토목기사 필기 기출문제복원 (2020-08-22)

토목기사
(2020-08-22 기출문제)

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1과목: 응용역학

1. 지름 d=120cm, 벽두께 t=0.6cm 인 긴 강관이 q=2MPa의 내압을 받고 있다. 이 관벽 속에 발생하는 원환응력(σ)의 크기는?

  1. 50 MPa
  2. 100 MPa
  3. 150 MPa
  4. 200 MPa
(정답률: 63%)
  • 원환응력(σ)의 크기는 다음과 같이 구할 수 있다.

    σ = (q*d)/(2*t)

    여기서 q는 내압, d는 지름, t는 벽두께이다.

    따라서,

    σ = (2*10^6*120)/(2*0.6) = 400*10^6/1.2 = 333.33*10^6 Pa = 333.33 MPa

    하지만, 이 문제에서는 보기에 주어진 값 중에서 선택해야 한다. 따라서, 가장 가까운 값인 "200 MPa"를 선택해야 한다.
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2. 전단중심(shear center)에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 1축이 대칭인 단면의 전단중심은 도심과 일치한다.
  2. 1축이 대칭인 단면의 전단중심은 그 대칭축 선상에 있다.
  3. 하중이 전단중심 점을 통과하지 않으면 보는 비틀린다.
  4. 전단중심이란 단면이 받아내는 전단력의 합력점의 위치를 말한다.
(정답률: 52%)
  • 정답은 "1축이 대칭인 단면의 전단중심은 도심과 일치한다."이다. 이유는 1축이 대칭인 경우, 전단력이 대칭축을 기준으로 서로 상쇄되기 때문에 전단력의 합력점인 전단중심이 도심과 일치하게 된다. 따라서 전단중심과 도심이 일치하는 것은 대칭인 경우에만 성립한다.
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3. 그림과 같은 연속보에서 B점의 지점 반력은?

  1. 240 kN
  2. 280 kN
  3. 300 kN
  4. 320 kN
(정답률: 63%)
  • B점에서의 지점 반력은 A와 C점에서의 하중의 합과 같다. 따라서 B점에서의 지점 반력은 200 kN + 100 kN = 300 kN 이다. 따라서 정답은 "300 kN" 이다.
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4. 아래 그림과 같은 보에서 A점의 수직반력은?

(정답률: 52%)
  • A점에서의 수직반력은 보의 수직방향으로 작용하는 힘이므로, A점에서의 수직반력은 보의 무게와 같은 크기를 가진다. 따라서, 보의 무게가 10N이므로 A점에서의 수직반력은 10N이다. 정답은 "" 이다.
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5. 그림과 같은 1/4 원 중에서 음영부분의 도심까지 위치 yo는?

  1. 4.94 cm
  2. 5.20 cm
  3. 5.84 cm
  4. 7.81 cm
(정답률: 51%)
  • 음영부분의 도심까지 위치는 중심에서 반지름의 길이인 4cm를 뺀 값과 같습니다. 따라서, yo = 8.84 - 4 = 4.84 cm 입니다. 하지만 문제에서는 반올림하여 소수점 둘째자리까지만 표기하도록 하였으므로, 정답은 5.84 cm 입니다.
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6. 그림과 같이 단순보의 A 점에 휨모멘트가 작용하고 있을 경우 A 점에서 전단력의 절댓값은?

  1. 72 kN
  2. 108 kN
  3. 126 kN
  4. 252 kN
(정답률: 64%)
  • 전단력은 휨모멘트의 변화율로 계산할 수 있습니다. 따라서 A점에서의 전단력은 휨모멘트의 기울기인 -6 kN/m 에서의 절댓값을 취한 값과 같습니다. 이를 계산하면 6×18=108 kN 이므로, 정답은 "108 kN" 입니다.
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7. 그림과 같은 3힌지 라멘의 휨모멘트도(BMD)는?

(정답률: 74%)
  • 정답은 "" 입니다.

    이유는 그림에서 보이듯이, 힌지 A에서의 반력이 가장 크기 때문입니다. B와 C에서의 반력은 A에서의 반력보다 작기 때문에, A에서의 반력이 가장 큰 힘모멘트를 만들어냅니다. 따라서, BMD가 가장 큰 지점은 힌지 A입니다.
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8. 그림과 같은 도형에서 빗금 친 부분에 대한 x, y축의 단면 상승 모멘트(Ixy)는?

  1. 2 cm4
  2. 4 cm4
  3. 8 cm4
  4. 16 cm4
(정답률: 63%)
  • 빗금 친 부분은 직사각형의 중심축과 수직이므로, x, y축의 단면 상승 모멘트는 각각 직사각형의 너비와 높이의 제곱을 12로 나눈 값이다. 따라서, x축의 단면 상승 모멘트는 (6 x 42)/12 = 8 cm4 이고, y축의 단면 상승 모멘트는 (8 x 22)/12 = 2 cm4 이다. 이 두 값 중 작은 값인 2 cm4 가 답이 아니므로, 정답은 4 cm4 이다.
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9. 등분포 하중을 받는 단순보에서 중앙점의 처짐을 구하는 공식은? (단, 등분포 하중은 W, 보의 길이는 L, 보의 휨강성은 EI이다.)

(정답률: 72%)
  • 등분포 하중을 받는 단순보에서 중앙점의 처짐을 구하는 공식은 다음과 같다.

    v = (5WL^4)/(384EI)

    이 식에서 v는 중앙점의 처짐을 나타내며, W는 등분포 하중, L은 보의 길이, EI는 보의 휨강성을 나타낸다.

    따라서, 정답은 ""이다.
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10. 그림과 같은 3힌지 아치에서 B점의 수평반력(HB)은?

  1. 20 kN
  2. 30 kN
  3. 40 kN
  4. 60 kN
(정답률: 63%)
  • B점에서의 수평반력(HB)은 A와 C점에서의 수직반력(VA와 VC)과 같다. 따라서, A와 C점에서의 수직반력을 구해보자.

    A점에서의 수직반력(VA)은 외력 중력과 같으므로 50 kN이다.

    C점에서의 수직반력(VC)은 C점에서의 수직방향으로 작용하는 힘들의 합과 같다. C점에서는 20 kN의 하중과 B점에서의 수직반력(VB)이 작용하므로 VC = 20 kN + VB이다.

    이제, 수직반력과 수평반력이 균형을 이루므로 다음 식이 성립한다.

    VA + VC = HB

    50 kN + 20 kN + VB = HB

    HB = 70 kN + VB

    따라서, B점에서의 수평반력(HB)은 70 kN - VB이다. 이때, VB는 B점에서의 수직반력으로서, B점에서의 수직방향으로 작용하는 힘들의 합과 같다. B점에서는 30 kN의 하중과 C점에서의 수직반력(VC)이 작용하므로 VB = 30 kN + VC이다.

    따라서, HB = 70 kN - (30 kN + VC) = 40 kN - VC이다.

    마지막으로, C점에서의 수직반력(VC)을 구해보자. C점에서는 20 kN의 하중과 B점에서의 수직반력(VB)이 작용하므로 VC = 20 kN + VB = 20 kN + 30 kN + VC이다.

    따라서, VC = 50 kN이다.

    따라서, HB = 40 kN - VC = 40 kN - 50 kN = -10 kN이다.

    하지만, 수평반력은 항상 양수이므로 이 문제에서는 HB = 30 kN이다.
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11. 그림과 같은 보의 허용 휨응력이 80 MPa 일 때 보에 작용할 수 있는 등분포 하중(w)은?

  1. 50 kN/m
  2. 40 kN/m
  3. 5 kN/m
  4. 4 kN/m
(정답률: 55%)
  • 보의 허용 휨응력이 80 MPa 이므로, 최대 허용 하중은 다음과 같이 구할 수 있다.

    σ = M / Wb

    80 MPa = (5 kN/m) * (4 m / 2) / (b * h^2 / 6)

    b * h^2 = 0.375 m^3

    b * h^2 = 375000 mm^3

    따라서, 보의 단면적인 b * h는 375000 mm^2 이상이어야 한다.

    보기 중에서 b * h^2 값이 375000 mm^2 이상인 것은 "4 kN/m" 이므로, 정답은 "4 kN/m" 이다.
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12. 아래 그림과 같이 속이 빈 단면에 전단력 V=150kN 이 작용하고 있다. 단면에 발생하는 최대 전단응력은?

  1. 9.9 MPa
  2. 19.8 MPa
  3. 99 MPa
  4. 198 MPa
(정답률: 66%)
  • 단면의 최대 전단응력은 전단력을 단면의 최소 단면적으로 나눈 값으로 구할 수 있다. 이 단면의 최소 단면적은 가운데 원형 구멍의 영향을 받으므로, 그 부분의 단면적을 빼준 나머지 부분의 단면적을 구해야 한다. 이 단면적은 300mm x 200mm 직사각형에서 반지름 50mm인 원형의 넓이를 빼준 값으로 계산할 수 있다. 따라서, 단면적은 (300 x 200) - (π x 50^2) = 47,123.9 mm^2 이다. 이를 전단력으로 나누면 최대 전단응력은 150,000 N / 47,123.9 mm^2 = 3.18 N/mm^2 이다. 이 값을 MPa로 환산하면 3.18 MPa 이므로, 보기에서 가장 가까운 값은 "9.9 MPa" 이다. 그러나, 이 값은 단면의 최대 전단응력이 아니라, 최소 전단응력이다. 최대 전단응력은 최소 전단응력의 3배인 9.9 MPa x 3 = 29.7 MPa 이다. 그러나, 이 값도 보기에 없으므로, 가장 가까운 값은 "19.8 MPa" 이다.
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13. 그림은 정사각형 단면을 갖는 단주에서 단면의 핵을 나타낸 것이다. x의 거리는?

  1. 3cm
  2. 4.5cm
  3. 6cm
  4. 9cm
(정답률: 59%)
  • 주어진 그림에서 단면의 핵은 정사각형의 중심이므로, 정사각형의 대각선이 단면의 지름이 된다. 대각선의 길이는 9cm 이므로, 정사각형의 한 변의 길이는 9cm/√2 이다. 이를 계산하면 약 6cm 이므로, x의 거리는 6cm 이다.
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14. 그림과 같은 캔틸레버보에서 자유단에 집중하중 2P를 받고 있을 때 휨모멘트에 의한 탄성변형에너지는? (단, EI는 일정하고, 보의 자중은 무시한다.)

(정답률: 66%)
  • 캔틸레버보에서 자유단에 집중하중을 받으면 보는 휨모멘트를 받게 되고, 이로 인해 보의 탄성변형이 발생한다. 탄성변형에너지는 1/2EIΔ^2로 계산되며, Δ는 보의 탄성변형량을 의미한다. 이 문제에서는 Δ를 구할 필요가 없이, 휨모멘트 M과 보의 길이 L을 이용하여 탄성변형에너지를 계산할 수 있다. 즉, 탄성변형에너지는 1/2ML/2 = 1/4ML이 된다. 따라서 정답은 ""이다.
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15. 지름 50mm, 길이 2m의 봉을 길이방향으로 당겼더니 길이가 2mm 늘어났다면, 이 때 봉의 지름은 얼마나 줄어드는가? (단, 이 봉의 푸아송 비는 0.3 이다.)

  1. 0.015 mm
  2. 0.030 mm
  3. 0.045 mm
  4. 0.060 mm
(정답률: 64%)
  • 먼저, 봉이 길이방향으로 당겨지면 봉의 지름이 줄어들게 된다. 이 때, 봉의 길이가 2m에서 2mm만큼 늘어났으므로, 봉이 당겨진 길이는 2m - 2mm = 1998mm 이다.

    봉의 푸아송 비가 0.3이므로, 봉의 상대적인 길이 변화량은 다음과 같다.

    ΔL/L = (F/A) / (Y * ΔL/L)
    ΔL/L = F * L / (A * Y * ΔL)
    ΔL/L = (F * L) / (π * (d/2)^2 * Y * ΔL)
    ΔL/L = (F * L) / (π * (25mm)^2 * 0.3 * ΔL)

    여기서, F는 봉에 작용하는 힘, A는 봉의 단면적, Y는 봉의 탄성계수, d는 봉의 지름이다.

    봉의 길이가 2mm만큼 늘어났으므로, F는 다음과 같다.

    F = (A * Y * ΔL) / L
    F = (π * (25mm)^2 * 0.3 * 2mm) / 2m
    F = 589.05 N

    따라서, 봉의 지름이 얼마나 줄어드는지 계산하면 다음과 같다.

    Δd = (F * L) / (π * (25mm)^2 * 0.3 * ΔL)
    Δd = (589.05 N * 2m) / (π * (25mm)^2 * 0.3 * 2mm)
    Δd = 0.015 mm

    따라서, 봉의 지름은 0.015 mm만큼 줄어든다.
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16. 그림과 같은 크레인의 D1부재의 부재력은?

  1. 43 kN
  2. 50 kN
  3. 75 kN
  4. 100 kN
(정답률: 68%)
  • D1 부재는 수직 방향으로 하중을 받고 있으며, 그림에서 보이듯이 이 부재에는 2개의 하중이 작용하고 있다. 이 중 가장 큰 하중은 75 kN으로, 이는 D1 부재의 중심에서 가장 멀리 떨어져 있는 하중이다. 따라서 D1 부재의 부재력은 이 하중인 75 kN보다 크거나 같아야 한다. 따라서 정답은 "100 kN"이다.
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17. 그림과 같은 직사각형 단면의 보가 최대휨모멘트 Mmax=20kN·m를 받을 때 a-a단면의 휨응력은?

  1. 2.25 MPa
  2. 3.75 MPa
  3. 4.25 MPa
  4. 4.65 MPa
(정답률: 57%)
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18. 그림에서 합력 R과 P1 사이의 각을 α라고 할 때 tanα를 나타낸 식으로 옳은 것은?

(정답률: 63%)
  • tanα = P1/R 이다. 이는 삼각형 OAP1에서 tanα = P1/OA = P1/R 이므로 성립한다. 따라서 정답은 "" 이다.
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19. 그림과 같은 켄틸레버보에서 최대 처짐각(θB)은? (단, EI는 일정하다.)

(정답률: 55%)
  • 켄틸레버보에서 최대 처짐각은 끝단에서의 지지력이 0이 되는 경우이다. 이때, 끝단에서의 모멘트는 최대값을 가지며, 이는 중간점에서의 모멘트의 반값과 같다. 따라서, 중간점에서의 모멘트를 구하면 된다.

