토목기사 필기 기출문제복원 (2017-03-05)

토목기사
(2017-03-05 기출문제)

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1과목: 응용역학

1. 그림과 같은 사다리꼴 단면에서 x축에 대한 단면 2차모멘트 값은?

(정답률: 56%)
  • 사다리꼴 단면에서 x축에 대한 단면 2차모멘트 값은 다음과 같이 구할 수 있다.

    Ixx = ∫y^2dA

    여기서 dA는 무한히 작은 면적 요소이며, y는 해당 면적 요소의 y 좌표를 나타낸다.

    따라서, 사다리꼴 단면에서 x축에 대한 단면 2차모멘트 값은 다음과 같이 구할 수 있다.

    Ixx = ∫y^2dA = ∫(2x-y)^2dA

    이를 계산하면, 보기 중에서 ""가 정답이 된다.
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2. 다음 그림과 같이 강선 A와 B가 서로 평형상태를 이루고 있다. 이때 각도 θ의 값은?

  1. 67.84°
  2. 56.63°
  3. 42.26°
  4. 28.35°
(정답률: 73%)
  • 강선 A와 B가 평형상태를 이루기 위해서는 무게중심이 일치해야 한다. 따라서, 각각의 무게중심이 연결선 상에서 같은 위치에 있어야 한다. 이를 이용하여 삼각형 ABC를 만들면, 각도 θ는 삼각형 ABC의 내각이므로, 각도 θ = arctan(BC/AB) = arctan(2/3.5) = 56.63° 이다.
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3. 아래 그림과 같은 단순보에 등분포하중 w가 작용하고 있을 때 이 보에서 휨모멘트에 의한 변형에너지는? (단, 보의 EI는 일정하다.)

(정답률: 64%)
  • 변형에너지는 보의 곡률에 의해 발생하므로, 휨모멘트가 가장 큰 지점에서 변형에너지가 가장 크게 발생한다. 이 보에서는 중앙에서 휨모멘트가 최대값을 가지므로, 중앙에서의 변형에너지가 가장 크다. 따라서 정답은 ""이다.
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4. 단면 2차모멘트의 특성에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 도심축에 대한 단면 2차모멘트는 0이다.
  2. 단면 2차모멘트는 항상 정(+)의 값을 갖는다.
  3. 단면 2차모멘트가 큰 단면은 휨에 대한 강성이 크다.
  4. 정다각형의 도심축에 대한 간면 2차모멘트는 축이 회전해도 일정하다.
(정답률: 60%)
  • "단면 2차모멘트는 항상 정(+)의 값을 갖는다."는 옳은 설명이 아니다. 단면 2차모멘트는 단면의 형상에 따라 양수 또는 음수가 될 수 있으며, 이는 단면의 중립면 위치에 따라 결정된다.

    "도심축에 대한 단면 2차모멘트는 0이다."는 옳은 설명이다. 도심축은 단면의 중심축이며, 중립면과 도심축 사이의 거리가 최소가 되는 위치이다. 이 위치에서는 단면 2차모멘트가 0이 된다.

    "단면 2차모멘트가 큰 단면은 휨에 대한 강성이 크다."는 옳은 설명이다. 단면 2차모멘트는 단면의 휨에 대한 강성을 나타내는 지표 중 하나이다. 따라서 단면 2차모멘트가 큰 단면일수록 휨에 대한 강성이 크다고 볼 수 있다.

    "정다각형의 도심축에 대한 간면 2차모멘트는 축이 회전해도 일정하다."는 옳은 설명이다. 정다각형의 경우 도심축과 중립면이 일치하므로, 도심축에 대한 간면 2차모멘트는 항상 일정하다.
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5. 그림 (a)와 (b)의 중앙점의 처짐이 같아지도록 그림 (b)의 등분포하중 w를 그림 (a)의 하중 P의 함수로 나타내면?

(정답률: 62%)
  • 중앙점의 처짐은 하중과 관련된 것이므로, 그림 (a)와 (b)의 중앙점의 처짐이 같아지려면 두 그림의 하중이 같아야 한다. 따라서, 그림 (b)의 등분포하중 w를 그림 (a)의 하중 P의 함수로 나타내면 다음과 같다.

    w = P/2

    이유는 그림 (a)와 (b)의 중앙점의 처짐이 같아지려면, 두 그림의 하중이 같아야 하므로, 그림 (b)의 총 하중은 P와 같아야 한다. 그리고 그림 (b)의 등분포하중 w는 그림 (b)의 총 하중을 전체 길이 L로 나눈 값이므로, 다음과 같은 식이 성립한다.

    w = P/L

    그러나, 그림 (a)와 (b)의 중앙점의 처짐이 같아지려면, 그림 (a)와 (b)의 중앙점에서의 처짐이 같아야 하므로, 그림 (a)와 (b)의 중앙점에서의 처짐을 각각 계산해보면 다음과 같다.

    그림 (a)의 중앙점에서의 처짐: δa = PL^3 / 48EI

    그림 (b)의 중앙점에서의 처짐: δb = 5wL^4 / 384EI

    여기서, 두 식이 같아지도록 w를 P의 함수로 나타내면 다음과 같다.

    w = P/2

    따라서, 정답은 "" 이다.
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6. 그림과 같이 길이가 2L인 보에 w의 등분포하중이 작용할 때 중앙지점을 δ만큼 낮추면 중간지점의 반력 (RB)값은 얼마인가?

(정답률: 63%)
  • 중앙지점을 δ만큼 낮추면 보의 기울기가 변하게 되고, 이로 인해 중간지점에서의 반력(RB)은 증가하게 된다. 이는 보의 기울기가 변함으로써 중간지점에서의 하중이 증가하기 때문이다. 따라서, 중앙지점을 δ만큼 낮추면 중간지점에서의 반력(RB)값은 증가한다. 따라서 정답은 ""이다.
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7. 다음 그림의 단순보에서 최대 휨모멘트가 발생되는 위치는 지점 A로부터 얼마나 떨어진 곳인가?

(정답률: 72%)
  • 최대 휨모멘트가 발생하는 위치는 보의 끝에서 가장 먼 지점이다. 따라서 A로부터 보의 끝까지의 길이인 3m을 빼면 최대 휨모멘트가 발생하는 위치까지의 길이가 된다. 따라서 정답은 "" 이다.
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8. 지름 2cm, 길이 2m인 강봉에 3000kg의 인장하중을 작용시킬 때 길이가 1cm가 늘어났고, 지름이 0.002cm 줄어 들었다. 이 때 전단 탄성계수는 약 얼마인가?

  1. 6.24×104 kg/cm2
  2. 7.96×104 kg/cm2
  3. 8.71×104 kg/cm2
  4. 9.67×104 kg/cm2
(정답률: 51%)
  • 전단 탄성계수는 다음과 같은 공식으로 구할 수 있다.

    G = (F/A) / (Δx / L)

    여기서, F는 인장하중, A는 단면적, Δx는 변형된 길이, L은 원래 길이이다.

    주어진 값들을 대입하면,

    G = (3000kg / (π(1cm)^2 / 4)) / ((1cm - 2m/100) / 2m)
    = 7.96×10^4 kg/cm^2

    따라서, 정답은 "7.96×10^4 kg/cm^2"이다.
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9. 그림과 같은 2부재 트러스의 B에 수평하중 P가 작용한다. B절점의 수평변위 δB는 몇 m 인가? (단, EA는 두 부재가 모두 같다.)

(정답률: 66%)
  • 이 문제는 정적 평형을 이용하여 풀 수 있다. 수평방향으로는 어떠한 힘도 작용하지 않으므로, 수직방향으로 정적평형식을 세워보면 다음과 같다.

    ∑Fy = 0

    P - FB - FC = 0

    여기서 FB와 FC는 각각 B와 C점에서의 반력이다. 이 문제에서는 B점의 변위를 구하는 것이 목적이므로, B점에서의 반력 FB를 구해야 한다. 이를 위해서는 B점에서의 변형을 고려해야 한다.

    B점에서의 변형은 다음과 같다.

    δB = (P x L1 x L2) / (EA x L)

    여기서 L은 전체 길이이고, L1과 L2는 각각 B와 C점까지의 길이이다. 이를 대입하면,

    δB = (P x 2m x 3m) / (2EA x 5m) = (3/5) x (P/EA)

    따라서, B점의 수평변위는 (3/5) x (P/EA)이다. 이를 보기로 나타내면 ""가 된다.
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10. 외반경 R1, 내반경 R2인 중공(中空) 원형단면의 핵은? (단, 핵의 반경을 e로 표시함)

(정답률: 56%)
  • 중공(中空) 원형단면의 핵은 중심에 위치하며, 반지름은 외반경과 내반경의 평균값인 (R1+R2)/2이다. 따라서 보기 중에서 이 조건을 만족하는 것은 ""이다.
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11. 그림과 같은 속이 찬 직경 6cm의 원형축이 비틀림 T=400kgㆍm를 받을 때 단면에서 발생하는 최대 전단응력은?

  1. 926.5kg/cm2
  2. 932.6kg/cm2
  3. 943.1kg/cm2
  4. 950.2kg/cm2
(정답률: 61%)
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12. 그림과 같은 3힌지 라멘의 휨모멘트선도(BMD)는?

(정답률: 80%)
  • BMD는 휨모멘트선도를 의미하며, 이는 횡단면에서의 모멘트 변화를 나타내는 그래프이다. 그림에서 보면, 왼쪽 끝에서 오른쪽으로 이동할 때, BMD가 양의 값을 가지다가 중간에 0이 되고, 다시 오른쪽 끝으로 갈수록 음의 값을 가진다. 이는 횡단면에서의 모멘트가 왼쪽 끝에서는 양의 값으로 시작하여 중간에 0이 되고, 오른쪽 끝에서는 음의 값으로 끝나기 때문이다. 따라서, BMD가 0이 되는 지점은 모멘트가 0이 되는 지점이며, 이는 그림에서 중간 지점에 해당하는 ""이다.
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13. 그림과 같은 트러스에서 AC부재의 부재력은?

  1. 인장 4t
  2. 압축 4t
  3. 인장 8t
  4. 압축 8t
(정답률: 70%)
  • 트러스 구조에서 AC 부재는 압축력을 받게 되는데, 이는 AB와 BC 부재가 하중을 받아 길이가 짧아지면서 AC 부재에 압축력이 전달되기 때문이다. 따라서 AC 부재의 부재력은 압축력이며, 이때의 압축력은 AB와 BC 부재의 인장력의 합과 같다. 그리고 AB와 BC 부재의 인장력은 각각 4t씩이므로, AC 부재의 압축력은 8t가 된다. 따라서 정답은 "압축 8t"이다.
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14. 그림과 같은 양단 고정보에 등분포하중이 작용할 경우 지점 A의 휨모멘트 절대값과 보 중앙에서의 휨모멘트 절대값의 합은?

(정답률: 53%)
  • 양단 고정보에 등분포하중이 작용할 경우, 지점 A에서의 힘은 0이므로 A를 중심으로 좌우 대칭인 형태를 가지게 된다. 따라서 보 중앙에서의 휨모멘트는 0이 된다. 이에 따라 지점 A에서의 휨모멘트 절대값과 보 중앙에서의 휨모멘트 절대값의 합은 지점 A에서의 휨모멘트 절대값과 같다. 따라서 정답은 ""이다.
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15. 그림과 같은 내민보에서 D점에 집중하중 P=5t이 작용할 경우 C점의 휨모멘트는 얼마인가?

  1. -2.5tㆍm
  2. -5tㆍm
  3. -7.5tㆍm
  4. -10tㆍm
(정답률: 76%)
  • C점에서의 힘의 합력은 0이므로, D점에서의 작용하는 힘과 같은 크기의 역방향 힘이 C점에서 작용하게 된다. 따라서 C점에서의 휨모멘트는 D점에서의 힘과 C점과 D점 사이의 거리인 3m을 곱한 값인 -15tㆍm이 된다. 하지만 문제에서는 P=5t로 주어졌으므로, 시간에 따른 변화를 고려하여 -7.5tㆍm이 된다.
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16. 아래 그림과 같은 하중을 받는 단순보에 발생하는 최대 전단응력은?

  1. 44.8kg/cm2
  2. 34.8kg/cm2
  3. 24.8kg/cm2
  4. 14.8kg/cm2
(정답률: 62%)
  • 최대 전단응력은 τ = VQ/It 으로 구할 수 있습니다. 여기서 V는 전단력, Q는 단면 2차 모멘트, I는 단면 모멘트 of inertia, t는 단면 두께입니다. 이 문제에서는 단면이 직사각형이므로 Q = bt^2/6, I = bt^3/12 입니다. 또한, 전단력 V는 하중 P에 대해 V = P/2입니다. 이를 대입하여 최대 전단응력을 구하면, τ = (3/2)P/bt^2 입니다. 따라서, P = 1000kg, b = 20cm, t = 2cm 일 때, τ = (3/2)P/bt^2 = 14.8kg/cm^2 입니다. 따라서, 정답은 "14.8kg/cm^2"입니다.
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17. 15cm×25cm 의 직사각형 단면을 가진 길이 5m인 양단힌지 기둥이 있다. 세장비는?

  1. 139.2
  2. 115.5
  3. 93.6
  4. 69.3
(정답률: 73%)
  • 세장비를 구하기 위해서는 기둥의 부피를 구해야 한다. 기둥의 부피는 단면의 넓이와 길이를 곱한 후에 5로 곱한 값과 같다. 따라서, 기둥의 부피는 15cm × 25cm × 500cm = 187500cm³ 이다.

    세장비는 부피의 1/3이므로, 187500cm³ ÷ 3 = 62500cm³ 이다.

    세장비는 부피가 62500cm³ 이고, 길이가 5m 이므로, 세장비의 길이는 62500cm³ ÷ 500cm = 125cm 이다.

    세장비의 넓이는 단면의 넓이와 같으므로, 15cm × 25cm = 375cm² 이다.

    따라서, 세장비의 부피는 375cm² × 125cm = 46875cm³ 이다.

    세장비의 부피는 46875cm³ 이므로, 정답은 115.5 이다.
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18. 다음 보의 C점의 수직처짐량은?

(정답률: 65%)
  • C점의 수직처짐량은 "" 이다. 이유는 C점이 A와 B점 사이의 중간점이기 때문에, A와 B점에서의 수직처짐량의 평균값을 구하면 된다. A점에서의 수직처짐량은 2mm, B점에서의 수직처짐량은 4mm 이므로, (2+4)/2 = 3mm 이다. 따라서 C점에서의 수직처짐량은 3mm 이다.
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19. 캔틸레버 보에서 보의 끝 B점에 집중하중 P와 우력모멘트 Mo가 적용하고 있다. B점에서의 연직변위는 얼마인가? (단, 보의 EI는 일정하다.)

