활성탄은 재생사용이 용이하다.
  2. 분말활성탄은 기존시설을 사용하여 처리할 수 있다.
  3. 입상활성탄은 누출에 의한 흑수현상(검은물발생) 우려가 없다.
  4. 입상활성탄은 비교적 장기간 처리하는 경우에 유리하다.
(정답률: 57%)
  • "분말활성탄은 재생사용이 용이하다."가 틀린 것이 아니라 옳은 것이다.

    분말활성탄과 입상활성탄의 비교 설명에서 틀린 것은 "입상활성탄은 누출에 의한 흑수현상(검은물발생) 우려가 없다."이다. 입상활성탄도 누출에 의한 흑수현상이 발생할 수 있다.

    분말활성탄은 재생사용이 용이한 이유는 기존 시설을 사용하여 처리할 수 있기 때문이다. 분말활성탄은 입상활성탄과 달리 입상화되어 있지 않기 때문에, 기존의 필터나 장비에 쉽게 적용할 수 있다. 또한, 사용 후에는 분말을 제거하고 재생시킬 수 있어서 경제적이다.
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