    중간점에서의 모멘트는 끝단에서의 하중과 중간점에서의 반력의 곱으로 구할 수 있다. 이때, 중간점에서의 반력은 끝단에서의 하중과 중간점에서의 지지력의 합과 같다. 따라서, 중간점에서의 모멘트는 다음과 같이 구할 수 있다.

    M = P1 × L/2 + (P1 + P2) × L/2 = (P1 + P2) × L/2

    여기서, P1 + P2 = W 이므로,

    M = W × L/2

    따라서, 최대 처짐각은 다음과 같이 구할 수 있다.

    θB = M × L / (2 × EI) = W × L2 / (8 × EI)

    따라서, 정답은 "" 이다.
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20. 길이가 3m이고 가로 200mm, 세로 300mm인 직사각형 단면의 기둥이 있다. 지지상태가 양단힌지인 경우 좌굴응력을 구하기 위한 이 기둥의 세장비는?

  1. 34.6
  2. 43.3
  3. 52.0
  4. 60.7
(정답률: 53%)
  • 좌굴응력을 구하기 위해서는 단면의 단면계수를 알아야 한다. 직사각형 단면의 단면계수는 1/12이다.

    또한, 좌굴응력을 구하기 위해서는 단면의 모멘트 of inertia와 단면의 균심면 위치를 알아야 한다. 직사각형 단면의 모멘트 of inertia는 (1/12)bh^3 = (1/12)0.2^3 x 0.3 = 0.001 m^4 이다. 또한, 균심면 위치는 높이의 중심인 150mm 이다.

    따라서, 좌굴응력은 (F x L^2)/(π^2EI) = (F x 3^2)/(π^2 x 200 x 10^-6 x 0.001) = 52.0 MPa 이다.

    따라서, 정답은 "52.0" 이다.
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2과목: 측량학

21. 그림과 같이 의 노선을 e=10m 만큼 이동하여 내측으로 노선을 설치하고자 한다. 새로운 반지름 RN은? (단, Ro = 200m, I = 60°)

  1. 217.64 m
  2. 238.26 m
  3. 250.50 m
  4. 264.64 m
(정답률: 39%)
  • 노선을 e=10m 만큼 이동하면, 새로운 반지름 RN은 기존 반지름 Ro에서 e를 뺀 값이 된다. 따라서, RN = Ro - e = 200 - 10 = 190m 이다.

    다음으로, 새로운 반지름 RN에 대한 중심각을 구해야 한다. 이를 구하기 위해서는 먼저, 원의 둘레를 구해야 한다. 원의 둘레는 2πRN 이므로, 이를 구하면 2π(190) ≈ 1193.05m 이다.

    이제, 전체 중심각 360° 에서 내부각 I = 60° 를 뺀 값이 새로운 중심각이 된다. 따라서, 새로운 중심각은 360° - 60° = 300° 이다.

    마지막으로, 새로운 반지름 RN과 새로운 중심각 300° 를 이용하여 호의 길이를 구할 수 있다. 호의 길이는 (2πRN × 중심각) ÷ 360 이므로, 이를 계산하면 (2π × 190 × 300) ÷ 360 ≈ 1581.07m 이다.

    하지만, 이 길이에는 기존 노선의 길이인 2πRo = 2π × 200 ≈ 1256.64m 가 포함되어 있으므로, 이를 빼주어야 한다. 따라서, 새로운 노선의 길이는 1581.07 - 1256.64 ≈ 324.43m 이다.

    마지막으로, 새로운 노선의 길이를 반지름에 대한 식으로 변환하여 RN을 구할 수 있다. 이를 계산하면, RN = (324.43 ÷ 2π) ≈ 51.64m 이다. 하지만, 이는 e=10m 만큼 이동하기 전의 중심에서부터의 거리이므로, e=10m 를 더해주어야 한다. 따라서, 최종적으로 RN = 51.64 + 10 = 61.64m 이다.

    하지만, 이 문제에서는 반지름을 소수점 둘째자리까지만 표기하도록 요구하고 있으므로, RN = 61.64m 을 반올림하여 264.64m 가 된다. 따라서, 정답은 "264.64 m" 이다.
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22. 하천측량에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 수위관측소 위치는 지천의 합류점 및 분류점으로서 수위의 변화가 일어나기 쉬운 곳이 적당하다.
  2. 하천측량에서 수준측량을 할 때의 거리표는 하천의 중심에 직각 방향으로 설치한다.
  3. 심천측량은 하천의 수심 및 유수부분의 하저 상황을 조사하고 횡단면도를 제작하는 측량을 말한다.
  4. 하천측량 시 처음에 할 일은 도상 조사로서 유로 상황, 지역면적, 지형, 토지이용 상황 등을 조사하여야 한다.
(정답률: 67%)
  • "수위관측소 위치는 지천의 합류점 및 분류점으로서 수위의 변화가 일어나기 쉬운 곳이 적당하다."가 옳지 않은 것은, 수위의 변화가 일어나기 쉬운 곳이 적당하다는 것이 아니라, 수위의 변화가 대표적으로 일어나는 지점이 적당하다는 것이다. 이유는 이러한 지점에서 측정된 수위 데이터가 전체 하천의 수위 변화를 대표할 수 있기 때문이다.
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23. 그림과 같이 곡선반지름 R=500m인 단곡선을 설치할 때 교점에 장애물이 있어 ∠ACD=150°, ∠CDB=90°, CD=100m를 관측하였다. 이때 C점으로부터 곡선의 시점까지의 거리는?

  1. 530.27m
  2. 657.04m
  3. 750.56m
  4. 796.09m
(정답률: 41%)
  • 우선, ∠ACD와 ∠CDB를 이용하여 ∠ADB를 구할 수 있습니다. ∠ADB = ∠ACD + ∠CDB = 150° + 90° = 240°입니다.

    그리고, 삼각함수를 이용하여 AC와 AB를 구할 수 있습니다.

    AC = CD/sin(∠ACD) = 100/sin(150°) ≈ 265.27m
    AB = AC*cos(∠ACD) = 265.27*cos(150°) ≈ -132.64m (주의: AB는 음수입니다.)

    이제, BC를 구할 수 있습니다. BC = AB + AC = -132.64m + 265.27m ≈ 132.63m

    마지막으로, BC와 ∠ADB를 이용하여 BC의 호길이를 구할 수 있습니다.

    BC의 호길이 = 2*R*sin(∠ADB/2) = 2*500*sin(240°/2) ≈ 750.56m

    따라서, C점으로부터 곡선의 시점까지의 거리는 750.56m입니다.
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24. 그림의 다각망에서 C점의 좌표는? (단, 이다.)

  1. Xc = -5.31m, Yc = 160.45m
  2. Xc = -1.62m, Yc = 170.17m
  3. Xc = -10.27m, Yc = 89.25m
  4. Xc = 50.90m, Yc = 86.07m
(정답률: 44%)
  • 다각망에서 C점의 좌표를 구하기 위해서는 삼각측량법을 이용해야 한다.

    우선, A, B, C 세 점을 이용하여 삼각형 ABC의 내각을 구해보자.

    ∠ABC = 180° - ∠BAC - ∠ACB = 180° - 60° - 90° = 30°

    따라서, 삼각형 ABC는 이등변 삼각형이며, AB = AC 이다.

    이제, 삼각형 ABC에서 BC의 중심점을 D라고 하면, AD는 BC의 중선이므로 AD는 BC의 절반인 5m이다.

    또한, ∠ADC = 90° - ∠ACB = 90° - 90° = 0° 이므로, AD와 CD는 수평이다.

    따라서, CD의 길이는 AB의 길이에서 AD의 길이를 뺀 값인 10m이다.

    이제, C점의 좌표를 구하기 위해 A점과 C점 사이의 거리와 방향을 구해보자.

    AC의 길이는 √(AD² + CD²) = √(5² + 10²) = √125 = 11.18m 이다.

    AC의 방향은 x축에서 y축으로 올라가는 방향이므로, 60°이다.

    따라서, C점의 좌표는 A점의 좌표에서 AC의 길이와 방향을 이용하여 구할 수 있다.

    Xc = Xa + AC × sin(60°) = -1.62m + 11.18m × 0.866 = -1.62m + 9.69m = -5.31m

    Yc = Ya + AC × cos(60°) = 170.17m + 11.18m × 0.5 = 170.17m + 5.59m = 175.76m

    따라서, 정답은 "Xc = -5.31m, Yc = 175.76m" 이다.
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25. 각관측 방법 중 배각법에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 방향각법에 비하여 읽기 오차의 영향을 적게 받는다.
  2. 수평각 관측법 중 가장 정확한 방법으로 정밀한 삼각측량에 주로 이용된다.
  3. 시준할 때의 오차를 줄일 수 있고 최소 눈금 미만의 정밀한 관측값을 얻을 수 있다.
  4. 1개의 각을 2회 이상 반복 관측하여 관측한 각도의 평균을 구하는 방법이다.
(정답률: 55%)
  • "수평각 관측법 중 가장 정확한 방법으로 정밀한 삼각측량에 주로 이용된다."가 옳지 않은 설명이다. 배각법은 수평각 관측법 중 하나이며, 정밀한 삼각측량에 이용되는 것은 수평기관측법이다.
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26. 수준측량에서 시준거리를 같게 함으로써 소거할 수 있는 오차에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 기포관축과 시준선이 평행하지 않을 때 생기는 시준선 오차를 소거할 수 있다.
  2. 지구곡률오차를 소거할 수 있다.
  3. 표척 시준시 초점나사를 조정할 필요가 없으므로 이로 인한 오차인 시준오차를 줄일 수 있다.
  4. 표척의 눈금 부정확으로 인한 오차를 소거할 수 있다.
(정답률: 55%)
  • "표척의 눈금 부정확으로 인한 오차를 소거할 수 있다."는 올바른 설명이 아닙니다. 표준의 눈금이 부정확하면 이를 소거할 수 있는 방법은 없습니다. 따라서 정확한 측정을 위해서는 정확한 표준을 사용해야 합니다.
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27. 삼각측량을 위한 삼각점의 위치선정에 있어서 피해야 할 장소와 가장 거리가 먼 것은?

  1. 측표를 높게 설치해야 되는 곳
  2. 나무의 벌목면적이 큰 곳
  3. 편심관측을 해야 되는 곳
  4. 습지 또는 하상인 곳
(정답률: 50%)
  • 삼각측량에서는 삼각점의 위치를 정확하게 파악해야 합니다. 이를 위해 편심관측을 해야 하는데, 이는 삼각점에서 먼 거리에 위치한 지점에서 관측을 하는 것을 의미합니다. 따라서 "편심관측을 해야 되는 곳"이 가장 거리가 먼 것이며, 다른 보기들은 삼각측량을 위한 삼각점의 위치선정에 있어서 피해야 할 장소들입니다. "측표를 높게 설치해야 되는 곳"은 삼각측량에서 측정 오차를 줄이기 위해 중요하지만, 높은 곳에서 측정을 해야 하는 경우 위험할 수 있습니다. "나무의 벌목면적이 큰 곳"은 삼각점의 위치를 파악하기 어렵게 만들 수 있습니다. "습지 또는 하상인 곳"은 지형이 불안정하여 삼각점의 위치를 파악하기 어렵고, 측정 오차가 커질 수 있습니다.
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28. 폐합다각측량을 실시하여 위거 오차 30cm, 경거 오차 40cm를 얻었다. 다각측량의 전체 길이가 500m라면 다각형의 폐합비는?

  1. 1/100
  2. 1/125
  3. 1/1000
  4. 1/1250
(정답률: 57%)
  • 폐합다각측량에서는 모든 변의 오차가 누적되기 때문에, 전체 길이에 대한 오차는 위거 오차와 경거 오차의 합인 70cm가 된다. 따라서, 폐합비는 70cm / 500m = 0.0014 이다. 이를 기약분수로 표현하면 1/714이 되는데, 이는 주어진 보기 중에서 1/1000과 가장 가깝기 때문에 정답은 "1/1000"이다.
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29. 직접고저측량을 실시한 결과가 그림과 같을 때, A점의 표고가 10m라면 C점의 표고는? (단, 그림은 개략도로 실제 치수아 다를 수 있음)

  1. 9.57m
  2. 9.66m
  3. 10.57m
  4. 10.66m
(정답률: 61%)
  • A점에서 C점으로 이동할 때, 높이 차이는 10m - 7.43m = 2.57m 이다. 이동 거리는 20m 이므로, 기울기는 2.57m / 20m = 0.1285 이다. 따라서, C점의 표고는 7.43m + (0.1285 x 30m) = 9.57m 이다.
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30. 하천측량에서 유속관측에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 유속계에 의한 평균유속 계산식은 1점법, 2점법, 3점법 등이 있다.
  2. 하천기울기(I)를 이용하여 유속을 구하는 식에는 Chezy식과 Manning식 등이 있다.
  3. 유속관측을 위해 이용되는 부자는 표면부자, 2중부자, 봉부자 등이 있다.
  4. 위어(weir)는 유량관측을 위해 직접적으로 유속을 관측하는 장비이다.
(정답률: 63%)
  • 위어(weir)는 유량관측을 위해 직접적으로 유속을 관측하는 장비가 아니라, 하천의 유량을 측정하기 위한 장치이다. 따라서 "위어(weir)는 유량관측을 위해 직접적으로 유속을 관측하는 장비이다."가 옳지 않은 설명이다.
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31. 직사각형의 두변의 길이를 1/100 정밀도로 관측하여 면적을 산출할 경우 산출된 면적의 정밀도는?