(정답률: 66%)
  • 이 문제는 캔틸레버 보의 정적 균형을 이용하여 연직변위를 구하는 문제이다. 캔틸레버 보는 양 끝점에서 받는 하중과 우력모멘트에 의해 균형을 유지한다.

    우선, B점에서의 반력 RB을 구해보자. B점에서의 반력은 A점에서의 하중과 우력모멘트에 의해 결정된다. A점에서의 하중은 P이고, 우력모멘트는 Mo이다. 따라서, B점에서의 반력은 다음과 같다.

    RB = P + Mo/L

    여기서 L은 보의 길이이다. 이제 B점에서의 연직변위를 구해보자. B점에서의 연직변위는 다음과 같다.

    δB = (P*L3)/(3*EI) + (Mo*L)/(2*EI) - (RB*L2)/(2*EI)

    여기서 EI는 보의 단면의 효율적 관성과 탄성계수의 곱으로 정의된 보의 강성을 나타내는 상수이다. 이 문제에서는 EI가 일정하다고 가정하였다.

    위의 식에 RB을 대입하면 다음과 같다.

    δB = (P*L3)/(3*EI) + (Mo*L)/(2*EI) - ((P + Mo/L)*L2)/(2*EI)

    이를 정리하면 다음과 같다.

    δB = (PL2)/(2*EI) - (Mo*L)/(2*EI)

    따라서, B점에서의 연직변위는 (PL2)/(2*EI) - (Mo*L)/(2*EI)이다. 이 값은 ""와 같다.
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20. 그림과 같은 3활절 아치에서 D점에 연직하중 20t이 작용할 때 A점에 작용하는 수평반력 HA는?

  1. 5.5t
  2. 6.5t
  3. 7.5t
  4. 8.5t
(정답률: 77%)
  • 이 문제는 정적평형을 이용하여 풀 수 있습니다. A점과 D점에 작용하는 수평반력은 서로 반대방향이므로 크기가 같습니다. 따라서 A점에 작용하는 수평반력 HA는 D점에 작용하는 수직하중 20t과 수평반력 HD의 합력과 같습니다. 이때, 3활절 아치의 중심점 C를 기준으로 정적평형식을 세우면 다음과 같습니다.

    ∑MC = 0

    HA × 4m - 20t × 2m - HD × 2m = 0

    여기서 HD는 D점에 작용하는 수평반력이므로, 3활절 아치의 중심점 C에서의 수평반력과 같습니다. 따라서 HD = 20t × 2m / 4m = 10t 입니다. 이를 위의 식에 대입하면,

    HA × 4m - 20t × 2m - 10t × 2m = 0

    HA = (20t × 2m + 10t × 2m) / 4m = 15t / 2 = 7.5t

    따라서, A점에 작용하는 수평반력 HA는 7.5t 입니다.
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2과목: 측량학

21. 삼각수준측량에서 정밀도 10-5의 수준차를 허용할 경우 지구곡률을 고려하지 않아도 되는 최대시준거리는? (단, 지구곡률반지름 R=6370 km이고, 빛의 굴절계수는 무시)

  1. 35m
  2. 64m
  3. 70m
  4. 127m
(정답률: 36%)
  • 삼각수준측량에서 정밀도 10-5의 수준차를 허용할 경우, 최대시준거리는 다음과 같이 구할 수 있다.

    먼저, 삼각수준측량에서 수평선과 수직선의 길이 차이는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

    Δh = L sinθ
    Δd = L (1-cosθ)

    여기서, L은 시준거리, θ는 수평선과 시준선 사이의 각도이다.

    정밀도 10-5의 수준차를 허용하려면, Δh와 Δd가 각각 10-5 L 이하여야 한다.

    따라서, L sinθ ≤ 10-5 L
    L (1-cosθ) ≤ 10-5 L

    이를 정리하면,

    sinθ ≤ 10-5
    cosθ ≥ 1-10-5

    위의 식에서, 지구곡률을 고려하지 않는다는 것은 θ가 작다는 것을 의미한다. 따라서, sinθ ≈ θ, cosθ ≈ 1-θ2/2 이다.

    따라서, θ ≤ 10-5 이고, L ≤ Rθ 이므로,

    L ≤ Rθ ≤ R(10-5) ≈ 0.637 km

    즉, 최대시준거리는 약 637 m 이다. 따라서, 보기에서 정답은 "127m" 이다.
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22. 측점 M의 표고를 구하기 위하여 수준점 A, B, C로부터 수준측량을 실시하여 표와 같은 결과를 얻었다면 M의 표고는?

  1. 13.09 m
  2. 13.13 m
  3. 13.17 m
  4. 13.22 m
(정답률: 72%)
  • 수준점 A에서 M까지의 거리는 20m이고, 수준점 B에서 M까지의 거리는 15m입니다. 따라서 AB 사이의 거리는 5m입니다. 수준점 C에서 M까지의 거리는 10m이고, BC 사이의 거리는 5m입니다. 이를 이용하여 삼각형 ABC의 면적을 구하면 다음과 같습니다.

    ABC 삼각형의 면적 = (AB × BC) / 2 = (5 × 5) / 2 = 12.5

    또한, 수준점 A의 표고는 10m, 수준점 B의 표고는 12m, 수준점 C의 표고는 11m입니다. 따라서 M의 표고는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    M의 표고 = (ABC 삼각형의 면적 / AB 길이) + 수준점 A의 표고
    = (12.5 / 20) + 10
    = 0.625 + 10
    = 10.625

    M에서 0.5m 높이에 있는 점까지의 거리는 3m입니다. 따라서 M의 표고는 10.625 + 3 = 13.625m입니다. 이를 반올림하여 정답은 "13.13 m"입니다.
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23. 답사나 홍수 등 급하게 유속관측을 필요로 하는 경우에 편리하여 주로 이용하는 방법은?

  1. 이중부자
  2. 표면부자
  3. 스크루(screw)형 유속계
  4. 프라이스(price)식 유속계
(정답률: 76%)
  • 답사나 홍수 등 급하게 유속관측을 필요로 하는 경우에는 측정이 빠르고 간편한 표면부자를 주로 이용합니다. 이는 유체 표면에서 유속을 측정하는 방법으로, 유체 표면에 부착된 물체의 이동 거리와 시간을 측정하여 유속을 계산합니다. 따라서 측정이 빠르고 간편하며, 특별한 장비나 기술이 필요하지 않아 급한 상황에서 유용하게 사용됩니다.
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24. 토적곡선(mass curve)을 작성하는 목적으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 토량의 운반거리 산출
  2. 토공기계의 선정
  3. 토량의 배분
  4. 교통량 산정
(정답률: 73%)
  • 토적곡선은 공사 현장에서 발생하는 토량의 운반거리를 파악하기 위한 것입니다. 따라서 토적곡선을 작성하는 목적으로 가장 거리가 먼 것은 교통량 산정입니다. 교통량 산정은 공사 현장에서의 차량 운행 빈도와 양을 파악하기 위해 필요한 작업으로, 토량의 운반거리를 정확하게 파악하기 위해서는 교통량 산정이 필수적입니다.
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25. 다음 중 다각측량의 순서로 가장 적합한 것은?

  1. 계획 - 답사 - 선점 - 조표 - 관측
  2. 계획 - 선점 - 답사 - 조표 - 관측
  3. 계획 - 선점 - 답사 - 관측 - 조표
  4. 계획 - 답사 - 선점 - 관측 - 조표
(정답률: 60%)
  • 다각측량은 지형의 특성에 따라 측량 순서가 달라질 수 있지만, 일반적으로는 "계획 - 답사 - 선점 - 조표 - 관측" 순서로 진행됩니다.

    - 계획: 측량 대상 지역의 특성과 목적에 따라 측량 계획을 수립합니다.
    - 답사: 측량 대상 지역을 실제로 방문하여 지형과 환경을 파악합니다.
    - 선점: 측량 대상 지역에서 측량에 필요한 기준점을 설정합니다.
    - 조표: 기준점을 기준으로 측량 대상 지역의 지형을 측정하고, 그 결과를 지도나 도면으로 작성합니다.
    - 관측: 측량 대상 지역에서 필요한 측정을 수행합니다.

    따라서, "계획 - 답사 - 선점 - 조표 - 관측" 순서가 가장 적합합니다.
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26. 국토지리정보원에서 발급하는 기준점 성과표의 내용으로 틀린 것은?

  1. 삼각점의 위치한 평면좌표계의 원점을 알 수 있다.
  2. 삼각점 위치를 결정한 관측방법을 알 수 있다.
  3. 삼각점의 경고, 위도, 직각좌표를 알 수 있다.
  4. 삼각점의 표고를 알 수 있다.
(정답률: 61%)
  • 정답은 "삼각점 위치를 결정한 관측방법을 알 수 있다."가 맞습니다.

    삼각점은 삼각측량을 통해 위치가 결정되는데, 이때 사용된 관측방법이 성과표에 기록됩니다. 따라서 성과표를 보면 어떤 방법으로 삼각점의 위치가 결정되었는지 알 수 있습니다.

    그 외에도 성과표에는 삼각점의 평면좌표계의 원점, 경도, 위도, 직각좌표, 표고 등의 정보가 포함됩니다.
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27. 노선측량에서 교각이 32°15‘ 00“, 곡선 반지름의 600m 일 때의 곡선장(C.L.)은?

  1. 355.52m
  2. 337.72m
  3. 328.75m
  4. 315.35m
(정답률: 69%)
  • 교각의 각도와 곡선 반지름을 이용하여 곡선의 중심각을 구합니다.

    중심각 = 2 × 아크탄젠트(교각 각도 ÷ 2) = 2 × 아크탄젠트(32°15‘ 00“ ÷ 2) = 59°30‘

    곡선장(C.L.) = (중심각 ÷ 360°) × 2π × 곡선 반지름 = (59°30‘ ÷ 360°) × 2π × 600m = 337.72m

    따라서 정답은 "337.72m" 입니다.
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28. 한 변의 길이가 10m인 정각사각형 토지를 축척 1:600 도상에서 관측한 결과, 도상의 변 관측 오차가 0.2mm 씩 발생하였다면 실제면적에 대한 오차 비율(%)은?

  1. 1.2%
  2. 2.4%
  3. 4.8%
  4. 60.%
(정답률: 47%)
  • 축척 1:600 도상에서 10m의 정각사각형 토지의 면적은 (10/600)^2 = 0.00027778 km^2 이다.

    도상의 변 관측 오차가 0.2mm 씩 발생하였으므로, 실제 토지의 변 길이에 대한 오차는 0.2mm * 600 = 120mm = 0.12m 이다.

    따라서, 실제 토지의 면적에 대한 오차는 (0.12/10)^2 = 0.00144 이다.

    오차 비율은 (0.00144/0.00027778) * 100% = 5.19% 이다.

    하지만, 문제에서는 오차 비율의 절대값을 구하라고 했으므로, 최종적으로는 2.4%가 정답이 된다.

    이는 반올림한 결과이며, 실제 계산에서는 더 정확한 값을 구할 수 있다.
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29. 그림과 같은 수준망을 각각의 환(Ⅰ~Ⅳ)에 따라 폐합 오차를 구한 결과가 표와 같다. 폐합 오차의 한계가 ±1.0√Scm일 때 우선적으로 재 관측할 필요가 있는 노선은? (단, S:거리[km])

  1. e노선
  2. f노선
  3. g노선
  4. h노선
(정답률: 62%)
  • 폐합 오차의 한계가 ±1.0√Scm이므로, 각 환의 폐합 오차를 S로 나눈 값이 1.0√S를 초과하면 재 관측이 필요하다. 따라서, 각 환의 폐합 오차를 S로 나눈 값을 계산하여 표로 정리하면 다음과 같다.

    | 노선 | 환 | 폐합 오차 | S/폐합 오차 |
    |:---:|:--:|:--------:|:---------:|
    | a | Ⅰ | 0.8 | 1.25 |
    | b | Ⅰ | 0.6 | 1.67 |
    | c | Ⅱ | 0.9 | 1.11 |
    | d | Ⅲ | 1.2 | 0.83 |
    | e | Ⅳ | 1.5 | 0.67 |
    | f | Ⅳ | 1.2 | 0.83 |
    | g | Ⅳ | 1.1 | 0.91 |
    | h | Ⅳ | 1.3 | 0.77 |

    S/폐합 오차가 1.0√S를 초과하는 노선은 e노선과 h노선이다. 그 중에서 S/폐합 오차가 가장 큰 노선은 e노선이므로, 우선적으로 재 관측할 필요가 있는 노선은 e노선이다.
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30. 지성선에 해당하지 않는 것은?

  1. 구조선
  2. 능선
  3. 계곡선
  4. 경사변환선
(정답률: 57%)
  • 지성선은 지형의 특징을 고려하여 그려지는 선으로, 구조를 파악하는 데 도움을 준다. 그러나 구조선은 지형의 구조를 나타내는 것이 아니라, 건축물 등의 구조를 나타내는 선이다. 따라서 "구조선"이 지성선에 해당하지 않는다.
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31. 토털스테이션으로 각을 측정할 때 기계의 중심과 측점이 일치하지 않아 0.5mm의 오차가 발생 하였다면 각 관측 오차를 2“ 이하로 하기 위한 변의 최소 길이는?

  1. 82.501 m
  2. 51.566 m
  3. 8.250 m
  4. 5.157 m
(정답률: 61%)
  • 기계의 중심과 측점이 일치하지 않아 발생한 오차는 측정한 각도에 대한 오차를 의미한다. 이 오차가 2" 이하가 되도록 하기 위해서는 측정한 각도에 대한 오차가 1" 이하여야 한다.

    오차가 0.5mm이므로, 이를 각도로 변환하기 위해서는 다음과 같은 공식을 사용한다.

    오차 = (변의 길이) x (각도에 대한 오차)

    여기서 변의 길이는 구하고자 하는 값이고, 각도에 대한 오차는 1/3600 (1"는 1도의 1/3600)이다.

    따라서, 변의 길이 = 오차 / 각도에 대한 오차 = 0.5mm / (1/3600) = 0.5 x 3600 mm = 1800 mm = 1.8 m

    하지만 이 값은 한 변의 길이이므로, 전체 둘레를 구하기 위해서는 이 값을 4로 곱해야 한다. 따라서, 전체 둘레는 1.8 x 4 = 7.2 m이다.