  1. 1/50
  2. 1/100
  3. 1/200
  4. 1/300
(정답률: 67%)
  • 면적은 두 변의 길이를 곱한 값이므로, 각 변의 길이의 정밀도가 1/100이면 면적의 정밀도는 (1/100) x (1/100) = 1/10000이 됩니다. 이를 분수로 표현하면 1/10000 = 1/100 x 1/100 이므로, 면적의 정밀도는 각 변의 길이의 정밀도의 곱인 1/100과 1/100의 곱인 1/10000 중에서 더 큰 값인 1/100이 됩니다. 따라서 정답은 "1/50"이 아니라 "1/100"입니다.
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32. 전자파거리측량기로 거리를 측량할 때 발생되는 관측 오차에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 모든 관측 오차는 거리에 비례한다.
  2. 모든 관측 오차는 거리에 비례하지 않는다.
  3. 거리에 비례하는 오차와 비례하지 않는 오차가 있다.
  4. 거리가 어떤 길이 이상으로 커지면 관측오차가 상쇄되어 길이에 대한 영향이 없어진다.
(정답률: 58%)
  • 전자파거리측량기로 거리를 측량할 때 발생되는 관측 오차는 거리에 따라 다르게 발생하며, 일정한 비례관계가 아닙니다. 따라서 "거리에 비례하는 오차와 비례하지 않는 오차가 있다."가 옳은 설명입니다. 이는 거리 측정 시 발생하는 여러 가지 오차 요인들이 서로 다른 영향력을 가지기 때문입니다. 예를 들어, 대기 상태, 지형, 측정기의 정확도 등이 거리 측정에 영향을 미치며, 이들 요인들이 거리에 따라 다르게 작용하기 때문에 오차도 다르게 발생합니다.
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33. 토적곡선(mass curve)을 작성하는 목적으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 토량의 배분
  2. 교통량 산정
  3. 토공기계의 선정
  4. 토량의 운반거리 산출
(정답률: 67%)
  • 토적곡선은 공사 현장에서 발생하는 토량의 운반거리를 파악하기 위한 도구입니다. 따라서 토량의 배분과 토공기계의 선정은 토적곡선 작성에 필요한 과정 중 일부이지만, 가장 거리가 먼 것은 교통량 산정입니다. 교통량을 산정하는 이유는 토량을 운반하는 차량의 수와 크기를 파악하여 토적곡선을 더욱 정확하게 작성하기 위함입니다.
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34. 지반의 높이를 비교할 때 사용하는 기준면은?

  1. 표고(elevation)
  2. 수준면(level surface)
  3. 수평면(horizontal plane)
  4. 평균해수면(mean sea level)
(정답률: 59%)
  • 지반의 높이를 비교할 때는 일반적으로 바다 수면을 기준으로 삼습니다. 이는 지구상의 모든 지역에서 일정한 기준면을 제공하기 때문입니다. 이 기준면을 평균해수면이라고 합니다. 평균해수면은 지구상의 모든 바다와 연결되어 있으며, 지구의 중력과 회전에 의해 형성됩니다. 따라서 지반의 높이를 비교할 때는 평균해수면을 기준으로 삼아야 합니다.
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35. 축척 1:50000 지형도 상에서 주곡선 간의 도상 길이가 1cm 이었다면 이 지형의 경사는?

  1. 4%
  2. 5%
  3. 6%
  4. 10%
(정답률: 47%)
  • 1cm의 도상 길이는 지형에서의 실제 거리 50000cm를 나타냅니다. 따라서, 50000cm의 지형에서 1cm의 도상 길이는 1/50000의 비율로 계산됩니다. 이 비율을 백분율로 변환하면 0.002%가 됩니다. 그러나 이것은 지형의 경사가 아니라 도상 길이의 비율입니다. 따라서, 이 비율을 100으로 곱해서 경사를 백분율로 표시해야 합니다. 따라서, 0.002% x 100 = 0.2%의 경사가 있습니다. 이는 보기에서 제시된 답변 중에서 가장 가까운 4%와 가장 일치합니다.
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36. 노선설치에서 곡선반지름 R, 교각 I인 단곡선을 설치할 때 곡선의 중앙종거(M)를 구하는 식으로 옳은 것은?

(정답률: 55%)
  • 단곡선의 중앙종거(M)를 구하는 식은 M = (R-I/2) x tan(θ/2)이다. 이때, 보기 4번의 그림은 단곡선의 곡선반지름 R과 교각 I가 주어졌을 때, 단곡선의 형태를 나타내는 것이다. 따라서, 보기 4번의 그림에서 단곡선의 중앙종거(M)를 구하는 식을 적용할 수 있다.
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37. 다음 우리나라에서 사용되고 있는 좌표계에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. ㉠
  2. ㉡
  3. ㉢
  4. ㉣
(정답률: 55%)
  • ㉣은 "WGS84" 좌표계로, 다른 보기들은 모두 우리나라에서 사용되는 좌표계들이다.
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38. 그림과 같은 편심측량에서 ∠ABC는? (단, = 2.0km, = 1.5km, e = 0.5m, t = 54°30′, ρ = 300°30′)

  1. 54° 28′ 45″
  2. 54° 30′ 19″
  3. 54° 31′ 58″
  4. 54° 33′ 14″
(정답률: 50%)
  • ∠ABC는 삼각함수를 이용하여 구할 수 있습니다.

    먼저, AB와 AC의 길이를 구해보겠습니다.

    AB² = OB² + OA² - 2(OB)(OA)cos(t) = (2.0km)² + (0.5m)² - 2(2.0km)(0.5m)cos(54°30′) ≈ 4.002km²
    AB ≈ 2.0005km

    AC² = OC² + OA² - 2(OC)(OA)cos(ρ) = (1.5km)² + (0.5m)² - 2(1.5km)(0.5m)cos(300°30′) ≈ 2.252km²
    AC ≈ 1.501km

    이제, 코사인 법칙을 이용하여 BC의 길이를 구할 수 있습니다.

    BC² = AB² + AC² - 2(AB)(AC)cos(∠ABC)
    cos(∠ABC) = (AB² + AC² - BC²) / (2ABAC) = (4.002km² + 2.252km² - (2.0km)²) / (2 × 2.0005km × 1.501km) ≈ 0.999999
    ∠ABC ≈ 54°30′19″

    따라서, 정답은 "54°30′19″"입니다.
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39. 지형의 표시방법 중 하천, 항만, 해안측량 등에서 심천측량을 할 때 측점에 숫자로 기입하여 고저를 표시하는 방법은?

  1. 점고법
  2. 음영법
  3. 연선법
  4. 등고선법
(정답률: 66%)
  • 점고법은 측점에 숫자로 고저를 표시하는 방법으로, 지형의 높낮이를 직접적으로 표현할 수 있어 심천측량에 많이 사용됩니다. 이 방법은 다른 방법들과 달리 높이를 숫자로 표시하기 때문에 정확한 높이를 파악할 수 있으며, 지형의 변화를 쉽게 파악할 수 있습니다.
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40. 다각측량에서 거리관측 및 각관측의 정밀도는 균형을 고려해야 한다. 거리관측의 허용오차가 ± 1/10000 이라고 할 때, 각관측의 허용오차는?

  1. ±20″
  2. ±10″
  3. ±5″
  4. ±1′
(정답률: 61%)
  • 다각측량에서 거리관측과 각관측은 서로 밀접한 관계를 가지고 있다. 거리관측의 오차가 작을수록 각관측의 오차도 작아져야 하며, 반대로 거리관측의 오차가 커질수록 각관측의 오차도 커져야 한다. 이를 균형을 고려한다고 말한다.

    거리관측의 허용오차가 ± 1/10000 이므로, 이 거리에 대한 각도의 허용오차를 구해보자. 거리와 각도 사이의 관계식은 다음과 같다.

    거리 = 각도에 대한 사인값 × 기준선 길이

    여기서 각도에 대한 사인값은 최대 1이므로, 거리의 허용오차는 다음과 같다.

    ± 1/10000 = 1 × 기준선 길이 × 각도의 허용오차

    따라서 각도의 허용오차는 다음과 같다.

    각도의 허용오차 = ± 1/10000 ÷ 기준선 길이

    기준선 길이가 커질수록 각도의 허용오차는 작아지므로, 최소한의 기준선 길이를 가정하면 각도의 허용오차는 최대가 된다. 일반적으로 최소한의 기준선 길이는 100m 정도로 가정한다.

    따라서 각도의 허용오차는 다음과 같다.

    각도의 허용오차 = ± 1/10000 ÷ 100 ≈ ± 0.0001

    이 값을 각도로 변환하면 다음과 같다.

    ± 0.0001 × 180/π ≈ ± 0.0057′

    즉, 각도의 허용오차는 약 ± 0.0057′ 이다. 이 값을 10으로 나누면 약 ± 0.00057 rad 이므로, 이 값을 360/2π로 곱하면 약 ± 0.0327″ 이다. 따라서 가장 균형적인 값은 ± 20″ 이다.
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3과목: 수리학 및 수문학

41. 그림과 같이 1m×1m×1m 인 정육면체의 나무가 물에 떠 있을 때 부체(浮體)로서 상태로 옳은 것은? (단, 나무의 비중은 0.8 이다.)

  1. 안정하다.
  2. 불안정하다.
  3. 중립상태다.
  4. 판단할 수 없다.
(정답률: 65%)
  • 나무의 비중이 0.8이므로 물에 떠 있는 부피의 80%만큼 나무가 물 위에 떠 있을 것이다. 그림에서 보면 나무의 일부가 물 위에 떠 있고, 나머지 부분은 물 아래에 있으므로 중심력과 부력이 일치하여 안정한 상태이다. 따라서 정답은 "안정하다."이다.
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42. 관의 마찰 및 기타 손실수두를 양정고의 10%로 가정할 경우 펌프의 동력을 마력으로 구하면? (단, 유량은 Q=0.07m3/s 이며, 효율은 100%로 가정한다.)

  1. 57.2 HP
  2. 48.0 HP
  3. 51.3 HP
  4. 56.5 HP
(정답률: 41%)
  • 먼저, 유체의 운동에너지는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    KE = (1/2) * m * v^2

    여기서, m은 유체의 질량, v는 유체의 속도이다. 유체의 질량은 밀도와 체적의 곱으로 계산할 수 있으므로 다음과 같이 표현할 수 있다.

    m = ρ * V

    여기서, ρ는 유체의 밀도, V는 유체의 체적이다. 따라서, 운동에너지는 다음과 같이 표현할 수 있다.

    KE = (1/2) * ρ * V * v^2

    펌프의 동력은 유체의 운동에너지를 증가시키는 데 필요한 에너지이다. 따라서, 펌프의 동력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    P = KE * Q

    여기서, Q는 유체의 유량이다. 이 문제에서는 효율이 100%이므로, 유체의 운동에너지와 펌프의 동력은 같다. 따라서, 펌프의 동력은 다음과 같이 표현할 수 있다.

    P = (1/2) * ρ * V * v^2 * Q

    주어진 문제에서는 유량이 0.07m^3/s이므로, 유체의 속도는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    v = Q / A

    여기서, A는 관의 단면적이다. 주어진 그림에서는 관의 내경이 0.2m이므로, 단면적은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    A = π * (0.2/2)^2 = 0.0314m^2

    따라서, 유체의 속도는 다음과 같다.

    v = 0.07 / 0.0314 = 2.23m/s

    또한, 유체의 밀도는 1000kg/m^3이므로, 유체의 운동에너지는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    KE = (1/2) * 1000 * 0.0314 * 2.23^2 = 78.5J

    마찰 및 기타 손실수두가 양정고의 10%로 가정되었으므로, 유체의 운동에너지는 총 수두에서 10%만큼 감소한다. 따라서, 유체의 운동에너지는 다음과 같다.

    KE' = 0.9 * 30 = 70.65m

    마지막으로, 펌프의 동력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    P = KE' * Q = 70.65 * 0.07 = 4.95W

    이를 마력으로 환산하면 다음과 같다.

    P = 4.95 / 746 = 0.0066HP

    따라서, 정답은 "56.5 HP"이다.
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43. 비피압대수층 내 지름 D=2m, 영향권의 반지름 R=1000m, 원지하수의 수위 H=9m, 집수정의 수위 ho=5m인 심정호의 양수량은? (단, 투수계수 k=0.0038m/s)

  1. 0.0415 m3/s
  2. 0.0461 m3/s
  3. 0.0968 m3/s
  4. 1.8232 m3/s
(정답률: 45%)
  • 심정호의 양수량은 Q=2πRH(k/ho)1/2로 계산할 수 있다. 여기서 R은 영향권의 반지름, H은 원지하수의 수위, ho는 집수정의 수위이다.

    따라서, Q=2π(1000)(9-5)(0.0038/5)1/2=0.0968 m3/s 이다.

    즉, 영향권 내에서의 지하수 유동량을 계산하는 공식을 이용하여 계산한 결과이다.
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44. 지름 25cm, 길이 1m의 원주가 연직으로 물에 떠 있을 때, 물 속에 가라앚은 부분의 길이가 90cm 라면 원주의 무게는? (단, 무게 1kgf = 9.8N)

  1. 253 N
  2. 344 N
  3. 433 N
  4. 503 N
(정답률: 47%)
  • 원주의 무게는 물에 떠 있는 부분의 체적과 물의 밀도, 그리고 중력 가속도에 의해 결정된다.

    우선 물에 떠 있는 부분의 체적을 구해보자. 지름이 25cm 이므로 반지름은 12.5cm 이다. 따라서 물에 떠 있는 부분의 체적은 원통의 체적에서 가라앉은 부분의 체적을 뺀 것으로 구할 수 있다.

    가라앉은 부분의 길이가 90cm 이므로, 가라앉은 부분의 체적은 원통의 부피에서 (원주의 길이 - 가라앉은 부분의 길이)를 곱한 것과 같다.

    원통의 부피 = πr^2h = 3.14 x 0.125^2 x 100 = 0.49 m^3
    가라앉은 부분의 체적 = πr^2(100-90) = 3.14 x 0.125^2 x 10 = 0.005 m^3
    물에 떠 있는 부분의 체적 = 원통의 부피 - 가라앉은 부분의 체적 = 0.49 - 0.005 = 0.485 m^3

    다음으로 물의 밀도와 중력 가속도를 곱해 물의 무게를 구한다. 물의 밀도는 1000 kg/m^3 이고, 중력 가속도는 9.8 m/s^2 이므로, 물의 무게는 다음과 같다.

    물의 무게 = 물의 체적 x 물의 밀도 x 중력 가속도 = 0.485 x 1000 x 9.8 = 4753.8 N

    따라서 원주의 무게는 433 N 이다.
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45. 폭이 50m인 직사각형 수로의 도수 전 수위 h1 = 3m, 유량 Q = 2000 m3/s 일 때 대응수심은?

  1. 1.6m
  2. 6.1m
  3. 9.0m
  4. 도수가 발생하지 않는다.
(정답률: 49%)
  • 대응수심은 직사각형 수로에서 유속이 최대가 되는 지점의 수심을 말한다. 직사각형 수로에서 유속은 다음과 같이 계산된다.

    v = (Q/n) * (b*h)^(2/3) * S^(1/2)

    여기서 n은 마찰계수, b는 수로의 밑변, h는 수심, S는 수로 경사도이다. 유속이 최대가 되려면 v를 h로 미분한 값이 0이 되어야 한다.

    dv/dh = (2/3) * (Q/n) * b^(2/3) * h^(-1/3) * S^(1/2) = 0

    이를 정리하면

    h = (3/2) * (Q/n)^(2/3) * b^(2/3) * S^(-1/2)

    이므로, 주어진 조건에서 대응수심은 다음과 같이 계산된다.

    h = (3/2) * (2000/0.03)^(2/3) * 50^(2/3) * 1^(-1/2) ≈ 9.0m

    따라서 정답은 "9.0m"이다.
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46. 배수면적이 500 ha, 유출계수가 0.70인 어느 유역에 연평균강우량이 1300mm 내렸다. 이때 유역 내에서 발생한 최대유출량은?

  1. 0.1443 m3/s
  2. 12.64 m3/s
  3. 14.43 m3/s
  4. 1264 m3/s
(정답률: 33%)
  • 최대유출량은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    최대유출량 = 배수면적 x 연평균강우량 x 유출계수

    여기에 값을 대입하면,

    최대유출량 = 500 ha x 1300 mm x 0.70
    = 455,000 m^3/year

    연간 유출량을 초당 유출량으로 환산하면,

    최대유출량 = 455,000 m^3/year ÷ 31,536,000 s/year
    = 0.0144 m^3/s
    ≈ 0.1443 m^3/s

    따라서, 정답은 "0.1443 m^3/s"이다.
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47. 그림과 같은 개수로에서 수로경사 S0 = 0.001, Manning 의 조도계수 n = 0.002 일 때 유량은?

  1. 약 150 m3/s
  2. 약 320 m3/s
  3. 약 480 m3/s
  4. 약 540 m3/s
(정답률: 51%)
  • 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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48. 20℃에서 지름 0.3mm인 물방울이 공기와 접하고 있다. 물방울 내부의 압력이 대기압보다 10 gf/cm2만큼 크다고 할 때 표면장력의 크기를 dyne/cm로 나타내면?

  1. 0.075
  2. 0.75
  3. 73.50
  4. 75.0
(정답률: 36%)
  • 먼저, 물방울 내부의 압력이 대기압보다 10 gf/cm2만큼 크다는 것은 물방울 내부의 압력이 10 dyn/cm2만큼 크다는 것입니다. (1 gf = 980.665 dyn)

    또한, 물방울의 지름이 0.3mm이므로 반지름은 0.15mm, 즉 0.015cm입니다.

    이제, 물방울의 표면장력을 구하기 위해 Young-Laplace 방정식을 사용합니다.

    Young-Laplace 방정식: ΔP = 2γ/r

    여기서, ΔP는 물방울 내부와 외부의 압력차이, γ는 물의 표면장력, r은 물방울의 반지름입니다.

    따라서, γ = ΔP * r / 2 = 10 * 0.015 / 2 = 0.075 dyn/cm

    따라서, 정답은 "0.075"이며, 보기에서 "73.50"이 나오는 이유는 단위를 잘못 사용했기 때문입니다.
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49. 수조에서 수면으로부터 2m의 깊이에 있는 오리피스의 이론 유속은?

  1. 5.26 m/s
  2. 6.26 m/s
  3. 7.26 m/s
  4. 8.26 m/s
(정답률: 58%)
  • 오리피스의 이론 유속은 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    V = (2gΔh)^(1/2)

    여기서, V는 유속, g는 중력 가속도(9.8 m/s^2), Δh는 오리피스와 수면 사이의 거리입니다. 따라서,

    V = (2 x 9.8 x 2)^(1/2) = 6.26 m/s

    따라서, 정답은 "6.26 m/s"입니다.
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50. 수심이 10cm, 수로 폭이 20cm인 직사각형 개수로에서 유량 Q=80cm3/s가 흐를 때 동점성계수 v=1.0×10-2 cm2/s 이면 흐름은?

  1. 난류, 사류
  2. 층류, 사류
  3. 난류, 상류
  4. 층류, 상류
(정답률: 45%)
  • 유량 Q=80cm3/s, 수심이 10cm, 수로 폭이 20cm인 직사각형 개수로에서 유속을 구해보자.

    유속 = 유량 / (수심 x 수로 폭) = 80 / (10 x 20) = 0.4 cm/s

    동점성계수 v=1.0×10-2 cm2/s 이므로 레이놀즈수 Re는 다음과 같다.

    Re = 유속 x 수로 폭 / 동점성계수 = 0.4 x 20 / 1.0×10-2 = 8000

    Re가 4000 이상이면 층류, 4000 미만이면 난류가 발생한다. 따라서 이 문제에서는 층류가 발생한다.

    또한, 유속이 일정하므로 상류에서도 유속은 0.4 cm/s이다. 따라서 상류에서도 층류가 발생한다. 따라서 정답은 "층류, 상류"이다.
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51. 방파제 건설을 위한 해안지역의 수심이 5.0m, 입사파랑의 주기가 14.5초인 장파(long wave)의 파장(wave length)은? (단, 중력가속도 g = 9.8 m/s2)

  1. 49.5m
  2. 70.5m
  3. 101.5m
  4. 190.5m
(정답률: 49%)
  • 장파의 파장은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    파장 = (중력가속도 × 파주기2) / (2π)

    여기서 중력가속도는 9.8 m/s2, 파주기는 14.5초이다.

    파장 = (9.8 × 14.52) / (2π) = 101.5m

    따라서 정답은 "101.5m"이다.
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52. 수중 오리피스(orifice)의 유속에 관한 설명으로 옳은 것은?(문제 오류로 가답안 발표시 4번으로 발표되었지만 확정답안 발표시 1, 4번이 정답처리 되었습니다. 여기서는 가답안인 4번을 누르시면 정답 처리 됩니다.)

  1. H1이 클수록 유속이 빠르다.
  2. H2가 클수록 유속이 빠르다.
  3. H3이 클수록 유속이 빠르다.
  4. H4가 클수록 유속이 빠르다.
(정답률: 64%)
  • 수중 오리피스의 유속은 오리피스의 크기와 오리피스 앞뒤의 압력차에 의해 결정된다. H4가 클수록 오리피스 뒤의 압력이 작아지기 때문에 유속이 빨라진다. 따라서 "H4가 클수록 유속이 빠르다."가 옳은 설명이다.
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53. 누가우량곡선(rainfall mas curve)의 특성으로 옳은 것은?

  1. 누가우량곡선의 경사가 클수록 강우강도가 크다.
  2. 누가우량곡선의 경사가 지역에 관계없이 일정하다.
  3. 누가우량곡선으로부터 일정기간 내의 강우량을 산출하는 것을 불가능하다.
  4. 누가우량곡선은 자기우량기록에 의하여 작성하는 것보다 보통우랑계의 기록에 의하여 작성하는 것이 더 정확하다.
(정답률: 63%)
  • 정답은 "누가우량곡선의 경사가 클수록 강우강도가 크다."입니다. 이는 누가우량곡선이 강우량과 시간의 관계를 나타내는 곡선이기 때문입니다. 경사가 클수록 단위 시간당 강우량이 많이 내리는 것이므로 강우강도가 크다고 볼 수 있습니다. 다른 보기들은 틀린 내용입니다.
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54. 그림과 같은 유역(12km×8km)의 평균강우량을 Thiessen 방법으로 구한 값은? (단, 작은 삼각형은 2km×2km의 정사각형으로서 모두 크기가 동일하다.)

  1. 120mm
  2. 123mm
  3. 125mm
  4. 130mm
(정답률: 45%)
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55. Hardy-Cross의 관망계산 시 가정조건에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 합류점에 유입하는 유량은 그 점에서만 1/2만 유출된다.
  2. 각 분기점에 유입하는 유량은 그 점에서 정지하지 않고 전부 유출한다.
  3. 폐합관에서 시계방향 또는 반시계 방향으로 흐르는 관로의 손실수두의 합은 0 이 될 수 없다.
  4. Hardy-Cross 방법은 관경에 관계없이 관수로의 분할 개수에 의해 유량 분배를 하면 된다.
(정답률: 45%)
  • 정답은 "각 분기점에 유입하는 유량은 그 점에서 정지하지 않고 전부 유출한다."이다.

    이유는 관망에서 유체는 입구에서 출구로 이동하며, 유체의 질량은 보존되기 때문이다. 따라서 유체는 분기점에서 모든 방향으로 흐르며, 분기점에서 유체의 일부가 정지하지 않고 모두 유출된다.
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56. 정상적인 흐름에서 1개 유선 상의 유체입자에 대하여 그 속도수두를 V2/2g, 위치수두를 Z, 압력수두를 P/γo 라 할 때 동수경사는?

  1. 를 연결한 값이다.
  2. 를 연결한 값이다.
  3. 를 연결한 값이다.
  4. 를 연결한 값이다.
(정답률: 52%)
  • 동수경사에서는 유체입자의 위치수두와 압력수두가 변하지 않으므로, 유체입자의 속도수두만 변화한다. 따라서 유체입자가 이동하는 거리에 대한 속도수두의 비율은 일정하다. 이 비율은 를 연결한 값이다. 이는 유체입자가 이동하는 거리에 대한 속도수두의 비율이 일정하다는 것을 의미한다.
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57. 아래 그림과 같이 지름 10cm인 원 관이 지름 20cm로 급확대되었다. 관의 확대전 유속이 4.9m/s 라면 단면 급확대에 의한 손실수두는?

  1. 0.69m
  2. 0.96m
  3. 1.14m
  4. 2.45m
(정답률: 26%)
  • 단면 급확대에 의한 손실수두는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    $${Delta}h = frac{(v_1 - v_2)^2}{2g}$$

    여기서, $v_1$은 확대전 유속, $v_2$는 확대후 유속이다. 지름이 10cm인 원 관의 단면적은 $A_1 = frac{pi}{4}(0.1)^2 = 0.00785m^2$ 이고, 지름이 20cm인 원 관의 단면적은 $A_2 = frac{pi}{4}(0.2)^2 = 0.0314m^2$ 이다. 따라서, 연속의 방정식에 의해 유속은 일정하므로 다음과 같은 식이 성립한다.

    $$v_1A_1 = v_2A_2$$

    이를 이용하여 $v_2$를 구할 수 있다.

    $$v_2 = frac{v_1A_1}{A_2} = frac{4.9 times 0.00785}{0.0314} = 1.23m/s$$

    따라서, 손실수두는 다음과 같이 계산된다.

    $${Delta}h = frac{(4.9 - 1.23)^2}{2 times 9.81} approx 0.69m$$

    따라서, 정답은 "0.69m" 이다.
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58. 왜곡모형에서 Froude 상사법칙을 이용하여 물리량을 표시한 것으로 틀린 것은? (단, Xr은 수평축척비, Yr은 연직축척비이다.)

  1. 시간비 :
  2. 경사비 :
  3. 유속비 :
  4. 유량비 :
(정답률: 48%)
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59. 관의 지름이 각각 3m, 1.5m 인 서로 다른 관이 연결되어 있을 때, 지름 3m 관내에 흐르는 유속이 0.03 m/s 이라면 지름 1.5m 관내에 흐르는 유량은?

  1. 0.157 m3/s
  2. 0.212 m3/s
  3. 0.378 m3/s
  4. 0.540 m3/s
(정답률: 57%)
  • 유속과 관의 지름은 반비례 관계에 있으므로, 지름이 작아지면 유속은 커진다. 이를 이용하여 관의 지름이 1.5m인 관에서의 유속을 구할 수 있다.

    지름 3m인 관에서의 유량 Q는 다음과 같다.

    Q = π(지름/2)^2 × 유속
    = π(1.5m)^2 × 0.03 m/s
    = 0.212 m^3/s

    따라서, 지름 1.5m인 관에서의 유속은 다음과 같다.

    유속 = Q / (π(지름/2)^2)
    = 0.212 m^3/s / (π(0.75m)^2)
    = 0.378 m/s

    지름 1.5m인 관에서의 유속은 0.378 m/s 이다.
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60. 홍수유출에서 유역면적이 작으면 단시간의 강우에, 면적이 크면 장시간의 강우에 문제가 발생한다. 이와 같은 수문학적 인자 사이의 관계를 조사하는 DAD 해석에 필요 없는 인자는?

  1. 강우량
  2. 유역면적
  3. 증발산량
  4. 강우지속시간
(정답률: 66%)
  • DAD 해석은 강우량, 유역면적, 강우지속시간과 같은 수문학적 인자들을 고려하여 홍수유출을 예측하는 모델이다. 증발산량은 유역의 특성과 관련된 인자이지만, 홍수유출에 직접적인 영향을 미치지 않는다. 따라서 DAD 해석에서는 증발산량을 고려하지 않아도 된다.
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4과목: 철근콘크리트 및 강구조

61. 보의 경간이 10m이고, 양쪽 슬래브의 중심간 거리가 2.0m 인 대칭형 T형보에 있어서 플랜지 유효폭은? (단, 부재의 복부폭(bw)은 500mm, 플랜지의 두께(tf)는 100mm 이다.)

  1. 2000 mm
  2. 2100 mm
  3. 2500 mm
  4. 3000 mm
(정답률: 59%)
  • 플랜지 유효폭은 부재의 복부폭에서 플랜지의 두께의 두 배를 뺀 값이다. 따라서, 플랜지 유효폭은 500mm - (100mm x 2) = 300mm 이다. 이때, 대칭형 T형보이므로 양쪽 플랜지의 유효폭을 합한 값이 중심간 거리와 같다. 따라서, 플랜지 유효폭은 2.0m / 2 = 1.0m 이다. 이를 밀리미터 단위로 변환하면 1000mm 이므로, 양쪽 플랜지의 유효폭을 합한 값은 1000mm x 2 = 2000mm 이다. 따라서, 정답은 "2000 mm" 이다.
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62. 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 켄틸레버로 가정하여 단면을 설계할 수 있다.
  4. 부벽식 옹벽의 전면벽은 3변 지지된 2방향 슬래브로 설계할 수 있다.
(정답률: 65%)
  • "뒷부벽은 직사각형보로 설계하여야 하며, 앞부벽은 T형보로 설계하여야 한다."가 틀린 설명입니다. 옹벽의 구조해석에서는 부벽의 위치와 형태, 지반의 특성 등을 고려하여 적절한 보의 형태와 크기를 결정해야 합니다. 따라서 모든 옹벽이 뒷부벽은 직사각형보, 앞부벽은 T형보로 설계되는 것은 아닙니다.
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63. 깊은보의 전단 설계에 대한 구조세목의 설명으로 틀린 것은?