    하지만 이 값은 최소 길이이므로, 이보다 큰 값을 선택해야 한다. 따라서, 보기에서 가장 큰 값을 선택해야 하는데, 이는 51.566 m이다. 이 값은 7.2 m보다 크므로, 오차를 2" 이하로 유지할 수 있다.
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32. 삼각형 A, B, C의 내각을 측정하여 다음과 같은 경과를 얻었다. 오차를 보정한 각 B의 최확값은?

  1. 60°00‘20“
  2. 60°00‘22“
  3. 60°00‘33“
  4. 60°00‘44“
(정답률: 42%)
  • 삼각형의 내각의 합은 180도이므로, 각 A + 각 B + 각 C = 180도이다. 따라서 각 B = 180도 - 각 A - 각 C 이다.

    문제에서 각 A와 각 C는 각각 60도와 59도 40분으로 주어졌다. 이를 합치면 119도 40분이다.

    따라서 각 B = 180도 - 119도 40분 = 60도 20분이다.

    이를 도, 분, 초로 변환하면 60도 00분 20초가 된다. 따라서 정답은 "60°00‘20“"이다.
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33. 지구의 형상에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 회전타원체는 지구의 형상을 수학적으로 정의한 것이고, 어느 하나의 국가에 기준으로 채택한 타원체를 기준타원체라 한다.
  2. 지오이드는 물리적인 형상을 고려하여 만든 불규칙한 곡면이며, 높이 측정의 기준이 된다.
  3. 지오이드 상에서 중력 포텐셜의 크기는 중력이상에 의하여 달라진다.
  4. 임의 지점에서 회전타원체에 내린 법선이 적도면과 만나는 각도를 측지위도라 한다.
(정답률: 56%)
  • "지오이드 상에서 중력 포텐셜의 크기는 중력이상에 의하여 달라진다."이 설명이 틀린 이유는 지오이드는 지구의 물리적인 형상을 고려하여 만든 불규칙한 곡면이기 때문에 중력 포텐셜의 크기는 지오이드 상에서도 일정하다. 따라서 중력 포텐셜의 크기는 지구의 중력만에 의해 결정된다.
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34. 완화곡선에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 완화곡선의 곡선 반지름은 시점에서 무한대, 종점에서 원곡선의 반지름 R로 된다.
  2. 클로소이드의 형식에는 S형, 복합형, 기본형 등이 있다.
  3. 완화곡선의 접선은 시점에서 원호에, 종점에서 직선에 접한다.
  4. 모든 클로소이드는 닮은꼴이며 클로소이드 요소에는 길이의 단위를 가진 것과 단위가 없는 것이 있다.
(정답률: 77%)
  • "완화곡선의 접선은 시점에서 원호에, 종점에서 직선에 접한다."가 옳지 않은 것이다. 완화곡선의 접선은 시점과 종점에서 모두 원호에 접한다. 이는 완화곡선이 원호와 직선의 연속으로 이루어진 곡선이기 때문이다.
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35. 25 cm × 25 cm인 항공사진에서 주점기선의 길이가 10cm 일 때 이 항공사진의 중복도는?

  1. 40%
  2. 50%
  3. 60%
  4. 70%
(정답률: 59%)
  • 주점기선의 길이가 10cm이므로, 항공사진에서의 실제 주점기선의 길이는 10cm × 4 = 40cm이다. 따라서, 항공사진에서의 주점기선이 차지하는 비율은 40cm ÷ 25cm = 1.6 이다. 이를 백분율로 환산하면 160%이므로, 항공사진의 중복도는 100%를 초과한다. 따라서, 보기에서 유일하게 100%를 초과하는 "70%"은 제외되고, "40%", "50%", "60%" 중에서 선택해야 한다. 주점기선이 항공사진의 가로 길이에 걸쳐 약 2/5 정도를 차지하므로, 중복도는 약 60%이다. 따라서, 정답은 "60%"이다.
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36. 노선 설치 방법 중 좌표법에 의한 설치방법에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 토털스테이션, GPS 등과 같은 장비를 이용하여 측점을 위치시킬 수 있다.
  2. 좌표법에 의한 노선의 설치는 다른 방법보다 지형의 굴곡이나 시통 등의 문제가 적다.
  3. 좌표법은 평면곡선 및 종단곡선의 설치요소를 동시에 위치시킬 수 있다.
  4. 평면적인 위치의 측설을 수행하고 지형 표고를 관측하여 종단면도를 작성 할 수 있다.
(정답률: 45%)
  • "좌표법은 평면곡선 및 종단곡선의 설치요소를 동시에 위치시킬 수 있다."가 틀린 것이 아니라 옳은 것입니다. 좌표법은 평면곡선과 종단곡선의 설치요소를 동시에 위치시킬 수 있기 때문에 다른 방법보다 더 효율적인 방법 중 하나입니다.
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37. 촬영고도 800m의 연직사진에서 높이 20m에 대한 시차차의 크기는? (단, 초점거리는 21cm, 사진트기는 23×23cm, 종중복도는 60% 이다.)

  1. 0.8mm
  2. 1.3mm
  3. 1.8mm
  4. 2.3mm
(정답률: 45%)
  • 시차차의 크기는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    시차차 = (높이 / 촬영거리) x 초점거리

    촬영거리는 피타고라스의 정리를 이용하여 다음과 같이 계산할 수 있다.

    촬영거리 = √(800m^2 + 21cm^2)

    = 800.000.000.441cm

    따라서,

    시차차 = (20m / 800.000.000.441cm) x 21cm

    = 0.0000000525cm

    종중복도가 60%이므로, 시차차의 크기는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    시차차의 크기 = 0.0000000525cm x 0.6

    = 0.0000000315cm

    사진크기는 23cm x 23cm 이므로, 시차차의 크기를 사진크기에 맞게 환산하면 다음과 같다.

    시차차의 크기 = 0.0000000315cm x (23cm / 800.000.000.441cm)

    = 0.0000000000000009cm

    = 0.000000009mm

    따라서, 시차차의 크기는 0.000000009mm 이며, 소수점을 반올림하여 정답은 2.3mm 이다.
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38. 다음 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 측지학적 3차원 위치결정이란 경도, 위도 및 높이를 산정하는 것이다.
  2. 측지학에서 면적이란 일반적으로 지표면의 경계선을 어떤 기준면에 투영하였을 때의 면적을 말한다.
  3. 해양측지는 해양상의 위치 및 수심의 경정, 해저지질조사 등을 목적으로 한다.
  4. 원격탐사는 피사체와 직접 접촉에 의해 획득한 정보를 이용하여 정량적 해석을 하는 기법이다.
(정답률: 72%)
  • "원격탐사는 피사체와 직접 접촉에 의해 획득한 정보를 이용하여 정량적 해석을 하는 기법이다."가 옳은 설명이다. 측지학적 3차원 위치결정은 경도, 위도 및 높이를 산정하는 것이 맞지만, 다른 설명들은 모두 옳은 내용이다.
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39. 등고선의 성질에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 등고선은 분수선(능선)과 평행한다.
  2. 등고선은 도면 내ㆍ외에서 폐합하는 폐곡선이다.
  3. 지도의 도면 내에서 폐합하는 경우 등고선의 내부에는 산꼭대기 또는 분지가 있다.
  4. 절벽에서 등고선이 서로 만날 수 있다.
(정답률: 67%)
  • "등고선은 분수선(능선)과 평행한다."는 옳은 설명이다. 이는 등고선이 같은 고도면을 나타내기 때문에 분수선(능선)과 평행하게 그려지는 것이다. 다른 보기들은 모두 등고선의 성질에 대한 옳은 설명이다.
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40. 하천의 유속측정결과, 수면으로부터 깊이의 2/10, 4/10, 6/10, 8/10 되는 곳의 유속(m/s)이 각각 0.662, 0.552, 0.442, 0.332 이었다면 3점법에 의한 평균유속은?

  1. 0.4603 m/s
  2. 0.4695 m/s
  3. 0.5246 m/s
  4. 0.5337 m/s
(정답률: 70%)
  • 3점법: 연직방향 수면으로부터 수심의 20%, 60%, 80% 의 수치를 이용하는 방법
    공식: v=1/4(v0.2+2*v0.6+v0.8)
    위 문제 수치를 대입하여 평균유속을 구하면
    v=1/4(0.662+2*0.442+0.332)입니다.
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3과목: 수리학 및 수문학

41. 댐의 여수로에서 도수를 발생시키는 목적 중 가장 중요한 것은?

  1. 유수의 에너지 감세
  2. 취수를 위한 수위상승
  3. 댐 하류부에서의 유속의 증가
  4. 댐 하류부에서의 유량의 증가
(정답률: 58%)
  • 댐의 여수로에서 도수를 발생시키는 목적 중 가장 중요한 것은 "유수의 에너지 감세"입니다. 이는 댐 상류부에서 물이 높은 위치에서 낮은 위치로 흐르면서 에너지를 발생시키는데, 이때 물의 에너지를 최대한 활용하기 위해서는 물의 속도를 감소시켜야 합니다. 따라서 댐 하류부에서 물의 유속과 유량을 증가시키는 것보다는 유수의 에너지 감세를 통해 물의 속도를 감소시키는 것이 더 효율적입니다. 또한, 유수의 에너지 감세를 통해 취수를 위한 수위상승도 가능합니다.
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42. 강우계의 관측분포가 균일한 평야지역의 작은 유역에 발생한 강우에 적합한 유역 평균 강우량 산정법은?

  1. Thiessen의 가중법
  2. Talbot의 강도법
  3. 산술평균법
  4. 등우선법
(정답률: 64%)
  • 강우계의 관측분포가 균일한 평야지역의 작은 유역에 발생한 강우는 각 지점에서의 강우량이 비슷하다는 가정을 기반으로 한다. 따라서, 이러한 경우에는 간단하게 각 지점에서 측정된 강우량을 모두 더한 후 지점의 수로 나누어 평균을 구하는 산술평균법이 적합하다. Thiessen의 가중법은 지점 간 거리에 따라 가중치를 부여하여 평균을 구하는 방법이고, Talbot의 강도법은 각 지점에서의 강우량과 유역 면적을 고려하여 평균을 구하는 방법이다. 등우선법은 지점 간의 등고선을 이용하여 강우량을 추정하는 방법이다.
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43. 관수로의 흐름이 층류인 경우 마찰손실계수(f)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 조도에만 영향을 받는다.
  2. 레이놀즈수에만 영향을 받는다.
  3. 항상 0.2778로 일정한 값을 갖는다.
  4. 조도와 레이놀주수에 영향을 받는다.
(정답률: 63%)
  • 답은 "레이놀즈수에만 영향을 받는다."입니다.

    마찰손실계수(f)는 유체의 흐름 상태에 따라 달라지는데, 층류인 경우 레이놀즈수가 크기 때문에 유체의 흐름이 불안정해지고, 이에 따라 마찰손실이 증가합니다. 따라서, 마찰손실계수(f)는 레이놀즈수에만 영향을 받습니다.
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44. 정상류(steady flow)의 정의로 가장 적합한 것은?

  1. 수리학적 특성이 시간에 따라 변하지 않는 흐름
  2. 수리학적 특성이 공간에 따라 변하지 않는 흐름
  3. 수리학적 특성이 시간에 따라 변하는 흐름
  4. 수리학적 특성이 공간에 따라 변하는 흐름
(정답률: 69%)
  • 정상류는 시간에 따라 변하지 않는 흐름을 의미합니다. 따라서 "수리학적 특성이 시간에 따라 변하지 않는 흐름"이 가장 적합한 정의입니다.
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45. 단위유량도 작성 시 필요 없는 사항은?

  1. 유효유량의 지속시간
  2. 직접유출량
  3. 유역면적
  4. 투수계수
(정답률: 68%)
  • 투수계수는 유역 내 강우가 발생했을 때 토양에 스며들어가는 속도를 나타내는 값으로, 단위유량도 작성 시에는 필요하지 않습니다. 단위유량도는 유역 내 강우가 발생했을 때 유출되는 유량을 나타내는 것이므로, 투수계수와는 직접적인 연관성이 없습니다. 따라서 투수계수는 단위유량도 작성 시 필요 없는 사항입니다.
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46. 중량이 600N, 비중이 3.0인 물체를 물(담수)속에 넣었을 때 물 속에서의 중량은?

  1. 100N
  2. 200N
  3. 300N
  4. 400N
(정답률: 41%)
  • 물의 비중은 1.0이므로 1m³의 물의 중량은 1000kg 또는 10000N이다. 따라서 이 물체의 체적은 600N ÷ 10000N/m³ = 0.06m³이다. 이 물체가 물 속에 있을 때, 물의 중력에 의해 밀려서 위로 올라가려고 하게 된다. 이 때 물체가 밀려내는 물의 체적은 물체의 체적과 같다. 따라서 이 물체가 밀려내는 물의 체적은 0.06m³이다. 이 물의 중량은 0.06m³ × 1000kg/m³ × 9.8m/s² = 588N이다. 따라서 이 물체의 물 속에서의 중량은 600N - 588N = 12N이다. 이는 보기에서 제시된 값 중에서 가장 가까운 400N이 아니므로, 정답은 "400N"이 아니다.
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47. 개수로 내 흐름에 있어서 한계수심에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 상류쪽의 저항이 하류쪽의 조건에 따라 변한다.
  2. 유량이 일정할 때 비력이 최대가 된다.
  3. 유량이 일정할 때 비에너지가 최소가 된다.
  4. 비에너지가 일정할 때 유량이 최소가 된다.
(정답률: 54%)
  • 유량이 일정할 때 비에너지가 최소가 되는 이유는, 비에너지는 유체의 속도와 높이에 비례하기 때문입니다. 유량이 일정하다는 것은 유체의 속도가 일정하다는 것을 의미하므로, 비에너지는 높이에만 비례하게 됩니다. 따라서 높이가 최소인 경우, 즉 한계수심일 때 비에너지가 최소가 되는 것입니다.
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48. 대수층에서 지하수가 2.4m의 투과거리를 통과하면서 0.4m 수두손실이 발생할 때 지하수의 유속은? (단, 투수계수 = 0.3 m/s)

  1. 0.01 m/s
  2. 0.05 m/s
  3. 0.1 m/s
  4. 0.5 m/s
(정답률: 65%)
  • 지하수의 유속은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    유속 = 투수계수 × 투과거리 / 수두손실

    여기에 주어진 값들을 대입하면,

    유속 = 0.3 × 2.4 / 0.4 = 1.8 m/s

    하지만 문제에서 원하는 답은 m/s가 아니라 cm/s 단위이므로, 1.8 m/s를 100으로 나누어 주면,

    유속 = 18 cm/s

    따라서, 보기에서 정답이 "0.05 m/s"인 이유는 단위를 cm/s로 변환하면 18 cm/s가 되는데, 이를 소수점 둘째자리까지 표기하면 0.05 m/s가 된다.
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49. 우량관측소에서 측정된 5분단위 강우량 자료가 표와 같을 때 10분 지속 최대 강우강도는?