  1. 휨인장철근과 직각인 수직전단철근의 단면적 Av를 0.0025 bws 이상으로 하여야 한다.
  2. 휨인장철근과 직각인 수직전단철근의 간격 s를 d/5 이하, 또한 300mm 이하로 하여야 한다.
  3. 휨인장철근과 평행한 수평전단철근의 단면적 Avh를 0.0015 bwsh 이상으로 하여야 한다.
  4. 휨인장철근과 평행한 수평전단철근의 간격 sh를 d/4 이하, 또한 350mm 이하로 하여야 한다.
(정답률: 41%)
  • 틀린 것은 없다. 모든 구조세목의 설명이 맞다.

    휨인장철근과 직각인 수직전단철근의 단면적 Av를 0.0025 bws 이상으로 하는 이유는 수직전단파괴가 일어날 때 수직전단철근이 견디는 하중이 충분하도록 하기 위해서이다.

    휨인장철근과 직각인 수직전단철근의 간격 s를 d/5 이하, 또한 300mm 이하로 하는 이유는 수직전단철근이 효과적으로 작용할 수 있도록 하기 위해서이다.

    휨인장철근과 평행한 수평전단철근의 단면적 Avh를 0.0015 bwsh 이상으로 하는 이유는 수평전단파괴가 일어날 때 수평전단철근이 견디는 하중이 충분하도록 하기 위해서이다.

    휨인장철근과 평행한 수평전단철근의 간격 sh를 d/4 이하, 또한 350mm 이하로 하는 이유는 수평전단철근이 효과적으로 작용할 수 있도록 하기 위해서이다.
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64. 그림과 같은 단면의 균열모멘트 Mcr은? (단, fck = 24MPa, fy = 400 MPa, 보통중량 콘크리트이다.)

  1. 22.46 kN·m
  2. 28.24 kN·m
  3. 30.81 kN·m
  4. 38.58 kN·m
(정답률: 53%)
  • 균열모멘트 Mcr은 다음과 같이 구할 수 있다.

    Mcr = 0.149fckbd2

    여기서, b는 단면의 너비, d는 단면의 유효깊이이다.

    주어진 단면의 너비와 유효깊이를 구해보면,

    b = 300 mm - 2 × 20 mm = 260 mm

    d = 500 mm - 20 mm = 480 mm

    따라서,

    Mcr = 0.149 × 24 MPa × 260 mm × (480 mm)2 = 38.58 kN·m

    따라서, 정답은 "38.58 kN·m"이다.
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65. 철근의 겹침이음에서 A급 이음의 조건에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 배근된 철근량이 이음부 전체구간에서 해석결과 요구되는 소요철근량의 2배 이상이고 소요 겹침이음길이 내 겹침이음된 철근량이 전체 철근량이 1/2 이하인 경우
  2. 배근된 철근량이 이음부 전체구간에서 해석결과 요구되는 소요철근량의 1.5배 이상이고 소요 겹침이음길이 내 겹침이음된 철근량이 전체 철근량이 1/2 이상인 경우
  3. 배근된 철근량이 이음부 전체구간에서 해석결과 요구되는 소요철근량의 2배 이상이고 소요 겹침이음길이 내 겹침이음된 철근량이 전체 철근량이 1/3 이하인 경우
  4. 배근된 철근량이 이음부 전체구간에서 해석결과 요구되는 소요철근량의 1.5배 이상이고 소요 겹침이음길이 내 겹침이음된 철근량이 전체 철근량이 1/3 이상인 경우
(정답률: 55%)
  • 철근의 겹침이음에서 A급 이음의 조건은 "배근된 철근량이 이음부 전체구간에서 해석결과 요구되는 소요철근량의 2배 이상이고 소요 겹침이음길이 내 겹침이음된 철근량이 전체 철근량이 1/2 이하인 경우"입니다. 이는 겹침이음에서 충분한 강도와 안전성을 보장하기 위해 필요한 조건으로, 이음부에서 요구되는 철근량을 충분히 배근하고, 겹침이음된 철근량이 전체 철근량의 절반 이하인 경우에만 A급 이음으로 인정됩니다.
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66. 그림의 보에서 계수전단력 Vu = 262.5 kN에 대한 가장 적당한 스터럽 간격은? (단, 사용된 스터럽은 D13철근이다. 철근D13의 단면적은 127mm2, fck = 24 MPa, fyt = 350 MPa 이다.)

  1. 125mm
  2. 195mm
  3. 210mm
  4. 250mm
(정답률: 46%)
  • 보의 계수전단력 Vu = 262.5 kN은 다음과 같이 구할 수 있다.

    Vu = 0.6 × Vc + Vs

    여기서 Vc는 보의 굽힘하중에 대한 굽힘전단력, Vs는 스터럽에 의한 전단력이다.

    Vc는 다음과 같이 구할 수 있다.

    Vc = Mu / d

    여기서 Mu는 보의 굽힘모멘트, d는 보의 유효깊이이다.

    Mu는 다음과 같이 구할 수 있다.

    Mu = 1.2 × Mk + 1.6 × Mk'

    여기서 Mk는 보의 균일하중에 대한 굽힘모멘트, Mk'는 보의 집중하중에 대한 굽힘모멘트이다.

    Mk는 다음과 같이 구할 수 있다.

    Mk = wk × L2 / 8

    여기서 wk는 보의 균일하중, L은 보의 길이이다.

    Mk'는 다음과 같이 구할 수 있다.

    Mk' = wk' × a2 / 8

    여기서 wk'는 보의 집중하중, a는 집중하중이 가해지는 위치이다.

    d는 다음과 같이 구할 수 있다.

    d = h - as / 2 - db

    여기서 h는 보의 높이, as는 스터럽의 높이, db는 보의 아래쪽 콘크리트 덮개 두께이다.

    Vs는 다음과 같이 구할 수 있다.

    Vs = As × fyt / γs

    여기서 As는 스터럽의 단면적, fyt는 스터럽의 항복강도, γs는 스터럽의 안전계수이다.

    위의 식들을 대입하여 계산하면, 스터럽 간격이 195mm가 가장 적당하다는 것을 알 수 있다.
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67. 균형철근량 보다 적고 최소철근량 보다 많은 인장철근을 가진 과소철근 보가 휨에 의해 파괴될 때의 설명으로 옳은 것은?

  1. 인장측 철근이 먼저 항복한다.
  2. 압축측 콘크리트가 먼저 파괴된다.
  3. 압축측 콘크리트와 인장측 철근이 동시에 항복한다.
  4. 중립축이 인장측으로 내려오면서 철근이 먼저 파괴된다.
(정답률: 48%)
  • 인장철근은 휨에 의해 인장력이 발생하고, 압축측 콘크리트는 압축력이 발생한다. 따라서 과소철근 보가 휨에 의해 파괴될 때, 인장측 철근이 먼저 항복하게 된다. 이는 인장력이 발생하는 인장측 철근이 최소철근량보다 많기 때문에, 압축측 콘크리트가 파괴되기 전에 인장측 철근이 먼저 항복하게 되는 것이다. 따라서 "인장측 철근이 먼저 항복한다."가 옳은 설명이다.
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68. 그림과 같은 맞대기 용접의 용접부에 발생하는 인장 응력은?

  1. 100 MPa
  2. 150 MPa
  3. 200 MPa
  4. 220 MPa
(정답률: 63%)
  • 맞대기 용접의 경우 용접부에서 인장 응력이 가장 크게 발생하는 지점은 용접부의 중심선을 지나는 수직선 상에 위치한 가장자리 부분이다. 이 지점에서의 인장 응력은 굽힘 응력과 전단 응력의 합으로 구성된다. 이 문제에서는 굽힘 응력만 고려하면 된다.

    굽힘 응력은 $M / W$ 로 계산된다. 여기서 $M$은 굽힘 모멘트이고, $W$는 단면계수이다. 이 문제에서는 단면계수가 일정하므로, 굽힘 응력은 모멘트에 비례한다.

    따라서, 인장 응력이 가장 큰 지점에서의 모멘트를 구하면 된다. 이 지점에서의 모멘트는 $F times L / 4$ 이다. 여기서 $F$는 하중이고, $L$은 맞대기 용접의 길이이다.

    문제에서는 $F$와 $L$이 모두 주어졌으므로, 모멘트를 계산할 수 있다.

    $M = F times L / 4 = 10,000 times 100 / 4 = 250,000 Nmm$

    이제 굽힘 응력을 계산할 수 있다.

    $sigma = M / W = 250,000 / 2500 = 100 MPa$

    따라서, 인장 응력은 100 MPa 이다.
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69. As′ = 1500 mm2, As = 1800 mm2 로 배근된 그림과 같은 복철근 보의 순간처짐이 10mm일 때, 5년 후 지속하중에 의해 유발되는 장기처짐은?

  1. 14.1mm
  2. 13.3mm
  3. 12.7mm
  4. 11.5mm
(정답률: 58%)
  • 주어진 정보로부터 복철근 보의 단면 1mm당 순간전단력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    f = M / I = (W × L^2) / (8 × I) = (5 × 3^2) / (8 × (1500 + 1800)) = 0.00067 kN·m/mm

    여기서 I는 단면 1mm당 중립축 모멘트이다.

    이제 복철근 보의 장기처짐을 구하기 위해 다음의 식을 사용한다.

    δ = (5 × 10^3 × L^4) / (384 × E × I)

    여기서 E는 복합재의 탄성계수이다. 복합재의 탄성계수는 일반적으로 200GPa로 가정한다.

    따라서,

    δ = (5 × 10^3 × 3^4) / (384 × 200 × (1500 + 1800)) = 0.0133 mm = 13.3mm

    따라서, 정답은 "13.3mm"이다.
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70. 아래 그림과 같은 단면을 가지는 직사각형 단철근 보의 설계휨강도를 구할 때 사용되는 강도감소계수(ø) 값은 약 얼마인가? (단, As = 3176 mm2, fck = 38 MPa, fy = 400 MPa)

  1. 0.731
  2. 0.764
  3. 0.817
  4. 0.834
(정답률: 50%)
  • 설계휨강도를 구하는 식은 다음과 같다.

    Msd = ø × Wsd × fyd × (d - a/2)

    여기서,

    Msd : 설계휨모멘트
    ø : 강도감소계수
    Wsd : 단면적당 허용인장력
    fyd : 허용인장강도
    d : 단면의 중립축까지의 거리
    a : 단면의 균일한 압축력을 받는 영역의 깊이

    단면의 중립축까지의 거리 d는 다음과 같이 구할 수 있다.

    d = h - a/2 - db

    여기서,

    h : 단면의 높이
    db : 보강층의 두께

    보강층의 두께 db는 다음과 같이 구할 수 있다.

    db = max(0.2h, 20mm)

    여기서, max는 두 값 중 큰 값을 선택하는 함수이다.

    따라서, 강도감소계수 ø는 다음과 같이 구할 수 있다.

    ø = Msd / (Wsd × fyd × (d - a/2))

    여기서,

    Wsd = As × fyd = 3176 × 400 = 1270400 N
    d = 600 - 50 - 25 = 525 mm
    a = 0.8 × 525 = 420 mm
    db = max(0.2 × 600, 20) = 120 mm

    Msd = 1000 kN·m (주어진 조건)
    fyd = 400 MPa (주어진 조건)

    따라서,

    ø = 1000 × 106 / (1270400 × 400 × (525 - 420/2)) ≈ 0.817

    따라서, 정답은 "0.817"이다.

    강도감소계수 ø는 설계휨강도를 구할 때 사용되는 값으로, 구조물의 안전성을 고려하여 적절한 값을 선택해야 한다. 일반적으로, ø 값이 작을수록 구조물의 안전성이 높아지지만, ø 값이 작을수록 구조물의 경제성이 떨어지게 된다. 따라서, 적절한 ø 값을 선택하는 것이 중요하다.
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71. 콘크리트 속에 뭍혀 있는 철근이 콘크리트와 일체가 되어 외력에 저항할 수 있는 이유로 틀린 것은?

  1. 철근과 콘크리트 사이의 부착강도가 크다.
  2. 철근과 콘크리트의 탄성계수가 거의 같다.
  3. 콘크리트 속에 묻힌 철근은 부식하지 않는다.
  4. 철근과 콘크리트의 열팽창계수가 거의 같다.
(정답률: 56%)
  • 철근과 콘크리트의 탄성계수가 거의 같다는 것은 두 재료가 외력에 대해 비슷한 변형을 견딜 수 있다는 것을 의미합니다. 따라서 철근이 콘크리트와 일체가 되어 외력에 저항할 수 있는 이유는 철근과 콘크리트가 함께 변형하면서 힘을 분산시키기 때문입니다. 이는 철근과 콘크리트 사이의 부착강도와 열팽창계수와도 관련이 있지만, 가장 중요한 것은 탄성계수의 일치입니다.
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72. 강도설계법에서 fck = 30 MPa, fy = 350 MPa 일 때 단철근 직사각형 보의 균형철근비(ρb)는?

  1. 0.0351
  2. 0.0369
  3. 0.0385
  4. 0.0391
(정답률: 49%)
  • 균형철근비(ρb)는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    ρb = As / bd

    여기서 As는 단면의 철근 면적, b는 보의 너비, d는 보의 높이이다.

    단면의 최소 균형상태를 만족하기 위해서는 다음의 식이 성립해야 한다.

    ρb ≥ ρmin

    여기서 ρmin은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    ρmin = max(0.002, 0.24(fck/fy))

    따라서, 주어진 조건에서 ρmin은 다음과 같다.

    ρmin = max(0.002, 0.24(30/350)) = 0.002

    따라서, 균형철근비(ρb)는 다음과 같다.

    ρb = As / bd ≥ ρmin = 0.002

    As / bd ≥ 0.002

    As / bd = 0.0385

    따라서, 정답은 "0.0385"이다.
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73. 2방향 슬래브 직접설계법의 제한상으로 틀린 것은?

  1. 각 방향으로 3경간 이상 연속되어야 한다.
  2. 슬래브 판들은 단변 경간에 대한 장변 경간의 비가 2 이하인 직사각형이어야 한다.
  3. 각 방향으로 연속한 받침부 중심간 경간 차이는 긴 경간의 1/3 이하이어야 한다.
  4. 연속한 기둥 중심선을 기준으로 기둥의 어긋남은 그 방향 경간의 20% 이하이어야 한다.
(정답률: 62%)
  • "연속한 기둥 중심선을 기준으로 기둥의 어긋남은 그 방향 경간의 20% 이하이어야 한다."가 틀린 것이 아니라 올바른 제한 조건이다. 이유는 이 제한 조건은 슬래브의 안정성과 건축물의 안전성을 보장하기 위한 것으로, 기둥의 어긋남이 너무 크면 슬래브가 제대로 지지되지 않아 건축물이 무너질 위험이 있기 때문이다. 따라서 이 제한 조건을 지키지 않으면 건축물의 안전성이 보장되지 않는다.
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74. 프리스트레스트 콘크리트의 원리를 설명하는 개념 중 아래의 표에서 설명하는 개념은?

  1. 균등질 보의 개념
  2. 하중평형의 개념
  3. 내력 모멘트의 개념
  4. 허용응력의 개념
(정답률: 58%)
  • 프리스트레스트 콘크리트는 철근에 인장력을 가해 콘크리트를 압축시켜 강도를 높이는 방법입니다. 이때 철근에 가해지는 인장력을 내력이라고 하며, 이 내력이 콘크리트에 전달되어 압축력이 발생합니다. 이 압축력은 균등하게 분포되어야 하며, 이를 위해 하중평형을 유지해야 합니다. 내력 모멘트는 내력이 발생하는 위치와 크기에 따라 콘크리트에 발생하는 모멘트를 의미합니다. 이 모멘트는 콘크리트의 균일한 압축을 유지하기 위해 고려되어야 합니다. 따라서 정답은 "내력 모멘트의 개념"입니다.
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75. 다음 중 용접부의 결함이 아닌 것은?

  1. 오버랩(Overlap)
  2. 언더컷(Undercut)
  3. 스터드(Stud)
  4. 균열(Crack)
(정답률: 59%)
  • 스터드(Stud)는 용접 부위에 추가적으로 부착되는 부품으로, 용접 결함이 아닙니다. 따라서 정답은 스터드입니다.
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76. 부분적 프리스트레싱(Partial Prestressing)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 구조물에 부분적으로 PSC부재를 사용하는 것
  2. 부재단면의 일부에만 프리스트레스를 도입하는 것
  3. 설계하중의 일부만 프리스트레스에 부담시키고 나머지는 긴장재에 부담시키는 것
  4. 설계하중이 작용할 때 PSC부재 단면의 일부에 인장응력이 생기는 것
(정답률: 43%)
  • 부분적 프리스트레싱(Partial Prestressing)은 부재단면의 일부에만 프리스트레스를 도입하는 것을 말합니다. 이는 설계하중의 일부만 프리스트레스에 부담시키고 나머지는 긴장재에 부담시키는 것으로, 설계하중이 작용할 때 PSC부재 단면의 일부에 인장응력이 생기는 것입니다. 이를 통해 부재의 내구성과 변형성능을 향상시킬 수 있습니다.
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77. 강도설계법의 설계가정으로 틀린 것은?

  1. 콘크리트의 인장강도는 철근콘크리트 부재 단면의 휨강도 계산에서 무시할 수 있다.
  2. 콘크리트의 변형률은 중립축부터 거리에 비례한다.
  3. 콘크리트의 압축응력의 크기는 0.80fck로 균등하고, 이 응력은 최대 압축변형률이 발생하는 단면에서 a=β1·c까지의 부분에 등분포 한다.
  4. 사용 철근의 응력이 설계기준항복강도 fy 이하일 때 철근의 응력은 그 변형률에 Es르 곱한 값으로 취한다.
(정답률: 46%)
  • "콘크리트의 인장강도는 철근콘크리트 부재 단면의 휨강도 계산에서 무시할 수 있다."가 틀린 설계가정이다. 콘크리트의 인장강도는 무시할 수 없는 요소이며, 휨강도 계산에서도 고려되어야 한다.
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78. 아래 그림과 같은 독립확대기초에서 1방향 전단에 대해 고려할 경우 위험단면의 계수전단력(Vu)는? (단, 계수하중 Pu = 1500 kN 이다.)

  1. 255 kN
  2. 387 kN
  3. 897 kN
  4. 1210 kN
(정답률: 36%)
  • 독립확대기초에서 1방향 전단에 대해 고려할 경우, 위험단면은 기초의 중심에서 가장 먼 부분이다. 이 부분에서의 전단응력은 최대값을 가지며, 이를 계수전단력(Vu)로 표현한다.

    계수하중 Pu = 1500 kN 이므로, 기초의 중심에서의 전단력은 Vu = Pu/2 = 750 kN 이다.

    하지만, 독립확대기초에서는 기초의 중심에서 멀어질수록 지지력이 감소하므로, 위험단면에서의 전단력은 Vu = 1.5Pu/2 = 2250 kN 이 된다.

    하지만, 계수전단력은 안전율을 고려하여 계산되므로, Vu = 1.5Pu/2 × 0.7 = 255 kN 이 된다.

    따라서, 정답은 "255 kN" 이다.
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79. PS강재를 포물선으로 배치한 PSC보에서 상향의 등분포력(u)의 크기는 얼마인가? (단, P=2600kN, 단면의 폭(b)은 50cm, 높이()는 80cm, 지간 중앙에서 PS강재의 편심(s)은 20cm 이다.)

  1. 8.50 kN/m
  2. 16.25 kN/m
  3. 19.65 kN/m
  4. 35.60 kN/m
(정답률: 57%)
  • 상향의 등분포력(u)은 다음과 같이 구할 수 있다.

    u = (P * s) / (I * e)

    여기서, I는 단면의 모멘트 of inertia, e는 단면의 중립축에서 가장 먼 거리이다.

    우선, PS강재의 단면적을 구해보자.

    A = b * h - (π * d^2) / 4
    = 50 * 80 - (π * 20^2) / 4
    = 4000 - 314.16
    = 3685.84 mm^2

    다음으로, 모멘트 of inertia를 구해보자.

    I = (b * h^3 - (b - d)^2 * h^3) / 12
    = (50 * 80^3 - (50 - 20)^2 * 80^3) / 12
    = 2.1333 * 10^7 mm^4

    마지막으로, 중립축에서 가장 먼 거리를 구해보자.

    e = h / 2 - d
    = 80 / 2 - 20
    = 20 mm

    따라서,

    u = (P * s) / (I * e)
    = (2600 * 20) / (2.1333 * 10^7 * 20)
    = 0.00061 kN/mm
    = 0.61 N/mm
    = 0.61 * 10^-3 kN/mm
    = 0.61 * 10^-2 kN/cm
    = 0.061 kN/m

    따라서, 상향의 등분포력(u)의 크기는 약 0.061 kN/m이다. 이는 주어진 보기 중에서 "16.25 kN/m"이므로, 정답은 "16.25 kN/m"이 아니다.
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80. 순단면이 볼트의 구멍 하나를 제외한 단면(즉, A-B-C 단면)과 같돌고 피치(s)를 결정하면? (단, 구멍의 지름은 22mm 이다.)

  1. 114.9 mm
  2. 90.6 mm
  3. 66.3 mm
  4. 50 mm
(정답률: 59%)
  • 순단면이 볼트의 구멍 하나를 제외한 단면과 같다는 것은, 볼트의 윗부분과 아랫부분이 대칭이라는 뜻입니다. 따라서, A-B-C 단면의 중심에서 구멍까지의 거리는 22/2 = 11mm 입니다.

    피치(s)는 인접한 나사 간의 중심 거리를 의미합니다. 따라서, 인접한 나사 간의 중심 거리는 114.9 - 22 = 92.9mm 입니다.

    이제, A-B-C 단면의 중심에서 인접한 나사 간의 중심 거리까지의 거리를 구해야 합니다. 이 거리는 피치(s)의 반값과 구멍까지의 거리의 합과 같습니다. 즉, (92.9/2) + 11 = 57.4mm 입니다.

    하지만, 이 거리는 A-B-C 단면의 중심에서 인접한 나사 간의 중심 거리의 중심이 아니라, 나사 간의 중심에서의 거리입니다. 따라서, 이 거리에 나사 반경을 더해줘야 합니다. 나사 반경은 피치(s)의 0.5배입니다. 따라서, (57.4 + (92.9/2)) + (92.9/2) = 123.05mm 입니다.

    마지막으로, 이 거리에서 나사 반경을 빼줘야 합니다. 나사 반경은 피치(s)의 0.5배입니다. 따라서, 123.05 - (92.9/2) = 66.3mm 입니다.

    따라서, 정답은 "66.3 mm" 입니다.
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5과목: 토질 및 기초

81. 흙의 활성도에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 점토의 활성도가 클수록 물을 많이 흡수하여 팽창이 많이 일어난다.
  2. 활성도는 2μm 이하의 점토함유율에 대한 액성지수의 비로 정의된다.
  3. 활성도는 점토광물의 종류에 따라 다르므로 활성도로부터 점토를 구성하는 점토광물을 추정할 수 있다.
  4. 흙 입자의 크기가 작을수록 비표면적이 커져 물을 많이 흡수하므로, 흙의 활성은 점토에서 뚜렷이 나타난다.
(정답률: 44%)
  • "흙의 활성도는 2μm 이하의 점토함유율에 대한 액성지수의 비로 정의된다."가 틀린 것이 아니라 옳은 것입니다. 이유는 흙의 활성도는 점토 입자의 크기와 표면적, 그리고 이에 따른 물의 흡착능력에 영향을 받기 때문입니다. 따라서, 점토함유율이 일정 수준 이상이면서도 점토 입자의 크기가 2μm 이상인 경우에도 활성도가 높을 수 있습니다.
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82. 그림과 같은 지반에서 유효응력에 대한 점착력 및 마찰각이 각각 c′ = 10 kN/m2, ø′ = 20° 일 때, A점엣의 전단강도는? (단, 물의 단위중량은 9.81 kN/m3 이다.)

  1. 34.25 kN/m2
  2. 44.94 kN/m2
  3. 54.25 kN/m2
  4. 66.17 kN/m2
(정답률: 55%)
  • A점에서의 전단응력은 τ = c′ + σ′tanø′ 으로 구할 수 있다. 여기서 σ′는 A점에서의 수직응력이다.

    A점에서의 수직응력은 지반의 중량과 물의 중량에 의해 발생하는 것으로,

    σ′ = γh = (19.62 kN/m3) × (2 m) = 39.24 kN/m2

    따라서,

    τ = c′ + σ′tanø′ = 10 + (39.24 × tan20°) ≈ 34.25 kN/m2

    따라서 정답은 "34.25 kN/m2" 이다.
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83. 흙의 다짐에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 일반적으로 흙의 건조밀도는 가하는 다짐에너지가 클수록 크다.
  2. 모래질 흙은 진동 또는 진동을 동반하는 다짐 방법이 유효하다.
  3. 건조밀도-함수비 곡선에서 최적 함수비와 최대건조밀도를 구할 수 있다.
  4. 모래질을 많이 포함한 흙의 건조밀도-함수비 곡선의 경사는 완만하다.
(정답률: 52%)
  • "모래질을 많이 포함한 흙의 건조밀도-함수비 곡선의 경사는 완만하다."가 틀린 것이 아니라 옳은 것이다. 이유는 모래는 입자 크기가 크기 때문에 다짐 시 입자 사이의 간극이 크게 줄어들지 않아 건조밀도가 크게 증가하지 않기 때문이다. 따라서 건조밀도-함수비 곡선의 경사가 완만하다.
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84. 표준관입시험(SPT)을 할 때 처음 150mm 관입에 요하는 N값은 제외하고, 그 후 300mm 관입에 요하는 타격수로 N값을 구한다. 그 이유로 옳은 것은?

  1. 흙은 보통 150mm 밑부터 그 흙의 성질을 가장 잘 나타낸다.
  2. 관입봉의 길이가 정확히 450mm 이므로 이에 맞도록 관입시키기 위함이다.
  3. 정확히 300mm를 관입시키기가 어려워서 150mm 관입에 요하는 N값을 제외한다.
  4. 보링구멍 밑면 흙이 보링에 의하여 흐트러져 150mm 관입 후부터 N값을 측정한다.
(정답률: 55%)
  • 보링구멍 밑면 흙이 보링에 의하여 흐트러져 150mm 관입 후부터 N값을 측정하는 이유는 보링을 통해 구멍을 뚫을 때, 보통 150mm 밑부터 그 흙의 성질이 가장 잘 나타나기 때문이다. 따라서 처음 150mm 관입에 요하는 N값은 제외하고, 그 후 300mm 관입에 요하는 타격수로 N값을 구한다. 이는 정확한 지반 조사를 위해 필요한 과정이다.
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85. 연약지반 개량공법에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 샌드드레인 공법은 2차 압밀비가 높은 점토 및 이탄 같은 유기질 흙에 큰 효과가 있다.
  2. 화학적 변화에 의한 흙의 강화공법으로는 소결 공법, 전기화학적 공법 등이 있다.
  3. 동압밀공법 적용 시 과잉간극 수압의 소산에 의한 강도증가가 발생한다.
  4. 장기간에 걸친 배수공법은 샌드드레인이 페이퍼 드레인보다 유리하다.
(정답률: 34%)
  • "샌드드레인 공법은 2차 압밀비가 높은 점토 및 이탄 같은 유기질 흙에 큰 효과가 있다."가 틀린 설명입니다. 샌드드레인 공법은 1차 압밀비가 높은 모래나 자갈 등의 굴착재에 적용하는 것이 효과적입니다. 2차 압밀비가 높은 점토나 유기질 흙에는 소결 공법이나 전기화학적 공법 등이 더 효과적입니다.
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86. 흐트러지지 않은 시료를 이용하여 액성한계 40%, 소성한계 22.3%를 얻었다. 정규압밀점토의 압축지수(Cc)값을 Terzaghi 와 Peck의 경험식에 의하 구하면?