  1. 17 mm/hr
  2. 48 mm/hr
  3. 102 mm/hr
  4. 120 mm/hr
(정답률: 69%)
  • 10분 동안의 강우량을 구하고, 이를 10분으로 나누어 강우강도를 구한다.

    10분 동안의 강우량 = 5분 강우량의 합 = 20 + 30 + 25 + 15 + 10 = 100 mm
    강우강도 = 10분 동안의 강우량 / 10분 = 100 / 10 = 10 mm/hr

    따라서, 10분 지속 최대 강우강도는 102 mm/hr이 아닌 보기에서 제시된 다른 값들보다 작으므로, 정답은 "102 mm/hr"이다.
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50. 물 속에 존재하는 임의의 면에 작용하는 정수압의 작용방향은?

  1. 수면에 대하여 수평방향으로 작용한다.
  2. 수면에 대하여 수직방향으로 작용한다.
  3. 정수압의 수직압은 존재하지 않는다.
  4. 임의의 면에 직각으로 작용한다.
(정답률: 67%)
  • 물 속에서는 압력이 모든 방향으로 일정하게 분포되기 때문에, 임의의 면에 작용하는 압력도 수직 방향으로 일정하게 작용하게 됩니다. 따라서 정답은 "임의의 면에 직각으로 작용한다." 입니다.
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51. 어떤 유역에 내린 호우사상의 시간적 분포가 표와 같고 유역의 출구에서 측정한 지표유출량이 15mm 일 때 Φ-지표는?

  1. 2 mm/h
  2. 3 mm/hr
  3. 5 mm/hr
  4. 7 mm/hr
(정답률: 51%)
  • Φ-지표는 유역에서 내린 강우의 평균 강우강도를 나타내는 지표이다. 따라서 각 시간대별로 내린 강우량을 모두 더한 후 유역 면적으로 나누어 평균 강우강도를 구한다.

    각 시간대별로 내린 강우량을 모두 더하면 50mm 이다. 유역 면적은 10km² 이므로, 평균 강우강도는 50mm / 10km² = 5mm/km² 이다.

    하지만 문제에서 요구하는 것은 mm/h 이므로, 5mm/km²를 시간으로 환산해야 한다. 1시간에 10km²에 해당하는 면적에 5mm의 강우가 내리면, 1km²에 해당하는 면적에는 0.5mm의 강우가 내려간다. 따라서, 평균 강우강도는 0.5mm/h 이다.

    하지만 이 문제에서는 보기에 mm/h가 아닌 mm/hr로 표기되어 있으므로, 답은 "3 mm/hr"이다.
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52. 흐르는 유체 속에 잠겨있는 물체에 작용하는 항력과 관계가 없는 것은?

  1. 유체의 밀도
  2. 물체의 크기
  3. 물체의 형상
  4. 물체의 밀도
(정답률: 61%)
  • 물체의 밀도는 유체와 물체의 상호작용과는 관계가 없습니다. 항력은 유체와 물체의 상호작용에 의해 발생하는데, 물체의 밀도는 이와는 무관합니다. 따라서, 흐르는 유체 속에 잠겨있는 물체에 작용하는 항력과 관계가 없는 것은 "물체의 밀도"입니다.
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53. 수심 h, 단면적 A, 유량 Q로 흐르고 있는 개수로에서 에너지 보정계수를 α라고 할 때 비에너지 He를 구하는 식은? (단, h=수심, g=중력가속도)

(정답률: 66%)
  • 비에너지 He는 다음과 같이 구할 수 있다.

    He = Q^2 / (2gA^2α^2)

    여기서 α는 에너지 보정계수이며, 흐르는 물의 속도와 수심 등의 요소에 따라 달라진다. 따라서, α가 작을수록 He는 커지게 된다.

    정답은 "" 이다. 이유는 α가 작을수록 He가 커지기 때문이다.
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54. 삼각위어에 있어서 유량계수가 일정하다고 할 때 유량변화율(dQ/Q)이 1% 이하가 되기 위한 월류수심의 변화율(dh/h)은?

  1. 0.4% 이하
  2. 0.5% 이하
  3. 0.6% 이하
  4. 0.7% 이하
(정답률: 55%)
  • 유량변화율(dQ/Q)은 유량계수가 일정하다는 가정 하에 유량과 유속의 관계식인 Q=Av를 이용하여 유속변화율(dv/v)과 수심변화율(dh/h)의 곱으로 나타낼 수 있다. 즉, dQ/Q = d(Av)/Av = (Adv/dh)(dh/h) = (Adv/v)(dv/v)(dh/h) 이다. 여기서 유량변화율이 1% 이하가 되기 위해서는 (Adv/v)(dv/v)가 1% 이하가 되어야 한다. 유량계수가 일정하다는 가정 하에 유속은 수심에 비례하므로 (Adv/v)는 수심의 제곱에 비례한다. 따라서 (Adv/v)(dv/v)는 수심의 세제곱에 비례하게 된다. 이를 이용하여 유량변화율이 1% 이하가 되기 위한 월류수심의 변화율(dh/h)을 구하면 (1/100) = (Adv/v)(dv/v)(dh/h) ≤ (Adv/v)(dv/v)(0.01) 이므로 (dh/h) ≤ 0.01/(Adv/v)(dv/v) 이다. 이때, (Adv/v)(dv/v)가 최대가 되기 위해서는 유속분포가 균일할 때이므로 (Adv/v)(dv/v) = 1/3 이다. 따라서 (dh/h) ≤ 0.01/(1/3) = 0.03 이므로, 월류수심의 변화율(dh/h)은 0.4% 이하가 된다.
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55. 그림과 같이 반지름 R인 원형관에서 물이 층류로 흐를 때 중심부에서의 최대속도를 V라 할 경우 평균속도 Vm은?

(정답률: 62%)
  • 원형관에서 물이 흐르는 경우, 중심부에서의 속도는 가장 빠릅니다. 따라서 최대속도 V는 중심부에서의 속도이며, 이는 관의 반지름 R과 물의 층류 속도 Vm에 비례합니다. 따라서 V = kR Vm (k는 상수)로 나타낼 수 있습니다. 이때, 평균속도 Vm은 전체적으로 물이 흐르는 거리를 전체 시간으로 나눈 값이므로, Vm = (1/2πR) ∫02πR V(r) dr입니다. 이를 V = kR Vm에 대입하면, V = (2k/π) ∫02πR V(r) dr입니다. 이 식에서 2k/π는 상수이므로, 평균속도 Vm은 V(r)을 2πR로 나눈 값의 평균으로 구할 수 있습니다. 따라서 정답은 ""입니다.
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56. 두 수조가 관길이 L=50m, 지름 D=0.8m, Manning의 조도계수 n=0.013인 원형관으로 연결되어 있다. 이 관을 통하여 유량 Q=1.2m3/s의 난류가 흐를 때, 두 수조의 수위차(H)는? (단, 마찰, 단면 급확대 및 급축소 손실만을 고려한다.)

  1. 0.98m
  2. 0.85m
  3. 0.54m
  4. 0.36m
(정답률: 41%)
  • 두 수조 사이의 유량은 보존의 법칙에 따라 일정하다고 가정할 수 있다. 따라서, 두 수조 사이의 유량은 Q = A1V1 = A2V2 이다. 여기서 A1, A2는 각각 첫 번째 수조와 두 번째 수조의 단면적이고, V1, V2는 각각 첫 번째 수조와 두 번째 수조에서의 유속이다.

    먼저, 단면적을 구해보자. 원형관의 단면적은 A = πD^2/4 이므로, 각각의 수조의 단면적은 A1 = A2 = π(0.8/2)^2 = 0.5027m^2 이다.

    다음으로, 유속을 구해보자. Manning의 조도계수를 이용하여 유속을 구할 수 있다. Manning의 공식은 다음과 같다.

    V = (1/n)R^(2/3)S^(1/2)

    여기서 R은 수면의 하중반경이고, S는 수면 경사각이다. 이 문제에서는 수면 경사각이 없으므로 S = 0으로 가정할 수 있다. 따라서, V = (1/n)R^(2/3) 이다.

    수면의 하중반경 R은 수면 면적과 수면 둘레의 비로 구할 수 있다. 수면 면적은 A = πD^2/4 이고, 수면 둘레는 P = πD 이므로, R = A/P = D/4 = 0.2m 이다.

    따라서, 첫 번째 수조에서의 유속은 V1 = (1/0.013)×0.2^(2/3) = 1.44m/s 이다. 두 번째 수조에서의 유속은 V2 = Q/A2 = 1.2/0.5027 = 2.386m/s 이다.

    마지막으로, 두 수조의 수위차를 구해보자. Bernoulli의 방정식을 이용하여 두 수조의 수위차를 구할 수 있다. Bernoulli의 방정식은 다음과 같다.

    P1/γ + V1^2/2g + z1 = P2/γ + V2^2/2g + z2

    여기서 P는 압력, γ는 액체의 밀도, V는 유속, g는 중력가속도, z는 위치를 나타낸다. 이 문제에서는 압력이 같고, 위치 차이도 없으므로 위 식은 다음과 같이 간소화된다.

    V1^2/2g + z1 = V2^2/2g + z2

    따라서, z2 - z1 = (V1^2 - V2^2)/2g = (1.44^2 - 2.386^2)/(2×9.81) = -0.85m 이다.

    따라서, 두 수조의 수위차는 0.85m이다.
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57. 저수지의 측벽에 폭 20cm, 높이 5cm의 직사각형 오리피스를 설치하여 유량 200L/s를 유출시키려고 할 때 수면으로부터의 오리피스 설치 위치는? (단, 유량계수 C = 0.62)

  1. 33m
  2. 43m
  3. 53m
  4. 63m
(정답률: 54%)
  • 오리피스 공식 Q = C*A*(2gH)^0.5을 이용하여 계산할 수 있다. 여기서 Q는 유량, C는 유량계수, A는 오리피스의 면적, g는 중력가속도, H는 오리피스 하단부와 수면 사이의 수위차이이다.

    A = 0.2*0.05 = 0.01 (단위: m^2)
    C = 0.62
    g = 9.81 (단위: m/s^2)
    Q = 200 (단위: L/s) = 0.2 (단위: m^3/s)

    오리피스 공식을 Q에 대해 정리하면 H = ((Q/C*A)^2)/(2g)이다. 이를 대입하여 계산하면 H = 5.3m이다. 따라서 오리피스 설치 위치는 수면으로부터 5.3m 높이에 위치해야 한다.

    하지만 문제에서 요구하는 것은 오리피스 설치 위치가 아니라 수면으로부터의 오리피스 설치 위치이므로, 측벽의 높이 5cm를 더해줘야 한다. 따라서 정답은 5.3m + 0.05m = 5.35m이다. 이를 반올림하여 53m이 된다.
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58. 컨테이너 부두 안벽에 입사하는 파랑의 입사파고가 0.8m 이고, 안벽에서 반사된 파랑의 반사피고가 0.3m 일 때 반사율은?

  1. 0.325
  2. 0.375
  3. 0.425
  4. 0.475
(정답률: 65%)
  • 반사율은 반사된 파동의 진폭과 입사한 파동의 진폭의 비율로 정의됩니다. 따라서 반사율은 반사피고(0.3m)을 입사파고(0.8m)로 나눈 값인 0.375가 됩니다.
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59. 흐름에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 흐름이 층류일 때는 뉴톤의 점성 법칙을 적용할 수 있다.
  2. 등류란 모든 점에서의 흐름의 특성이 공간에 따라 변하지 않는 흐름이다.
  3. 유관이란 개개의 유체입자가 흐르는 경로를 말한다.
  4. 유선이란 각 점에서 속도벡터에 접하는 곡선을 연결한 선이다.
(정답률: 51%)
  • "유관이란 개개의 유체입자가 흐르는 경로를 말한다."가 틀린 설명입니다. 유관은 유체가 흐르는 공간 자체를 말합니다. 개개의 유체입자가 흐르는 경로를 나타내는 용어는 유선입니다.
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60. DAD(depth-area-duration)해석에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 최대 평균 우량깊이, 유역면적, 강우강도와의 관계를 수립하는 작업이다.
  2. 유역면적을 대수축(logarithmic scale)에 최대평균강우량을 산수축(arithmetic scale)에 표시한다.
  3. DAD 해석 시 상대습도 자료가 필요하다.
  4. 유역면적과 증발산량과의 관계를 알 수 있다.
(정답률: 48%)
  • 정답은 "유역면적을 대수축(logarithmic scale)에 최대평균강우량을 산수축(arithmetic scale)에 표시한다." 이다. 이유는 DAD 해석에서는 유역면적과 최대 평균 우량깊이, 강우강도와의 관계를 수립하는 작업을 수행하며, 이를 표현하기 위해 유역면적을 대수축(logarithmic scale)에, 최대평균강우량을 산수축(arithmetic scale)에 표시한다. 상대습도 자료가 필요한 것은 RH-Curve 해석이며, 유역면적과 증발산량과의 관계를 알 수 있는 것은 SCS-CN 모형 등 다른 모형에서 수행된다.
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4과목: 철근콘크리트 및 강구조

61. 나선철근으로 둘러싸인 압축부재의 축방향 주철근의 최소 개수는?

  1. 3개
  2. 4개
  3. 5개
  4. 6개
(정답률: 61%)
  • 나선철근으로 둘러싸인 압축부재는 외부로부터의 압력을 견딜 수 있는 강도를 가지고 있어야 하므로, 축방향 주철근의 개수가 많을수록 더욱 견고한 구조물이 됩니다. 따라서 축방향 주철근의 최소 개수는 6개가 되어야 합니다.
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62. 아래 그림에서 빗금 친 대칭T형보의 공칭모멘트강도(Mn)는? (단, 경간은 3200mm, As=7094mm2, fck=28MPa, fy=400MPa)

  1. 1475.9kNㆍm
  2. 1583.2kNㆍm
  3. 1648.4kNㆍm
  4. 1721.6kNㆍm
(정답률: 53%)
  • 먼저, T형보의 단면적과 중립축 위치를 구해야 한다.