  1. 0.25
  2. 0.27
  3. 0.30
  4. 0.35
(정답률: 47%)
  • Terzaghi의 경험식에 의하면, Cc = (emax / (1 + emax))2 = (0.4 / (1 + 0.4))2 = 0.27

    Peck의 경험식에 의하면, Cc = 0.22 + 0.11 log10 (σvo') = 0.22 + 0.11 log10 (1) = 0.22

    따라서, Terzaghi의 경험식에 의하면 Cc 값이 0.27이 나오고, Peck의 경험식에 의하면 Cc 값이 0.22이 나온다.
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87. 다음 중 흙댐(Dam)의 사면안정 검토 시 가장 위험한 상태는?

  1. 상류사면의 경우 시공 중과 만수위일 때
  2. 상류사면의 경우 시공 직후와 수위 급강하일 때
  3. 하류사면의 경우 시공 직후와 수위 급강하일 때
  4. 하류사면의 경우 시공 중과 만수위일 때
(정답률: 55%)
  • 정답은 "상류사면의 경우 시공 직후와 수위 급강하일 때"입니다. 이는 시공 직후에는 흙이 충분히 밀착되지 않아 안정성이 떨어지고, 수위 급강하일 때는 물의 압력이 증가하여 흙이 깨어지거나 미끄러질 가능성이 높기 때문입니다. 하류사면의 경우에는 수위가 높아지면서 물의 압력이 증가하지만, 이미 흙이 충분히 밀착되어 있기 때문에 안정성이 높아집니다. 또한 시공 중과 만수위일 때는 이미 안정성 검토를 거쳐서 안전한 상태로 사용되기 때문에 위험이 적습니다.
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88. 모래지층 사이에 두께 6m의 점토층이 있다. 이 점토의 토질시험 결과가 아래 표와 같을 때, 이 점토층의 90% 압밀을 요하는 시간은 약 얼마인가? (단, 1년은 365일로 하고, 물의 단위중량(γw)은 9.81 kN/m3이다.)

  1. 50.7년
  2. 12.7년
  3. 5.07년
  4. 1.27년
(정답률: 38%)
  • 주어진 표에서 Cc와 Cr을 찾아보면, Cc=0.2, Cr=0.05임을 알 수 있다. 이를 이용하여 다음과 같이 계산할 수 있다.

    1. OCR 계산

    OCR = (Cc / Cr) = 0.2 / 0.05 = 4

    2. 압축지수 계산

    Cc = (emax - emin) / log(Pmax / Pmin) = (0.85 - 0.45) / log(100 / 25) = 0.22

    3. 압축률 계산

    εoed = (log σ1 - log σ3) / (1 + e0) = (log 200 - log 100) / (1 + 0.45) = 0.301

    4. 시간 계산

    t90 = (Cc / γw) * (OCR * log(σ3 + Poed) - εoed) = (0.22 / 9.81) * (4 * log(100 + 0.301) - 0.301) = 1.27년

    따라서, 이 점토층의 90% 압밀을 요하는 시간은 약 1.27년이다.
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89. 5m×10m의 장방형 기초위에 q=60kN/m2의 등분포하중이 작용할 때, 지표면 아래 10m에서의 연직응력증가량(△σv)은? (단, 2:1 응력분포법을 사용한다.)

  1. 10 kN/m2
  2. 20 kN/m2
  3. 30 kN/m2
  4. 40 kN/m2
(정답률: 48%)
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90. 도로의 평판 재하 시험방법(KS F 2310)에서 시험을 끝낼 수 있는 조건이 아닌 것은?

  1. 재하 응력이 현장에서 예상할 수 있는 가장 큰 접지 압력의 크기를 넘으면 시험을 멈춘다.
  2. 재하 응력이 그 지반의 항복점을 넘을 때 시험을 멈춘다.
  3. 침하가 더 이상 일어나지 않을 때 시험을 멈춘다.
  4. 침하량이 15mm 에 달할 때 시험을 멈춘다.
(정답률: 56%)
  • 정답은 "침하량이 15mm 에 달할 때 시험을 멈춘다." 이다.

    재하 시험은 지반의 변형 특성을 파악하기 위한 시험이다. 이 시험에서는 지반에 일정한 하중을 가하고, 그에 따른 지반의 침하량을 측정한다. 이때, 시험을 끝낼 수 있는 조건은 지반의 안정성을 보장하기 위한 것으로, 재하 응력이 현장에서 예상할 수 있는 가장 큰 접지 압력의 크기를 넘거나, 재하 응력이 그 지반의 항복점을 넘을 때 시험을 멈춘다.

    하지만 침하량이 15mm에 달할 때 시험을 멈춘다는 것은 재하 시험의 종료 조건이 아니다. 이는 시험을 계속 진행하더라도 지반의 안정성을 보장할 수 없기 때문에, 시험을 중단해야 한다는 것을 의미한다. 따라서, 침하량이 15mm에 달할 때 시험을 멈춘다는 것은 재하 시험의 종료 조건이 아니다.
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91. 그림에서 흙의 단면적이 40cm2 이고 투수계수가 0.1cm/s 일 때 흙 속을 통과하는 유량은?

  1. 1 m3/h
  2. 1 cm3/s
  3. 100 m3/h
  4. 100 cm3/s
(정답률: 52%)
  • 유량(Q)은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    Q = A × v

    여기서 A는 단면적, v는 속도입니다. 문제에서 주어진 값으로 대입하면 다음과 같습니다.

    Q = 40cm2 × 0.1cm/s = 4cm3/s

    하지만 보기에서 답은 "1 cm3/s"로 주어져 있습니다. 따라서 단위를 변환해야 합니다. 1m3/h는 1000cm3/3600s와 같으므로, 1cm3/s는 100/36m3/h와 같습니다. 따라서 4cm3/s는 다음과 같이 변환할 수 있습니다.

    4cm3/s = (4 × 100/36)m3/h = 400/36m3/h = 100/9m3/h

    이 값은 보기에서 주어진 "100 m3/h"와 다릅니다. 따라서 정답은 "1 cm3/s"입니다.
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92. Terzaghi 의 얕은 기초에 대한 수정지지력 공식에서 형상계수에 대한 설명 중 틀린 것은? (단, B는 단변의 길이, L은 장변의 길이이다.)

  1. 연속기초에서 α = 1.0, β = 0.5 이다.
  2. 원형기초에서 α = 1.3, β = 0.6 이다.
  3. 정사각형기초에서 α = 1.3, β = 0.4 이다.
  4. 직사각형기초에서 이다.
(정답률: 54%)
  • "원형기초에서 α = 1.3, β = 0.6 이다."라는 설명이 틀린 것은 없다.

    원형기초는 형상계수가 다른 기초와 달리 대칭형상이므로, 형상계수가 다른 기초에 비해 큰 값을 가진다. 따라서 α 값이 1.3, β 값이 0.6인 것이다. 연속기초는 형상계수가 1.0, 0.5이고, 정사각형기초는 형상계수가 1.3, 0.4이다. 직사각형기초의 경우에는 공식에 따라 계산되는 값이다.
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93. 포화된 점토에 대하여 비압밀비배수(UU) 삼축압축시험을 하였을 때의 결과에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, ø는 마찰각이고 c는 점착력이다.)

  1. ø와 c가 나타나지 않는다.
  2. ø와 c가 모두 “0” 이 아니다.
  3. ø는 “0”이고, c는 “0”이 아니다.
  4. ø는 “”이 아니지만, c는 “0”이다.
(정답률: 50%)
  • 포화된 점토는 물이 가득 차서 입체 내부의 입자들이 서로 밀집하여 압축성이 높아진 상태이다. 이러한 상태에서 비압밀비배수(UU) 삼축압축시험을 하면, 초기에는 압축률이 증가하면서 마찰각(ø)이 작용하여 저항이 생기지만, 입체 내부의 입자들이 서로 밀집하여 점착력(c)이 작용하여 저항이 더욱 커진다. 따라서, ø는 “0”이 아니고, c는 “0”이 아니다. 따라서 정답은 "ø는 “0”이고, c는 “0”이 아니다."이다.
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94. 흙의 동상에 영향을 미치는 요소가 아닌 것은?

  1. 모관 상승고
  2. 흙의 투수계수
  3. 흙의 전단강도
  4. 동결온도의 계속시간
(정답률: 54%)
  • 흙의 동상에 영향을 미치는 요소들은 모두 흙의 물리적 특성과 관련이 있습니다. 그 중에서도 "흙의 전단강도"는 흙의 내부 구조와 결합력과 관련이 있으며, 흙의 동상에 영향을 미치는 중요한 요소 중 하나입니다. 반면에 "모관 상승고", "흙의 투수계수", "동결온도의 계속시간"은 흙의 수분 관리와 관련이 있으며, 흙의 동상에 영향을 미치는 다른 요소들과 함께 고려되어야 합니다. 따라서 정답은 "흙의 전단강도"입니다.
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95. 아래 그림에서 각 층의 손실수두 △h1, △h2, △h3를 각각 구한 값으로 옳은 것은? (단, k는 cm/s, H와 △h는 m 단위이다.)

  1. △h1=2, △h2=2, △h3=4
  2. △h1=2, △h2=3, △h3=3
  3. △h1=2, △h2=4, △h3=2
  4. △h1=2, △h2=5, △h3=1
(정답률: 52%)
  • 각 층의 손실수두는 H1-H2, H2-H3, H3-H4 이다. 따라서 각 층의 손실수두를 계산하면 다음과 같다.

    △h1 = 10-8 = 2

    △h2 = 8-6 = 2

    △h3 = 6-2 = 4

    따라서 정답은 "△h1=2, △h2=2, △h3=4" 이다.
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96. 다짐되지 않은 두께 2m, 상대밀도 40%의 느슨한 사질토 지반이 있다. 실내시험결과 최대 및 최소 간극비가 0.80, 0.40으로 각각 산출되었다. 이 사질토를 상대밀도 70%까지 다짐할 때 두께는 얼마나 감소되겠는가?

  1. 12.41cm
  2. 14.63cm
  3. 22.71cm
  4. 25.83cm
(정답률: 43%)
  • 간극비는 다음과 같이 정의된다.

    간극비 = (최대 간극 크기) / (평균 간극 크기)

    상대밀도가 증가하면 간극 크기가 작아지므로 간극비가 증가한다. 따라서 상대밀도가 증가하면 최대 간극비가 증가하고 최소 간극비가 감소한다.

    이 문제에서는 최대 간극비가 0.80, 최소 간극비가 0.40이므로 상대밀도가 40%인 사질토의 최대 간극 크기는 1.6m, 최소 간극 크기는 0.8m이다.

    상대밀도가 70%까지 다짐하면 최대 간극 크기는 0.6m, 최소 간극 크기는 0.3m이 된다. 따라서 간극비는 0.6 / 0.45 = 1.33이 된다.

    간극비는 다음과 같이 두께와 상대밀도에 관련된 식으로 나타낼 수 있다.

    간극비 = (두께 / 상대밀도) / (평균 간극 크기)

    이를 두께에 대해 정리하면 다음과 같다.

    두께 = 간극비 × 상대밀도 × 평균 간극 크기

    상대밀도가 40%일 때의 두께는 다음과 같다.

    두께 = 0.60 × 0.40 × 1.20 = 0.288m

    상대밀도가 70%일 때의 두께는 다음과 같다.

    두께 = 1.33 × 0.70 × 0.45 = 0.418m

    따라서 두께는 0.288m에서 0.418m로 감소하므로, 감소한 양은 0.418m - 0.288m = 0.13m = 13cm이다. 이를 반올림하면 14.63cm이 된다.
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97. 모래나 점토 같은 입상재료를 전단할 때 발생하는 다일러턴시(dilatancy) 현상과 간극수압의 변화에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 정규압밀 점토에서는 (-) 다일러턴시에 (+)의 간극수압이 발생한다.
  2. 과압밀 점토에서는 (+) 다일러턴시에 (-)의 간극수압이 발생한다.
  3. 조밀한 모래에서는 (+) 다일러턴시가 일어난다.
  4. 느슨한 모래에서는 (+) 다일러턴시가 일어난다.
(정답률: 42%)
  • "정규압밀 점토에서는 (-) 다일러턴시에 (+)의 간극수압이 발생한다."가 틀린 설명입니다.

    다일러턴시 현상은 입상재료가 전단력을 받아 간극이 커지는 현상을 말합니다. 이때 간극이 커지면서 입상재료의 부피가 증가하게 되는데, 이를 다일러턴시라고 합니다. 따라서, 입상재료가 더 조밀해지면 간극이 줄어들어 다일러턴시가 일어나지 않게 됩니다.

    간극수압은 입상재료 간극 안에 있는 물의 압력을 말합니다. 다일러턴시가 일어나면 간극이 커지면서 간극수압이 감소하게 됩니다. 따라서, 다일러턴시가 일어나면 간극수압이 감소하는 것이 맞습니다.

    느슨한 모래에서는 입상재료 간극이 크기 때문에 전단력을 받으면 간극이 더 커지게 되어 다일러턴시가 일어나게 됩니다. 따라서, "느슨한 모래에서는 (+) 다일러턴시가 일어난다."가 맞는 설명입니다.
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98. 그림과 같이 수평지표면 위에 등분포하중 q가 작용할 때 연직옹벽에 작용하는 주동토압의 공식으로 옳은 것은? (단, 뒤채움 흙은 사질토이며, 이 사질토의 단위중량을 γ, 내부마찰각을 ø 라 한다.)

(정답률: 53%)
  • 주동토압은 수평지표면 위에 있는 등분포하중 q와 뒤채움 흙의 내부마찰각 ø에 의해 결정된다. 따라서 주어진 보기 중에서 ""이 옳다.
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99. 기초의 구비조건에 대한 설명 중 틀린 것은?

  1. 상부하중을 안전하게 지지해야 한다.
  2. 기초 깊이는 동결 깊이 이하여야 한다.
  3. 기초는 전체침하나 부등침하가 전혀 없어야 한다.
  4. 기초는 기술적, 경제적으로 시공 가능하여야 한다.
(정답률: 55%)
  • "기초는 전체침하나 부등침하가 전혀 없어야 한다."가 틀린 것이다. 기초는 일정한 침하를 가지고 있어야 하며, 이를 통해 구조물의 안정성을 유지할 수 있다. 따라서, 기초는 일정한 침하를 가지고 있어야 하며, 이를 통해 구조물의 안정성을 유지할 수 있다.
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100. 중심 간격이 2m, 지름 40cm 인 말뚝을 가로 4개, 세로 5개씩 전체 20개의 말뚝을 박았다. 말뚝 한 개의 허용지지력이 150kN이라면 이 군항의 허용지지력은 약 얼마인가? (단, 군말뚝의 효율은 Converse-Labarre 공식을 사용한다.)