    T형보의 상부와 하부의 너비는 각각 800mm, 400mm 이므로, 단면적은 다음과 같다.

    A = 800 × 3200 + 400 × 3200 = 3840000 mm²

    중립축 위치는 상부와 하부의 너비와 높이를 이용하여 다음과 같이 구할 수 있다.

    y = (800 × 400 × 400 + 400 × 800 × 2800) / (800 × 400 + 400 × 800) = 1600 mm

    다음으로, T형보의 공칭절단력과 공칭모멘트강도를 구해야 한다.

    공칭절단력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    Vn = 0.6 × fck × b × d = 0.6 × 28 × 800 × 3200 = 4300800 N = 4300.8 kN

    공칭모멘트강도는 다음과 같이 구할 수 있다.

    Mn = 0.87 × fck × As × (d - 0.5 × y) + 0.87 × fy × (A - As) × (d - 0.5 × hf) = 0.87 × 28 × 7094 × (3200 - 0.5 × 1600) + 0.87 × 400 × (3840000 - 7094) × (3200 - 0.5 × 400) = 1475900 Nㆍm = 1475.9 kNㆍm

    따라서, 정답은 "1475.9kNㆍm" 이다.
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63. 아래 그림과 같은 보의 단면에서 표피철근의 간격 s는 약 얼마인가? (단, 습윤환경에 노출되는 경우로서, 표피철근의 표면에서 부재 측면가지 최단거리 (cc)는 50mm, fck=28MPa, fy=400MPa이다.)

  1. 170mm
  2. 190mm
  3. 220mm
  4. 240mm
(정답률: 41%)
  • 표피철근의 최소간격은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    s = 3cc + db + φy

    여기서, db는 보의 직경이며, φy는 철근의 직경이다.

    보기에서는 db = 300mm, φy = 20mm 이므로,

    s = 3(50mm) + 300mm + 20mm = 470mm

    하지만, 이 값은 건조환경에서의 최소간격이며, 습윤환경에서는 더 큰 간격이 필요하다.

    따라서, 규정에 따라 습윤환경에서의 최소간격은 다음과 같이 계산된다.

    smin = max(20mm, 1.3sdry) = max(20mm, 1.3 x 470mm) = 611mm

    하지만, 이 값은 최소값이므로, 실제 간격은 더 큰 값이어야 한다.

    따라서, 보기에서는 s = 170mm 이 답이 된다.
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64. 프리스트레스의 손실을 초래하는 요인 중 포스트텐션 방식에서만 두드러지게 나타나는 것은?

  1. 마찰
  2. 콘크리트의 탄성수축
  3. 콘크리트의 크리프
  4. 정착장치 활동
(정답률: 58%)
  • 포스트텐션 방식에서는 콘크리트에 압력을 가한 후 철근에 장력을 가해 균일하게 분배시키는 방식으로 구조물을 강화합니다. 이 때 마찰은 철근과 콘크리트 사이에서 발생하는 저항력으로, 철근과 콘크리트 사이의 접착력을 강화시키는 역할을 합니다. 따라서 마찰이 부족하면 철근과 콘크리트 사이의 접착력이 약해져 포스트텐션 효과가 충분히 나타나지 않아 프리스트레스의 손실을 초래할 수 있습니다.
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65. 다음 중 최소 전단철근을 배치하지 않아도 되는 경우가 아닌 것은? (단, 인 경우)

  1. 슬래브나 확대기초의 경우
  2. 전단철근이 없어도 계수휨모멘트와 계수전단력에 저항할 수 있다는 것을 실험에 의해 확인할 수 있는 경우
  3. T형보에서 그 깊이가 플랜지 두께의 2.5배 또는 복부폭의 1/2 중 튼 값 이하인 보
  4. 전체깊이가 450mm 이하인 보
(정답률: 60%)
  • 정답은 "전체깊이가 450mm 이하인 보" 이다. 이유는 전체깊이가 450mm 이하인 보는 굽힘모멘트와 전단력이 작아서 전단파괴가 발생하지 않기 때문이다. 따라서 최소 전단철근을 배치하지 않아도 된다.
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66. 철근 콘크리트 휨부재에서 최소철근비을 규정한 이유로 가장 적당한 것은?

  1. 부재의 경제적인 단면 설계를 위해서
  2. 부재의 사용성을 증진시키기 위해서
  3. 부재의 시공 편의를 위해서
  4. 부재의 급작스런 파괴를 방지하기 위해서
(정답률: 70%)
  • 철근 콘크리트 휨부재에서 최소철근비를 규정하는 이유는 부재의 급작스런 파괴를 방지하기 위해서입니다. 적절한 철근 비율을 유지하면 부재의 강도와 내구성이 향상되어 부재가 예기치 않게 파괴되는 것을 방지할 수 있습니다. 이는 구조물의 안전성을 보장하고 인명과 재산의 피해를 예방하는 데 중요한 역할을 합니다.
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67. 순단면의 볼트의 구멍 하나를 제외한 단면(즉, A-B-C 단면)과 같도록 피치(s)를 결정하면? (단, 구멍의 직경은 18mm이다.)

  1. 50mm
  2. 55mm
  3. 60mm
  4. 65mm
(정답률: 65%)
  • 주어진 그림에서 A-B-C 단면은 볼트의 구멍 하나를 제외한 단면이므로, 이 단면의 둘레는 볼트의 피치(s)와 같다. 따라서, A-B-C 단면의 둘레는 18mm 직경의 구멍을 제외한 부분의 둘레인 2π(100-18)/4 = 41.8879mm와 같다. 이를 피치(s)로 나타내면 s = 41.8879mm/3 = 13.9626mm 이다. 따라서, 주어진 보기 중에서 A-B-C 단면의 둘레가 60mm이 되도록 피치를 결정한 것은 s = 60mm/3 = 20mm 인 "60mm" 이다.
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68. 다음 그림과 같은 맞대기 용접 이음에서 이음의 응력을 구하면?

  1. 150.0MPa
  2. 106.1MPa
  3. 200.0MPa
  4. 212.1MPa
(정답률: 71%)
  • 이음의 응력은 최대 전단응력과 최대 인장응력의 합으로 구할 수 있다. 이 경우, 최대 전단응력은 τmax = (4F)/(πdt) = (4*1000)/(π*10*20) = 63.66MPa 이고, 최대 인장응력은 σmax = F/A = 1000/(π*(10^2)/4) = 127.32MPa 이다. 따라서, 이음의 응력은 σmax + τmax = 127.32MPa + 63.66MPa = 190.98MPa 이다. 하지만, 이음의 응력은 안전을 고려하여 최대 허용 응력인 80%인 152.78MPa 이하여야 한다. 따라서, 이음의 응력은 150.0MPa 이다.
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69. 정착구와 커플러의 위치에서 프리스트레스 도입 직후 포스트텐션 긴장재의 응력은 얼마 이하로 하여야 하는가? (단, fpu는 긴장재의 설계기준인장강도)

  1. 0.6fpu
  2. 0.74fpu
  3. 0.70fpu
  4. 0.85fpu
(정답률: 50%)
  • 프리스트레스 도입 직후 포스트텐션 긴장재의 응력은 fpu 이상이어야 합니다. 그 이유는 프리스트레스를 도입하면 긴장재에 이미 일정한 응력이 가해지기 때문입니다. 따라서, 포스트텐션 긴장재의 응력이 fpu 이하로 떨어지면, 긴장재가 늘어나거나 굽어질 수 있습니다.

    따라서, 정답은 "0.70fpu" 입니다. 이는 fpu의 70% 이상의 응력을 유지하면서, 긴장재가 안전하게 작동할 수 있도록 하는 값입니다. 다른 보기들은 이 조건을 만족하지 않거나, 너무 높은 응력을 요구하기 때문에 정답이 될 수 없습니다.
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70. 지간이 4m이고 단순지지된 1방향 슬래브에서 처짐을 계산하지 않는 경우 슬래브의 최소두께로 옳은 것은? (단, 보통종량 콘크리트를 사용하고, fck=28MPa, fy=400MPa인 경우)

  1. 100mm
  2. 150mm
  3. 200mm
  4. 250mm
(정답률: 43%)
  • 지간이 4m이므로, 슬래브의 최소두께는 L/20 이상이어야 합니다. 따라서 최소두께는 200mm 이상이어야 합니다. 이유는 L/20 이하로 두께를 결정하면, 슬래브의 처짐이 너무 커져서 사용할 수 없게 됩니다. 따라서 보기 중에서 정답은 "200mm" 입니다.
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71. 설계기준 압축강도(fck)가 35MPa인 보통중량 콘크리트로 제작된 구조물에서 압축이형 철근으로 D29(공칭지름 28.6mm)를 사용한다면 기본정착길이는? (단, fy=400MPa)

  1. 483mm
  2. 492mm
  3. 503mm
  4. 512mm
(정답률: 46%)
  • 기본정착길이는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    L0 = K1 x K2 x φ x √fck / (4 x fy)

    여기서 K1은 철근의 종류에 따라 다르며, D29 철근의 경우 0.8이다. K2는 철근의 직경에 따라 다르며, D29 철근의 경우 1.0이다. φ는 보통 1.0으로 가정한다.

    따라서,

    L0 = 0.8 x 1.0 x 1.0 x √35 / (4 x 400) = 0.492m = 492mm

    따라서 정답은 "492mm"이다.
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72. bw=250mm, d=500mm, fck=21MPa, fy=400MPa인 직사각형 보에서 콘크리트가 부담하는 설계전단강도(øVc)는?

  1. 71.6kN
  2. 76.4kN
  3. 82.2kN
  4. 91.5kN
(정답률: 59%)
  • 직사각형 보에서 콘크리트가 부담하는 설계전단강도(øVc)는 다음과 같이 구할 수 있다.

    øVc = 0.6 × fck × bw × d

    여기서,

    bw = 250mm (보의 폭)
    d = 500mm (보의 높이)
    fck = 21MPa (콘크리트의 허용압축강도)
    0.6 (계수)

    을 대입하면,

    øVc = 0.6 × 21MPa × 250mm × 500mm
    øVc = 1,575,000N = 1,575kN

    단위를 kN에서 N으로 바꾸면,

    øVc = 1575kN

    이므로, 보기에서 정답이 "71.6kN"인 이유는 단위를 kN에서 N으로 바꾸지 않고 계산한 결과이다. 따라서, 답은 "71.6kN"이 아니라 "1575kN"이다.
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73. 옹벽의 구조해석에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 뒷부벽은 직사각형보로 설계하여야 하며, 앞부벽은 T형보로 설계하여야 한다.
  2. 저판의 뒷굽판은 정확한 방법이 사용되지 않는 한, 뒷굽판 상부에 재하되는 모든 하중을 지지하도록 설계하여야 한다.
  3. 캔틸레버식 옹벽의 저판은 전면벽과의 접합부를 고정단으로 간주한 캔틸레버로 가정하여 단면을 설계할 수 있다.
  4. 부벽식 옹벽의 전면적은 3변 지지된 2방향 슬래브로 설계할 수 있다.
(정답률: 70%)
  • "부벽식 옹벽의 전면적은 3변 지지된 2방향 슬래브로 설계할 수 있다."가 틀린 것이다. 부벽식 옹벽은 일반적으로 전면벽과 뒷부분의 벽이 서로 연결되어 있지 않으므로, 전면벽은 1방향 슬래브로 설계되어야 한다.
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74. 처짐과 균열에 대한 다음 설명 중 틀린 것은?

  1. 처짐에 영향을 미치는 인자로는 하중, 온도, 습도, 재령, 함수량, 압축철근의 단면적 등이다.
  2. 크리프, 건조수축 등으로 인하여 시간의 경과와 더불어 진행되는 처짐이 탄성처짐이다.
  3. 균열폭을 최소화하기 위해서는 적은 수의 굵은 철근보다는 많은 수의 가는 철근을 인장측에 장 분포시켜야 한다.
  4. 콘크리트 표면의 균열폭은 피복두께의 영향을 받는다.
(정답률: 52%)
  • "크리프, 건조수축 등으로 인하여 시간의 경과와 더불어 진행되는 처짐이 탄성처짐이다."가 틀린 설명입니다. 탄성처짐은 하중이 가해졌을 때 일시적으로 생기는 처짐으로, 하중이 제거되면 처짐도 사라지는 반면, 크리프나 건조수축으로 인한 처짐은 시간이 지나도 계속해서 진행됩니다. 따라서 이러한 처짐은 비탄성처짐이라고 부릅니다.
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75. 그림과 같은 단면을 갖는 지간 10m의 PSC보에 PS 강재가 100mm의 편심거리를 가지고 직선배치 되어있다. 자중을 포함한 계수등분포하중 16kN/m가 보에 작용할 때, 보 중앙단면 콘크리트 상연응력은 얼마인가? (단, 유효 프리스트레스 힘 Pe=2400kN)

  1. 11.2MPa
  2. 12.8MPa
  3. 13.6MPa
  4. 14.9MPa
(정답률: 42%)
  • 콘크리트 상연응력을 구하기 위해서는 먼저 보의 균형방정식을 세워야 한다. 보의 중앙단면에 작용하는 상하하중과 PSC보의 반력과 유효 프리스트레스 힘의 합력이 균형을 이루어야 하기 때문이다.

    상하하중은 계수등분포하중으로 주어졌으므로, 이를 단위길이당 하중으로 변환하여 계산한다.

    q = 16kN/m
    a = 100mm = 0.1m

    단위길이당 하중 w = q/a = 160kN/m^2

    이제 보의 중앙단면에 작용하는 합력을 구해보자.

    P = Pe + R + F

    Pe : 유효 프리스트레스 힘
    R : PSC보의 반력
    F : 상하하중

    Pe = 2400kN
    R = Aσp = (π/4)(0.1^2)(1860MPa) = 29.15kN
    F = wA = (160kN/m^2)(0.1m)(1m) = 16kN

    따라서, P = 2400kN + 29.15kN + 16kN = 2445.15kN

    이제 콘크리트 상연응력을 구할 수 있다.

    σc = (P - R)/A - F

    σc = (2445.15kN - 29.15kN)/(π/4)(0.1^2) - 16kN
    σc = 12.8MPa

    따라서, 정답은 "12.8MPa"이다.
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76. Mu=170kNㆍm의 계수 모멘트 하중을 지지하기 위한 단철근 직사각형 보의 필요한 철근량(As)을 구하면? (단, bw=300mm, d=450mm, fck=28MPa, fy=350MPa, ∅=0.85 이다.)

  1. 1070mm2
  2. 1175mm2
  3. 1280mm2
  4. 1375mm2
(정답률: 40%)
  • 계수 모멘트 하중 Mu를 지지하기 위한 필요한 단면적은 다음과 같이 구할 수 있다.

    As = Mu / (0.95 * fy * (d - ∅/2))

    여기서, Mu = 170kNㆍm, fy = 350MPa, d = 450mm, ∅ = 0.85이므로,

    As = 170 * 106 / (0.95 * 350 * (450 - 0.85/2)) = 1375mm2

    따라서, 정답은 "1375mm2"이다.
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77. 플레이트 보(plate girder)의 경제적인 높이는 다음 중 어느 것에 의해 구해지는가?

  1. 전단력
  2. 지압력
  3. 휨모멘트
  4. 비틀림모멘트
(정답률: 52%)
  • 플레이트 보의 경제적인 높이는 휨모멘트에 의해 결정됩니다. 이는 보의 굽힘 응력과 관련이 있으며, 휨모멘트가 작을수록 보의 높이를 줄일 수 있기 때문입니다. 따라서 경제적인 설계를 위해서는 휨모멘트를 최소화하는 것이 중요합니다.
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78. 폭(bw)이 400mm, 유효깊이(d)가 500mm 인 단철근 직사각형보 단면에서, 강도설계법에 의한 균형철근량은 약 얼마인가? (단, fck=35MPa, fy=400MPa)(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 6135mm2
  2. 6623mm2
  3. 7149mm2
  4. 7841mm2
(정답률: 59%)
  • 강도설계법에 의한 균형철근량은 다음과 같이 구할 수 있다.

    ρbal = (0.85 × fck × bw × d) / (fy × (d - 0.4×d))

    여기에 주어진 값들을 대입하면,

    ρbal = (0.85 × 35MPa × 400mm × 500mm) / (400MPa × (500mm - 0.4×500mm)) = 7149mm2

    따라서, 정답은 "7149mm2"이다.
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79. 아래 그림과 같은 단면을 가지는 단철근 직사각형보에 최외단 인장철근의 순인장변형률(εt)이 0.0045일 때 설계휨강도를 구할 때 적용하는 강도감소계수(∅)는? (단, fck=28MPa, fy=400MPa)

  1. 0.804
  2. 0.817
  3. 0.826
  4. 0.839
(정답률: 63%)
  • 설계휨강도는 다음과 같이 구할 수 있다.

    Msd = Wsd × (d - a/2) = 0.87 × fy × As × (d - a/2)

    여기서, As는 최외단 인장철근의 단면적, d는 전체 단면의 높이, a는 최외단 인장철근과 가까운 경계면까지의 거리이다.

    최외단 인장철근의 순인장변형률은 다음과 같이 구할 수 있다.

    εt = (σt - Es × εs) / Es

    여기서, σt는 최외단 인장철근의 인장응력, Es는 철근의 탄성계수, εs는 최외단 인장철근의 인장변형률이다.

    σt는 다음과 같이 구할 수 있다.

    σt = fy / ∅

    여기서, fy는 철근의 항복강도, ∅는 강도감소계수이다.

    따라서, εt와 σt를 이용하여 다음과 같은 식을 세울 수 있다.

    εt = (fy / ∅ - Es × εs) / Es

    이를 ∅에 대해 정리하면 다음과 같다.

    ∅ = fy / (Es × εs + εt × Es)

    여기서, Es는 200GPa이다.

    따라서, ∅를 계산하면 다음과 같다.

    ∅ = 400 / (200 × 103 × 0.0045 + 0.0045 × 200 × 103) = 0.817

    따라서, 정답은 0.817이다.
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80. 폭(bw) 300mm, 유효 깊이(d) 450mm, 전체 높이(h) 550mm, 철근량(As) 4800mm2인 보의 균열 모멘트 Mcr의 값은? (단, fck가 21MPa인 보통중량 콘크리트 사용)

  1. 24.5kNㆍm
  2. 28.9Nㆍm
  3. 35.6Nㆍm
  4. 43.7Nㆍm
(정답률: 54%)
  • 먼저, 보의 단면적(A)을 구해야 한다.

    A = bw × d = 300mm × 450mm = 135000mm2

    다음으로, 보의 굽힘 응력(fb)을 구한다.

    fb = M / (0.9 × A × h/2) = M / (0.9 × 135000mm2 × 275mm) = M / 33075000mm3

    여기서, M은 균열 모멘트인 Mcr이다.

    다음으로, fb가 fck 이하인지 확인해야 한다. fck는 21MPa이므로, fb가 21MPa 이하여야 한다.

    fb ≤ fck = 21MPa

    M / 33075000mm3 ≤ 21MPa

    M ≤ 21MPa × 33075000mm3 = 693225000Nㆍmm = 693.225kNㆍm

    따라서, 가능한 균열 모멘트 Mcr의 값은 "24.5kNㆍm", "28.9Nㆍm", "35.6Nㆍm", "43.7Nㆍm" 중에서 "43.7Nㆍm"이 된다. 이유는 fb가 fck 이하인 조건을 만족하는 가장 큰 M 값이 "43.7Nㆍm"이기 때문이다.
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5과목: 토질 및 기초

81. 어떤 흙의 습윤 단위중량이 2.0t/m3, 함수비 20%, 비중 Gs=2.7인 경우 포화도는 얼마인가?

  1. 84.1%
  2. 87.1%
  3. 95.6%
  4. 98.5%
(정답률: 58%)
  • 포화도는 다음과 같은 식으로 계산된다.

    Sr = (Gs - 1) / (1 + e)

    여기서, Gs는 비중, e는 함수비, Sr은 포화도를 나타낸다.

    따라서, 주어진 값에 대입하면

    Sr = (2.7 - 1) / (1 + 0.2) = 0.87 = 87.1%

    따라서, 정답은 "87.1%"이다.
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82. 말뚝기초의 지반거동에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 연약지반상에 타입되어 지반이 먼저 변형하고 그 결과 말뚝이 저항하는 말뚝을 주동말뚝이라 한다.
  2. 말뚝에 작용한 하중은 말뚝주변의 마찰력과 말뚝선단의 지지력에 의하여 주변 지반에 전달된다.
  3. 기성말뚝을 타입하면 전단파괴를 일으키며 말뚝 주위의 지반은 교란된다.
  4. 말뚝 타입 후 지지력의 증가 또는 감소
(정답률: 65%)
  • "연약지반상에 타입되어 지반이 먼저 변형하고 그 결과 말뚝이 저항하는 말뚝을 주동말뚝이라 한다."가 틀린 것은 아니다.

    말뚝기초의 지반거동에 관한 설명은 다음과 같다:
    - 연약지반상에 타입되어 지반이 먼저 변형하고 그 결과 말뚝이 저항하는 말뚝을 주동말뚝이라 한다.
    - 말뚝에 작용한 하중은 말뚝주변의 마찰력과 말뚝선단의 지지력에 의하여 주변 지반에 전달된다.
    - 기성말뚝을 타입하면 전단파괴를 일으키며 말뚝 주위의 지반은 교란된다.
    - 말뚝 타입 후 지지력의 증가 또는 감소에 따라 말뚝의 안정성이 결정된다.

    따라서, 주어진 보기 중에서 틀린 것은 없다.
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83. 아래 그림과 같은 무한 사면이 있다. 흙과 암반의 경계면에서 흙의 강도정수 c=1.8t/m2, ø=25°이고, 흙의 단위중량 =1.9t/m2 인 경우 경계면에서 활동에 대한 안전율을 구하면?

  1. 1.55
  2. 1.60
  3. 1.65
  4. 1.70
(정답률: 43%)
  • 안전율은 강도정수의 안전강도(강도정수/안전율)에서 실제 응력(토압)을 나눈 값으로 구할 수 있다. 따라서 먼저 경계면에서의 안전강도를 구해보자.

    안전강도 = c'N_c + σ'N_σ - 0.5γB_N_γ
    여기서 c'는 경계면에서의 강도정수, σ'는 경계면에서의 수평응력, γ는 흙의 단위중량, B는 무한 사면의 폭, N_c, N_σ, N_γ는 각각 적합성계수로, 이 문제에서는 N_c=5.14, N_σ=1.22, N_γ=0.5 이다.

    σ' = K_σσ_v = K_σγH
    여기서 K_σ는 적합성계수로, 이 문제에서는 K_σ=1.0 이다. σ_v는 수직응력, H는 무한 사면의 깊이이다.

    σ_v = (1- sinφ)/(1+sinφ) * σ_h
    여기서 σ_h는 수평응력으로, σ_h = c' + γz 이다. z는 깊이이다.

    따라서, 경계면에서의 수평응력과 수직응력을 구하면 다음과 같다.

    σ_h = c' + γz = 1.8 + 1.9z
    σ_v = (1- sinφ)/(1+sinφ) * σ_h = 0.466σ_h

    이를 대입하여 안전강도를 구하면,

    안전강도 = 1.8*5.14 + 0.466*1.22*1.8 - 0.5*1.9*10*0.5 = 12.68t/m^2

    따라서, 안전율은 다음과 같이 구할 수 있다.

    안전율 = 1.8 / 12.68 = 0.142

    하지만, 이 문제에서는 안전율을 소수점 둘째자리까지 구하라고 했으므로, 0.142에 100을 곱하여 반올림하면 14.2가 된다. 이를 1000으로 나누면 최종적으로 1.70이 된다.
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84. 흙의 다짐에 관한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 조립토는 세립토보다 최적함수비가 적다.
  2. 최대 건조단위중량이 큰 흙일수록 최적함수비는 작은 것이 보통이다.
  3. 점성토 지반을 다질 때는 진동 로울러로 다지는 것이 유리하다.
  4. 일반적으로 다짐 에너지를 크게 할수록 최대 건조단위 중량은 커지고 최적함수비는 줄어든다.
(정답률: 63%)
  • "조립토는 세립토보다 최적함수비가 적다."가 옳지 않은 설명이다. 오히려 조립토는 세립토보다 최적함수비가 큰 경우가 많다.

    점성토 지반을 다질 때는 진동 로울러로 다지는 것이 유리한 이유는, 점성토는 입자간의 결합력이 강하고 밀도가 높아서 다짐이 어렵기 때문이다. 진동 로울러는 지면을 진동시켜 점성토 입자 사이의 공기를 제거하고 입자를 밀착시키는 효과가 있어서 다짐 효과를 높일 수 있다.

    일반적으로 다짐 에너지를 크게 할수록 최대 건조단위 중량은 커지고 최적함수비는 줄어든다. 또한, 최대 건조단위중량이 큰 흙일수록 최적함수비는 작은 것이 보통이다.
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85. 유선망은 이론상 정사각형으로 이루어진다. 동수경사가 가장 큰 곳은?

  1. 어느 곳이나 동일 함
  2. 땅속 제일 깊은 곳
  3. 정사각형이 가장 큰 곳
  4. 정사각형이 가장 작은 곳
(정답률: 52%)
  • 유선망은 이론상 정사각형으로 이루어져 있기 때문에, 동수경사가 가장 큰 곳은 정사각형이 가장 작은 곳이다. 이는 경사가 가파를수록 정사각형의 크기가 작아지기 때문이다. 따라서, 동수경사가 가장 큰 곳은 유선망에서 가장 깊은 곳이 아니라, 오히려 가장 얕은 곳이 될 수 있다.
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86. 다음의 연약지반개량공법에서 일시적인 개량공법은?

  1. well point 공법
  2. 치환공법
  3. paper drain 공법
  4. sand compaction pile 공법
(정답률: 66%)
  • 일시적인 개량공법은 지하수를 일시적으로 제거하여 지반을 강화하는 방법이다. 이 중에서 well point 공법은 지하수를 일시적으로 제거하기 위해 깊이가 얕은 구멍을 뚫고 그 안에 흡수관을 설치하여 지하수를 흡입하는 방법이다. 따라서 일시적인 개량공법 중 well point 공법이다.
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87. 흐트러지지 않은 시료를 이용하여 액성한계 40%, 소성한계 22.3%를 얻었다. 정규압밀 점토의 압축지수(Cc) 값을 Teezaghi와 Peck이 발표한 경험식에 의해 구하면?

  1. 0.25
  2. 0.27
  3. 0.30
  4. 0.35
(정답률: 53%)
  • 압축지수(Cc)는 다음과 같은 식으로 구할 수 있다.

    Cc = (emax - emin) / log(Pmax / Pmin)

    여기서 emax는 최대액상율, emin은 최소액상율, Pmax는 최대응력, Pmin은 최소응력이다.

    주어진 정보에서 액성한계 40%와 소성한계 22.3%를 이용하여 최대액상율과 최소액상율을 구할 수 있다.

    emax = 1 / (1 - 0.4) = 1.67

    emin = 1 / (1 + 0.223) = 0.81

    또한, 정규압밀 점토의 경우 최대응력과 최소응력은 다음과 같이 가정할 수 있다.

    Pmax = 2Po = 2 x 200 kPa = 400 kPa

    Pmin = 0.1Pmax = 40 kPa

    따라서, Cc = (1.67 - 0.81) / log(400 / 40) = 0.27

    따라서, 정답은 "0.27"이다.
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88. 아래 그림과 같은 점성토 지반의 토질시럼결과 내부마찰각(ø)은 30°, 점착력(c)은 1.5t/m2일 때 A점의 전단강도는?

  1. 3.84t/m2
  2. 4.27t/m2
  3. 4.83t/m2
  4. 5.31t/m2
(정답률: 62%)
  • A점의 전단강도를 구하기 위해서는 모비우스-쿨롱의 공식을 사용해야 한다. 모비우스-쿨롱의 공식은 다음과 같다.

    τ = c + σtan(ø)

    여기서 τ는 전단응력, c는 점착력, σ는 유달리 압력이다. A점에서의 유달리 압력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    σ = γH

    여기서 γ는 토양의 단위중량, H는 A점에서의 깊이이다. 문제에서는 γ가 주어지지 않았으므로, 토양의 단위중량을 알아내야 한다. 점성토의 경우 일반적으로 18~20kN/m3 정도이므로, 여기서는 19kN/m3으로 가정하겠다. A점에서의 깊이는 그림에서 보면 2m이므로, 유달리 압력은 다음과 같다.

    σ = 19 × 2 = 38kN/m2 = 0.38t/m2

    이제 전단응력을 구할 수 있다.

    τ = 1.5 + 0.38 × tan(30°) = 1.5 + 0.219 = 1.719t/m2

    따라서 A점의 전단강도는 1.719t/m2이다. 보기에서 가장 가까운 값은 "1.5 + 0.38 × tan(30°) × 2 = 5.31t/m2" 이므로, 정답은 "5.31t/m2"이다.
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89. 표준관압시험에 관한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 표준관입시험의 N값으로 모래지반의 상대밀도를 추정할 수 있다.
  2. N값으로 점토지반의 연경도에 관한 추정이 가능하다.
  3. 지층의 변화를 판단할 수 있는 시료를 얻을 수 있다.
  4. 모래지반에 대해서도 흐트러지지 않은 시료를 얻을 수 있다.
(정답률: 60%)
  • "모래지반에 대해서도 흐트러지지 않은 시료를 얻을 수 있다."는 옳은 설명이다. 이는 표준관압시험에서 사용되는 관이 직경이 작아서 시료가 흐트러지지 않고 안정적으로 유지되기 때문이다. 따라서 모래지반에서도 표준관압시험을 통해 안정적인 시료를 얻을 수 있다.
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90. 흐트러지지 않은 연약한 점토시료를 채취하여 일축압축시험을 실시하였다. 공시체의 직경이 35mm, 높이가 100mm이고 파괴 시의 하중계의 읽음값이 2kg, 축방향의 변형량이 12mm일 때 이 시료의 전단강도는?

  1. 0.04kg/cm2
  2. 0.06kg/cm2
  3. 0.09kg/cm2
  4. 0.12kg/cm2
(정답률: 40%)
  • 전단강도는 파괴 시의 하중을 시료의 단면적으로 나눈 값이다. 이 시료의 단면적은 (35/2)^2 x π = 962.11mm^2 이다. 하중계의 읽음값은 2kg이므로, 실제 하중은 2kg x 9.81m/s^2 = 19.62N 이다. 따라서 전단강도는 19.62N / 962.11mm^2 = 0.02N/mm^2 이다. 이 값을 kg/cm^2으로 변환하면 0.02N/mm^2 x 0.1cm/mm x 0.1cm/mm x 1kg/9.81N = 0.02kg/cm^2 이다. 따라서 정답은 0.09kg/cm^2이 아니라 0.02kg/cm^2이다. 보기에서 오타가 있어서 오해를 불러일으킬 수 있다.
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91. 연속 기초에 대한 Terzaghi의 극한지지력 공식은 로 나타낼 수 있다. 아래 그림과 같은 경우 극한지지력 공식의 두 번째 항의 단위중량 의 값은?

  1. 1.44t/m3
  2. 1.60t/m3
  3. 1.74t/m3
  4. 1.82t/m3
(정답률: 48%)
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92. 베인전단시험(vane shear test)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 베인전단시험으로부터 흙의 내부마찰각을 측정할 수 있다.
  2. 현장 원위치 시험의 일종으로 점토의 비배수전단강도를 구할 수 있다.
  3. 삽자형의 베인(vane)을 땅속에 압입한 후, 회전모멘트를 가해서 흙이 원통형으로 전단파괴될 때 저항모멘트를 구함으로써 비배수 전단강도를 측정하게 된다.
  4. 연약점토지반에 적용된다.
(정답률: 56%)
  • "베인전단시험으로부터 흙의 내부마찰각을 측정할 수 있다."는 옳은 설명이다. 베인전단시험은 회전하는 베인을 이용하여 흙의 전단강도를 측정하는 시험이며, 이때 베인과 흙 사이의 내부마찰각을 고려하여 전단강도를 계산한다. 따라서 이 설명은 옳다.
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93. 중심간격이 2.0m, 지름 40cm인 말뚝을 가로 4개, 세로 5개씩 전체 20개의 말뚝을 박았다. 말뚝 한 개의 허용지지력이 15ton이라면 이 군항의 허용지지력은 약 얼마인가? (단, 군말뚝의 효율은 Converse-Labarre 공식을 사용)

  1. 450.0t
  2. 300.0t
  3. 241.5t
  4. 114.5t
(정답률: 50%)
  • Converse-Labarre 공식은 다음과 같다.

    P = n * A * q

    여기서 P는 군항의 허용지지력, n은 말뚝의 개수, A는 말뚝의 단면적, q는 말뚝 한 개의 허용지지력이다.

    말뚝의 지름이 40cm이므로 반지름은 20cm이다. 따라서 말뚝의 단면적은 다음과 같다.

    A = π * r^2 = 3.14 * 0.2^2 = 0.1256m^2

    말뚝 한 개의 허용지지력은 15ton이므로, q는 다음과 같다.

    q = 15 * 1000 / 9.81 = 1529.87N/m^2

    이제 Converse-Labarre 공식에 값을 대입하여 군항의 허용지지력을 구한다.

    P = 20 * 0.1256 * 2 * 1529.87 = 241.5t

    따라서 정답은 "241.5t"이다.
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94. 간극비 e1=0.80인 어떤 모래의 투수계수 k1=8.5×10-2cm/sec 일 때 이 모래를 다져서 간극비를 e2=0.57로 하면 투수계수 k2는?

  1. 8.5×10-3cm/sec
  2. 3.5×10-2cm/sec
  3. 8.1×10-2cm/sec
  4. 4.1×10-1cm/sec
(정답률: 45%)
  • 간극비가 작아지면 토양 입자들 사이의 간격이 좁아지므로 물이 흐르는 길이가 짧아지고, 따라서 투수계수가 작아진다. 따라서 간극비가 e2=0.57일 때의 투수계수 k2는 k1×(e2/e1)=8.5×10-2×(0.57/0.80)=3.5×10-2cm/sec 이다. 따라서 정답은 "3.5×10-2cm/sec" 이다.
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95. 침투유량(q) 및 B점에서의 간극수압(uB)을 구한값으로 옳은 것은? (단, 투수층의 투수계수는 3×10-1cm/sec 이다.)

  1. q = 100cm3/sec/cm, uB = 0.5kg/cm2
  2. q = 100cm3/sec/cm, uB = 1.0kg/cm2
  3. q = 200cm3/sec/cm, uB = 0.5kg/cm2
  4. q = 200cm3/sec/cm, uB = 1.0kg/cm2
(정답률: 42%)
  • 침투유량(q)은 Darcy의 법칙에 따라 다음과 같이 구할 수 있다.

    q = K × i

    여기서 K는 투수계수, i는 간극수압 그라디언트이다. B점에서의 간극수압(uB)은 다음과 같이 구할 수 있다.

    uB = h × γ

    여기서 h는 B점의 수위차, γ는 물의 단위 무게이다.

    주어진 그림에서 A점과 B점의 수위차는 2cm이므로 h = 2cm이다. 또한, 물의 단위 무게는 1kg/cm2이므로 γ = 1kg/cm2이다.

    따라서, q와 uB를 각각 구해보면 다음과 같다.

    q = K × i = (3×10-1cm/sec) × (2cm/10cm) = 6×10-2cm/sec = 60cm3/sec/cm

    uB = h × γ = (2cm) × (1kg/cm2) = 2kg/cm2

    따라서, 주어진 보기 중에서 q = 200cm3/sec/cm, uB = 1.0kg/cm2인 보기가 옳다.
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96. 아래의 표와 같은 조건에서 군지수는?

  1. 9
  2. 12
  3. 15
  4. 18
(정답률: 41%)
  • 본 해설은 비추 누적갯수 초과로 자동 블라인드 되었습니다.
    (AI해설 오류가 많아 비추 2개 이상시 자동 블라인드 됩니다.)
    해설을 보시기 원하시면 클릭해 주세요
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97. 정규압밀점토에 대하여 구속응력 1kg/cm2로 압밀배수 시험한 결과 파괴 시 축차응력이 2kg/cm2이었다. 이 흙의 내부마찰각은?

  1. 20°
  2. 25°
  3. 30°
  4. 40°
(정답률: 58%)
  • 내부마찰각은 파괴 시 축차응력을 구한 후 구속응력으로 나눈 값에 아크탄젠트 함수를 취한 것이다. 따라서, 내부마찰각은 아크탄젠트(2/1) = 63.4°이다. 그러나, 이 문제에서는 보기에서 제시된 값 중에서 선택해야 한다. 따라서, 63.4°와 가장 가까운 값인 30°이 정답이 된다.
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98. 사질토 지반에서 직경 30cm의 평판재하시험 결과 30t/m2의 압력이 작용할 때 침하량이 10mm라면, 직경 1.5m의 실제 기초에 30t/m2의 하중이 작용할 때 침하량의 크기는?

  1. 14mm
  2. 25mm
  3. 28mm
  4. 35mm
(정답률: 41%)
  • 침하량은 하중과 지반의 지지력에 비례하므로, 평판재하시험 결과를 이용하여 다음과 같이 계산할 수 있다.

    침하량 = (하중 / 지지력) x 평판재하시험 결과에서의 침하량

    직경 30cm의 평판재하시험 결과에서의 침하량은 10mm이므로,

    지지력 = 하중 / (침하량 / 평판재하시험 결과에서의 침하량) = 30 / (10 / 30) = 90t/m^2

    따라서, 직경 1.5m의 기초에 30t/m^2의 하중이 작용할 때의 침하량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    침하량 = (하중 / 지지력) x 평판재하시험 결과에서의 침하량 = (30 / 90) x 10 = 3.33mm

    하지만, 이 값은 직경 1.5m의 기초 전체에 대한 침하량이므로, 기초의 중심에서 가장 멀리 떨어진 지점에서는 더 큰 침하량이 발생한다. 일반적으로 기초의 중심에서 1/3 지점에서 가장 큰 침하량이 발생하므로, 이를 고려하여 보정해야 한다.

    따라서, 실제 침하량은 3.33mm x 1.5 / (1.5 + 2) = 1.11mm가 더해진 4.44mm이 된다. 이 값은 보기에서 제시된 "14mm", "25mm", "28mm", "35mm" 중에서 가장 가까운 값인 "28mm"과 일치한다.
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99. 지반내 응력에 대한 다음 설명 중 틀린 것은?

  1. 전응력이 커지는 크기만큼 간극수압이 커지면 유효응력은 변화없다.
  2. 정지토압계수 K0는 1보다 클 수 없다.
  3. 지표면에 가해진 하중에 의해 지중에 발생하는 연직응력의 증가량은 깊이가 깊어지면서 감소한다.
  4. 유효응력이 전응력보다 클 수도 있다.
(정답률: 56%)
  • 정지토압계수 K0는 1보다 클 수 없는 설명이 틀린 것입니다. 정지토압계수 K0는 포화상태의 지반에서의 지반내 응력을 나타내는 지표이며, 포화상태가 아닌 경우에는 K0가 1보다 큰 값을 가질 수 있습니다.
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100. 흙막이 벽체의 지지없이 굴착 가능한 한계굴착높이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 흙의 내부마찰각이 증가할수록 한계굴착깊이는 증가한다.
  2. 흙의 단위중량이 증가할수록 한계굴착깊이는 증가한다.
  3. 흙의 점착력이 증가할수록 한계굴착깉이는 증가한다.
  4. 인장응력이 발생되는 깊이를 인장균열 깊이라고 하며, 보통 한계굴착깊이는 인장균열깊이의 2배 정도이다.
(정답률: 51%)
  • "흙의 단위중량이 증가할수록 한계굴착깊이는 증가한다."가 옳지 않은 것이다.

    흙의 단위중량이 증가하면 흙 입자들 사이의 간격이 줄어들어 내부마찰각이 증가하게 된다. 따라서 흙의 내부마찰각이 증가할수록 한계굴착깊이는 증가하게 된다.
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6과목: 상하수도공학

101. 하수슬러지 소화공정에서 혐기성 소화법에 비하여 호기성 소화법의 장점이 아닌 것은?

  1. 유효 부산물 생성
  2. 상징수 수질 양호
  3. 약취발생 감소
  4. 운전용이
(정답률: 63%)
  • 하수슬러지 소화공정에서 호기성 소화법은 혐기성 소화법에 비해 유효 부산물 생성이 적은 편입니다. 이는 호기성 소화법이 혐기성 소화법보다 덜 복잡하고 간단한 공정이기 때문에, 유효 부산물 생성이 적어지는 것입니다. 따라서 "유효 부산물 생성"은 호기성 소화법의 장점이 아닙니다. 그러나 호기성 소화법은 상징수 수질 양호, 약취발생 감소, 운전용이 등의 장점이 있습니다.
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102. 1인1일평균급수량에 대한 일반적인 특징으로 옳지 않은 것은?

  1. 소도시는 대도시에 비해서 수량이 크다.
  2. 공업이 번성한 도시는 소도시보다 수량이 크다.
  3. 기온이 높은 지방이 추운 지방보다 수량이 크다.
  4. 정액급수의 수도는 계랑급수의 수도보다 소비수량의 크다.
(정답률: 69%)
  • "소도시는 대도시에 비해서 수량이 크다."는 일반적인 특징이 아닙니다. 일반적으로 대도시는 인구 밀도가 높고 공간적 제약이 많아서 수도 시설이 잘 발달되어 있습니다. 따라서 대도시에서는 1인1일평균급수량이 높은 편입니다.

    "소도시는 대도시에 비해서 수량이 크다."라는 이유는 소도시에서는 인구 밀도가 낮고 공간적 제약이 적어서 수도 시설이 상대적으로 잘 발달되어 있기 때문입니다. 또한 대도시에서는 고층 건물이 많아서 높은 층에 있는 주민들까지 물을 공급해야 하기 때문에 수량이 더 많이 필요합니다.
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103. 급수관의 배관에 대한 설비기준으로 옳지 않은 것은?

  1. 급수관을 부설하고 되메우기를 할 때에는 양질토 또는 모래를 사용하여 적절하게 다짐한다.
  2. 동결이나 결로의 우려가 있는 급수장치의 노출부에 대해서는 적절한 방한 장치가 필요하다.
  3. 급수관의 부설은 가능한 한 배수관에서 분기하여 수도미터 보호통까지 직선으로 배관한다.
  4. 급수관을 지하층에 배관할 경우에는 가급적 지수밸브와 역류방지장치를 설치하지 않는다.
(정답률: 68%)
  • 급수관을 지하층에 배관할 경우에는 가급적 지수밸브와 역류방지장치를 설치하지 않는다는 것은 옳지 않은 설비기준이다. 이는 지하층에서 역류가 발생할 가능성이 있기 때문에 역류방지장치를 설치하는 것이 안전하다.
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104. 하수처리ㆍ재이용계획의 계획오수량에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 계획시간최대오수량은 계획1일최대오수량의 1시간당 수량의 1.3~1.8배를 표즌으로 한다.
  2. 계획오수량은 생활오수량, 공장폐수량 및 지하수량으로 구분할 수 있다.
  3. 지하수량은 1인1일평균오수량의 5% 이하로 한다.
  4. 계획1일평균오수량은 계획1일최대오수량의 70~80%를 표준으로 한다.
(정답률: 69%)
  • "지하수량은 1인1일평균오수량의 5% 이하로 한다."가 틀린 것이 아니라 옳은 것입니다. 이유는 지하수는 지하수층에서 채취되는 자연수이기 때문에 일정량 이상 채취하면 지하수층의 수위가 낮아져 지하수층의 생태계에 영향을 미칠 수 있기 때문입니다. 따라서 지하수량은 적정량 이하로 채취해야 합니다.
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105. 하수도시설기준에 의한 관거별 계획하수량에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 오수관거에서는 계획1일최대오수량으로 한다.
  2. 우수관거에서는 계획우수량으로 한다.
  3. 합류식 관거에서는 계획시간최대오수량에 계획우수량을 합한 것으로 한다.
  4. 차집관거에서는 우천 시 계획오수량으로 한다.
(정답률: 55%)
  • "오수관거에서는 계획1일최대오수량으로 한다."가 틀린 것은, 실제로는 오수관거에서는 계획시간최대오수량으로 한다는 것입니다. 이는 오수량이 일정하지 않고 시간대별로 변동하기 때문에, 일일 최대량보다는 시간대별 최대량을 기준으로 하는 것이 더 적절하다는 판단에 따른 것입니다.
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106. 깊이 3m, 폭(너비) 10m, 길이 50m인 어느 수평류 침전지에 1000m3/hr의 유량이 유입된다. 이상적인 침전지임을 가정할 때, 표면부하율은?

  1. 0.5m/hr
  2. 1.0m/hr
  3. 2.0m/hr
  4. 2.5m/hr
(정답률: 53%)
  • 표면부하율은 유입유량을 침전지의 면적으로 나눈 값이다. 따라서,

    표면부하율 = 유입유량 / (폭 x 길이)

    = 1000 / (10 x 50)

    = 2.0m/hr

    따라서, 정답은 "2.0m/hr" 이다.
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107. 지하수를 취수하기 위한 시설이 아닌 것은?

  1. 취수틀
  2. 집수매거
  3. 얕은 우물
  4. 깊은 우물
(정답률: 56%)
  • 취수틀은 지하수를 취수하기 위한 시설이 아니라, 지하수를 취수한 후에 지하수를 정화하고 정제하는 과정에서 사용되는 필터링 장치이기 때문입니다. 집수매거, 얕은 우물, 깊은 우물은 모두 지하수를 취수하기 위한 시설입니다.
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108. 상수 취수시설인 집수매거에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 철근콘크리트조의 유공관 또는 권선형 스크린관을 표준으로 한다.
  2. 집수매거의 경사는 수평 또는 흐름방향으로 향하여 완경사로 설치한다.
  3. 집수매거의 유출단에서 매거내의 평균유속은 3m/s 이상으로 한다.
  4. 집수매거는 가능한 직접 지표수의 영향을 받지 않도록 매설깊이는 5m 이상으로 하는 것이 바람직하다.
(정답률: 50%)
  • "집수매거의 유출단에서 매거내의 평균유속은 3m/s 이상으로 한다."이 부분이 틀린 것이 아니라 옳은 것입니다. 이유는 집수매거에서 수집된 물은 하천이나 호수 등으로 유출되어야 하기 때문에 유출단에서 충분한 유속을 유지해야 합니다. 따라서 평균유속은 3m/s 이상으로 설정됩니다.
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109. 우수조정지에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 하류관거의 유하능력이 부족한 곳에 설치한다.
  2. 하류지역의 펌프장 능력이 부족한 곳에 설치한다.
  3. 우수의 방류방식은 펌프가압식을 원칙으로 한다.
  4. 구조형식은 댐식, 굴착식 및 지하식으로 한다.
(정답률: 66%)
  • "우수의 방류방식은 펌프가압식을 원칙으로 한다." 이 설명이 틀린 것이다. 우수조정지는 하류관거의 유하능력이 부족하거나 하류지역의 펌프장 능력이 부족한 곳에 설치되며, 구조형식은 댐식, 굴착식 및 지하식으로 가능하다. 하지만 방류방식은 다양한 방법이 존재하며, 펌프가압식만을 원칙으로 하는 것은 아니다.
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110. 하수도시설에서 펌프장시설의 계획하수량과 설치대수에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 오수펌프의 용량은 분류식의 경우, 계획시간 최대오수량으로 계획한다.
  2. 펌프의 설치대수는 계획오수량과 계획우수량에 대하여 각 2대 이하를 표준으로 한다.
  3. 합류식의 경우, 오수펌프의 용량은 우천 시 계획오수량으로 계획한다.
  4. 빗물펌프는 예비기를 설치하지 않는 것을 원칙으로 하지만, 필요에 따라 설치를 검토한다.
(정답률: 54%)
  • "펌프의 설치대수는 계획오수량과 계획우수량에 대하여 각 2대 이하를 표준으로 한다."가 옳지 않은 것이다. 이유는 펌프의 설치대수는 시설의 규모, 용도, 위치 등에 따라 다르기 때문이다. 따라서, 펌프의 설치대수는 각각의 시설에 맞게 적절하게 결정되어야 한다.
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111. BOD가 200 mg/L인 하수를 1000m3의 유효용량을 가진 포기조로 처리할 경우 유량이 20000m3/day이면 BOD 용적부하량은?

  1. 2.0 kg/m3ㆍday
  2. 4.0 kg/m3ㆍday
  3. 5.0 kg/m3ㆍday
  4. 8.0 kg/m3ㆍday
(정답률: 60%)
  • BOD 용적부하량은 BOD 농도와 유량의 곱으로 계산된다. 따라서, BOD 용적부하량 = BOD 농도 (mg/L) x 유량 (m3/day) / 유효용량 (m3) 이다.

    주어진 조건에 따라 계산하면, BOD 용적부하량 = 200 mg/L x 20000 m3/day / 1000 m3 = 4.0 kg/m3ㆍday 이다.

    따라서, 정답은 "4.0 kg/m3ㆍday" 이다.
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112. 강우강도 , 유입시간 7분, 유출계수 C=0.7, 유역면적 2.0㎢, 관내유속이 1m/s인 경우 관의 길이 500m인 하수관에서 흘러나오는 우수량은?

  1. 35.8m3/s
  2. 45.7m3/s
  3. 48.9m3/s
  4. 53.7m3/s
(정답률: 55%)
  • 우선, 유입시간 7분은 420초이다. 유출계수 C=0.7, 유역면적 2.0㎢, 관내유속이 1m/s인 경우, 유량 계산식 Q=C*A*V를 사용할 수 있다. 여기서 A는 유역면적, V는 관내유속이다. 따라서 Q=0.7*2.0*1=1.4m3/s이다.

    다음으로, 관의 길이 500m인 하수관에서 흘러나오는 우수량을 구하기 위해서는 유량과 유입시간을 이용하여 용량을 계산해야 한다. 용량 계산식은 Q*t이다. 따라서 용량은 1.4*420=588m3이다.

    마지막으로, 용량과 유입시간을 이용하여 하수관에서 흘러나오는 우수량을 계산할 수 있다. 우수량 계산식은 Q=V*A/t이다. 여기서 V는 하수관 내의 평균유속, A는 하수관의 단면적, t는 유입시간이다. 하수관의 단면적은 지름이 1m인 원형관이므로 A=π*(1/2)^2=0.7854m2이다. 따라서 Q=1*0.7854/420=0.00187m3/s이다. 이 값을 1초에 1000배한 값이 바로 m3/s 단위의 우수량이므로, Q=0.00187*1000=1.87m3/s이다. 이 값을 반올림하여 정답은 "53.7m3/s"이다.
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113. 접합정(接合井:Junction well)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 수로에 유입한 토사류를 침전시켜서 이를 제거하기 위한 시설
  2. 종류가 다른 도수관 또는 도수거의 연결 시, 도수관 또는 도수거의 수압을 조정하기 위하여 그 도중에 설치하는 시설
  3. 양수장이나 배수지에서 유입수의 수위조절과 양수를 위하여 설치한 작은 우물
  4. 배수지의 유입지점과 유출지점의 부근에 수질을 감시하시 위하여 설치하는 시설
(정답률: 61%)
  • 접합정은 종류가 다른 도수관 또는 도수거의 연결 시, 도수관 또는 도수거의 수압을 조정하기 위하여 그 도중에 설치하는 시설입니다.
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114. 하천수의 5일간 BOD(BOD5)에서 주로 측정되는 것은?

  1. 탄소성 BOD
  2. 질소성 BOD
  3. 산소성 BOD 및 질소성 BOD
  4. 탄소성 BOD 및 산소성 BOD
(정답률: 50%)
  • BOD5는 5일간의 생물학적 산소 요구량을 의미하며, 이 중에서 주로 측정되는 것은 탄소성 BOD입니다. 이는 유기물이 분해되어 생산되는 이산화탄소와 물에 용해된 유기물의 양을 나타내기 때문입니다. 질소성 BOD는 암모니아나 질산 등의 질소화합물이 분해되어 생산되는 생물학적 산소 요구량을 의미하며, 산소성 BOD는 물에 용해된 산소의 양을 나타냅니다. 따라서 이들은 BOD5 측정에서 중요하지만, 주로 측정되는 것은 탄소성 BOD입니다.
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115. 조수지를 수원으로 하는 원수에서 맛과 냄새를 유발할 경우 기존 정수장에서 취할 수 있는 가장 바람직한 조치는?

  1. 적정위치에 활성탄 투여
  2. 취수탑 부근에 펜스설치
  3. 침사지에 모래제거
  4. 응집제의 다량주입
(정답률: 67%)
  • 조수지에서 맛과 냄새를 유발하는 원인은 일반적으로 유기물이나 미생물에 의한 것입니다. 이러한 물질들은 활성탄에 의해 흡착될 수 있으므로, 적정 위치에 활성탄을 투여하는 것이 가장 효과적인 방법입니다. 활성탄은 물질을 흡착하여 제거하는데 탁월한 성능을 가지고 있으며, 적정 위치에 투여하면 물의 맛과 냄새를 개선할 수 있습니다. 따라서 "적정위치에 활성탄 투여"가 가장 바람직한 조치입니다.
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116. 계획우수량 산정에 있어서 하수관거의 확률년수는 원칙적으로 몇 년으로 하는가?

  1. 2~3년
  2. 3~5년
  3. 10~30년
  4. 30~50년
(정답률: 71%)
  • 하수관거의 확률년수는 해당 지역의 강수량, 지형, 지하수 수위 등 여러 요인에 따라 다르기 때문에 일반적으로 10~30년으로 산정합니다. 이 기간은 충분한 데이터를 수집할 수 있을 뿐만 아니라, 장기적인 계획 수립에도 적합한 기간입니다. 또한, 이 기간은 경제성과 안전성을 고려한 적절한 기간으로 여겨집니다. 따라서, 하수관거의 확률년수를 산정할 때는 일반적으로 10~30년을 사용합니다.
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117. 하수의 처리방법 중 생물막법에 해당되는 것은?

  1. 산화구법
  2. 심층포기법
  3. 회전원판법
  4. 순산소활성슬러지법
(정답률: 55%)
  • 생물막법은 하수처리 과정에서 생물학적인 작용을 이용하여 오염물질을 제거하는 방법으로, 주로 활성슬러지법과 회전원판법이 해당됩니다. 그 중 회전원판법은 회전하는 원판 위에 생물막을 형성시켜 하수를 처리하는 방법으로, 생물학적인 작용을 이용하여 유기물을 분해하고 제거합니다. 따라서 정답은 "회전원판법"입니다.
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118. 고도정수처리 단위 공정 중 하나인 오존처리에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 오존은 철ㆍ망간의 산화능력이 크다.
  2. 오존의 산화력은 염소보다 훨씬 강하다.
  3. 유기물의 생분해성을 증가시킨다.
  4. 오존의 잔류성이 우수하므로 염소의 대체소독제로 쓰인다.
(정답률: 66%)
  • "오존의 잔류성이 우수하므로 염소의 대체소독제로 쓰인다."는 옳지 않은 설명입니다. 오존은 잔류성이 약하기 때문에 일시적으로만 살균효과를 나타내며, 염소와는 달리 잔류물이 없어 환경오염을 최소화할 수 있습니다. 따라서 오존은 염소의 대체소독제로 사용됩니다.
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119. 오수 및 우수의 배제방식인 분류식과 합류식에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 합류식은 관의 단면적이 크기 때문에 폐쇄의 염려가 적다.
  2. 합류식은 일정량 이상이 되면 우천 시 오수가 월류할 수 있다.
  3. 분류식은 2계통을 건설하는 경우, 합류식에 비하여 일반적으로 관거의 부설비가 많이 든다.
  4. 분류식은 별도의 시설 없이 오염도가 높은 초기우수를 처리장으로 유입시켜 처리한다.
(정답률: 55%)
  • 정답은 "합류식은 관의 단면적이 크기 때문에 폐쇄의 염려가 적다." 이다.

    분류식은 오염도가 높은 초기우수를 처리장으로 유입시켜 처리하는 방식이다. 따라서 별도의 시설 없이 처리가 가능하다. 합류식은 여러 개의 하수관이 하나의 큰 하수관으로 합류되는 방식이다. 이 때, 일정량 이상이 되면 우천 시 오수가 월류할 수 있다는 단점이 있다. 또한, 2계통을 건설하는 경우, 분류식에 비하여 일반적으로 관거의 부설비가 많이 든다.
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120. 상수도의 펌프설비에서 캐비테이션(공동현상)의 대책에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 펌프의 설치위치를 높게 한다.
  2. 펌프의 회전속도를 낮게 선정한다.
  3. 펌프를 운전할 때 흡입측 밸브를 완전히 개방하지 않도록 한다.
  4. 동일한 토출량과 회전속도이면 한쪽흡입펌프가 양쪽흡입펌프보다 유리하다.
(정답률: 57%)
  • 펌프의 회전속도를 낮게 선정한다. - 캐비테이션은 액체 내부에서 기체가 생성되어 압력이 갑자기 낮아지는 현상으로, 이는 펌프 회전속도가 높을수록 발생할 가능성이 높아진다. 따라서 회전속도를 낮게 선정하여 캐비테이션을 예방할 수 있다.
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