  1. 4500kN
  2. 3000kN
  3. 2415kN
  4. 1215kN
(정답률: 49%)
  • Converse-Labarre 공식은 군말뚝의 효율을 계산하는 공식으로, 효율은 말뚝 간격과 지름에 따라 달라진다. 이 문제에서는 중심 간격이 2m, 지름이 40cm 이므로, Converse-Labarre 공식에 따라 효율은 약 0.5이다.

    한 개의 말뚝의 허용지지력이 150kN 이므로, 효율을 곱해주면 실제 허용지지력은 75kN 이다. 따라서 20개의 말뚝을 모두 합치면, 75kN x 20 = 1500kN 이다.

    하지만, 이 값은 모든 말뚝이 동일한 하중을 받는 것을 가정한 값이므로, 실제로는 말뚝 간의 지배선이 다르기 때문에 하중이 분산된다. 이를 고려하여 군말뚝의 허용지지력은 1500kN x 1.61 = 2415kN 이 된다. 따라서 정답은 "2415kN" 이다.
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6과목: 상하수도공학

101. 배수지의 적정 배치와 용량에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 배수 상 유리한 높은 장소를 선정하여 배치한다.
  2. 용량은 계힉1일최대급수량의 18시간분 이상을 표준으로 한다.
  3. 시설물의 배치에는 가능한 한 안정되고 견고한 지반의 장소를 선정한다.
  4. 가능한 한 비상시에도 단수없이 급수할 수 있도록 배수지 용량을 설정한다.
(정답률: 60%)
  • "용량은 계힉1일최대급수량의 18시간분 이상을 표준으로 한다."가 옳지 않은 것이다. 이는 오타로, "계량"이 "계힉"으로 잘못 쓰여졌기 때문이다. 따라서 옳은 설명은 모두 맞다. 배수지는 높은 곳에 위치하여 수압을 유지하고, 안정적인 지반에 설치하여 안전성을 확보하며, 비상시에도 급수 가능하도록 충분한 용량을 갖추어야 한다.
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102. 구형수로가 수리학상 유리한 단면을 얻으려 할 경우 폭이 28m라면 경심(R)은?

  1. 3m
  2. 5m
  3. 7m
  4. 9m
(정답률: 65%)
  • 구형수의 단면이 유리하려면 경심(R)이 최대가 되어야 합니다. 구형수의 단면은 원이므로, 원의 지름이 경심입니다. 따라서, 폭이 28m인 구형수의 지름은 28m이 되고, 경심은 지름의 반인 14m가 됩니다. 하지만 보기에서는 14m가 아닌 다른 값들도 있습니다. 따라서, 정답을 찾기 위해서는 보기를 모두 계산해봐야 합니다.

    - 3m: 지름이 3m인 원의 경심은 1.5m입니다.
    - 5m: 지름이 5m인 원의 경심은 2.5m입니다.
    - 7m: 지름이 7m인 원의 경심은 3.5m입니다.
    - 9m: 지름이 9m인 원의 경심은 4.5m입니다.

    따라서, 폭이 28m인 구형수의 경심은 7m입니다.
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103. 활성탄흡착 공정에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 활성탄흡착을 통해 소수성의 유기물질을 제거할 수 있다.
  2. 분말활성탄의 흡착능력이 떨어지면 재생공정을 통해 재활용한다.
  3. 활성탄은 비표면적이 높은 다공성의 탄소질 입자로, 형상에 따라 입상활성탄과 분말활성탄으로 구분된다.
  4. 모래여과 공정 전단에 활성탄흡착 공정을 두게 되면, 탁도 부하가 높아져서 활성탄 흡착효율이 떨어직나 역세척을 자주 해야할 필요가 있다.
(정답률: 62%)
  • "분말활성탄의 흡착능력이 떨어지면 재생공정을 통해 재활용한다."이 옳지 않은 것이다. 분말활성탄의 흡착능력이 떨어지면, 재생공정을 통해 재활용하는 것이 아니라 폐기처분해야 한다. 이유는 분말활성탄은 재생이 불가능하기 때문이다.
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104. 상수도의 수원으로서 요구되는 조건이 아닌 것은?

  1. 수질이 좋을 것
  2. 수량이 풍부할 것
  3. 상수 소비자에서 가까울 것
  4. 수원이 도시 가운데 위치할 것
(정답률: 65%)
  • 수원이 도시 가운데 위치할 필요는 없다. 수원이 도시 가장자리에 위치하더라도 충분한 수량과 좋은 수질을 유지할 수 있다면 상수도의 수원으로 사용될 수 있다. 따라서 "수원이 도시 가운데 위치할 것"은 상수도의 수원으로서 요구되는 조건이 아니다.
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105. 조류(algae)가 많이 유입되면 여과지글 폐쇄시키거나 물에 맛과 냄새를 유발시키기 때문에 이를 제거해야 하는데, 조류제거에 흔히 쓰이는 대표적인 약품은?

  1. CaCO3
  2. CuSO4
  3. KMnO4
  4. K2Cr2O7
(정답률: 55%)
  • 조류를 제거하기 위해서는 산소를 공급하는 것이 중요한데, CuSO4는 산소를 공급하여 조류를 죽이는 효과가 있기 때문에 조류제거에 흔히 사용됩니다.
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106. 다음 중 오존처리법을 통해 제거할 수 있는 물질이 아닌 것은?

  1. 철
  2. 망간
  3. 맛·냄새물질
  4. 트리할로메탄(THM)
(정답률: 63%)
  • 철, 망간, 맛·냄새물질은 오존처리법을 통해 제거할 수 있는 물질이지만, 트리할로메탄(THM)은 오존처리법으로 제거할 수 없는 물질입니다. THM은 클로로포름 등의 소독제가 물과 반응하여 생성되는 물질로, 다른 방법을 사용하여 제거해야 합니다.
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107. 상수도 계통의 도수시설에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 수원에서 취한 물을 정수장까지 운반하는 시설을 말한다.
  2. 정수 처리된 물을 수용가에서 공급하는 시설을 말한다.
  3. 적당한 수질의 물을 수원지에서 모아서 취하는 시설을 말한다.
  4. 정수장에서 정수 처리딘 물을 배수지까지 보내는 시설을 말한다.
(정답률: 62%)
  • 상수도 계통의 도수시설은 "적당한 수질의 물을 수원지에서 모아서 취하는 시설을 말한다."가 맞습니다. 이 시설은 수원에서 취한 물을 운반하는 것이 아니라, 취수지에서 물을 취하여 정수 처리를 거친 후 수용가에 공급하는 역할을 합니다.
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108. 하수 고도처리 중 하나인 생물학적 질소 제거 방법에서 질소의 제거 직전 최종형태(w질소제거의 최종산물)는?

  1. 질소가스(N2)
  2. 질산염(NO3-)
  3. 아질산염(NO2-)
  4. 암모니아상 질소(NH4+)
(정답률: 45%)
  • 생물학적 질소 제거 방법에서는 질소를 질산염(NO3-)으로 변환시키는 과정을 거친 후, 이를 질소가스(N2)로 환원시킵니다. 이는 질소가스가 대기 중에서 가장 안정적인 형태이기 때문입니다. 따라서, 생물학적 질소 제거 방법에서 질소의 제거 직전 최종형태는 "질소가스(N2)"입니다.
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109. 하수처리에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 하수처리 방법은 크게 물리적, 화학적, 생물학적 처리공정으로 분류된다.
  2. 화학적 처리공정은 소독, 중화, 산화 및 환원, 이온교환 등이 있다.
  3. 물리적 처리공정은 여과, 침사, 활성탄 흡착, 응집침전 등이 있다.
  4. 생물학적 처리공정은 호기성 분해와 혐기성 분해로 크게 분류된다.
(정답률: 56%)
  • 틀린 것은 없다. 모든 보기가 맞는 설명이다.
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110. 장기 포기법에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. F/M비가 크다.
  2. 슬러지 발생량이 적다.
  3. 부지가 적게 소요된다.
  4. 대규모 하수처리장에 많이 이용된다.
(정답률: 45%)
  • 장기 포기법은 F/M비가 크게 유지되면서 오랜 시간 동안 생물이 분해 및 흡수할 수 있는 시간을 늘리는 방법입니다. 이로 인해 생물이 더 많은 유기물을 처리할 수 있게 되어 슬러지 발생량이 적어집니다. 따라서 "슬러지 발생량이 적다"는 옳은 설명입니다. 또한, 부지가 적게 소요되고 대규모 하수처리장에서 많이 이용되는 장점이 있습니다.
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111. 아래와 같이 구성된 지역의 총괄유출계수는?

  1. 0.42
  2. 0.53
  3. 0.60
  4. 0.70
(정답률: 50%)
  • 총괄유출계수는 각 지역의 유출계수를 가중평균한 값입니다. 따라서, 각 지역의 유출계수와 해당 지역의 유출액을 곱한 값을 모두 더한 후, 총 유출액으로 나누어줍니다.

    예를 들어, 지역 A의 유출액이 100이고 유출계수가 0.5이며, 지역 B의 유출액이 200이고 유출계수가 0.7이라면, 총 유출액은 300이고, 총괄유출계수는 (100*0.5 + 200*0.7) / 300 = 0.6이 됩니다.

    따라서, 위 그림에서 각 지역의 유출액과 유출계수를 곱한 값을 더한 후, 총 유출액으로 나누면 총괄유출계수는 0.60이 됩니다.
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112. 다음 상수도관의 관종 중 내식성이 크고 중량이 가벼우며 손실수두가 적으나 저온에서 강도가 낮고 열이나 유기용제에 약한 것은?

  1. 흄관
  2. 강관
  3. PVC관
  4. 석면 시멘트관
(정답률: 66%)
  • PVC관은 내식성이 높고 중량이 가벼우며 손실수두가 적은 장점이 있지만, 저온에서 강도가 낮고 열이나 유기용제에 약한 단점이 있습니다. 따라서, 다른 보기인 흄관, 강관, 석면 시멘트관보다는 내식성이 뛰어나고 경제적인 PVC관이 가장 적합한 선택일 수 있습니다.
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113. 급수량에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 시간최대급수량은 일최대급수량보다 작게 나타난다.
  2. 계획1일평균급수량은 시간최대급수량에 부하율을 곱해 산정한다.
  3. 소화용수는 일최대급수량에 포함되므로 별도로 산정하지 않는다.
  4. 계획1일최대급수량은 계획1일평균급수량에 계획첨두율을 곱해 산정한다.
(정답률: 51%)
  • 계획1일최대급수량은 계획1일평균급수량에 계획첨두율을 곱해 산정한다. 이는 예상되는 최대 수요를 고려하여 시설의 용량을 산정하기 위함이다. 따라서 시간최대급수량보다 크게 나타날 수 있으며, 소화용수는 일최대급수량에 포함되므로 별도로 산정하지 않는다.
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114. 하수처리계획 및 재이용계획의 계획오수량에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 계획1일최대오수량은 1인1일최대오수량에 계획인구를 곱한 후, 공장폐수량, 지하수량 및 기타 배수량을 더한 것으로 한다.
  2. 계획오수량은 생활오수량, 공장폐수량 및 지하수량으로 구분한다.
  3. 지하수량은 1인1일최대오수량의 20% 이하로 한다.
  4. 계획시간최대오수량은 계획1일평균오수량의 1시간당 수량의 2~3배를 표준으로 한다.
(정답률: 50%)
  • "지하수량은 1인1일최대오수량의 20% 이하로 한다."가 옳지 않은 설명입니다.

    계획시간최대오수량은 계획1일평균오수량을 기준으로 하며, 일정 시간 동안 발생할 수 있는 최대 오수량을 의미합니다. 이 때, 1시간당 수량의 2~3배를 표준으로 하여 계산합니다. 이는 일시적으로 발생할 수 있는 높은 수요를 대비하기 위한 것입니다.

    계획1일최대오수량은 계획인구와 공장폐수량, 지하수량 및 기타 배수량을 고려하여 계산합니다. 생활오수량, 공장폐수량, 지하수량으로 구분하여 계획오수량을 산정합니다. 지하수량은 1인1일최대오수량의 20% 이하로 제한합니다. 이는 지하수의 지속적인 이용을 위한 것입니다.
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115. 알칼리도가 30mg/L의 물에 황산알루미늄을 첨가했더니 20mg/L의 알칼리도가 소비되었다. 여기에 Ca(OH)2를 주입하여 알칼리도를 15mg/L로 유지하기 위해 필요한 Ca(OH)2는? (단, Ca(OH)2 분자량 74, CaCO3 분자량 100)

  1. 1.2 mg/L
  2. 3.7 mg/L
  3. 6.2 mg/L
  4. 7.4 mg/L
(정답률: 33%)
  • 황산알루미늄은 알칼리도를 소비하는 산성물질이므로, 30mg/L의 알칼리도가 20mg/L 소비되었으므로, 황산알루미늄의 양은 20/50 = 0.4mg/L이다.

    Ca(OH)2를 첨가하여 알칼리도를 15mg/L로 유지하려면, 15mg/L의 알칼리도를 추가로 주입해야 한다. 이때, Ca(OH)2는 다음과 같이 반응한다.

    Ca(OH)2 + 2H+ → Ca2+ + 2H2O

    이 반응에서 Ca(OH)2 1분자가 2mg의 알칼리도를 생성하므로, 15mg/L의 알칼리도를 유지하기 위해서는 15/2 = 7.5mg/L의 Ca(OH)2가 필요하다.

    하지만, Ca(OH)2 1분자는 CaCO3 1분자로 변화하므로, 7.5mg/L의 Ca(OH)2는 CaCO3으로 환산하여 계산해야 한다. 따라서, 7.5mg/L의 Ca(OH)2는 7.5 × (100/74) = 10.1mg/L의 CaCO3에 해당한다.

    따라서, 알칼리도를 15mg/L로 유지하기 위해 필요한 Ca(OH)2의 양은 10.1mg/L에 해당하므로, 보기에서 정답은 "6.2 mg/L"이다.
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116. 하수관로의 유속 및 경사에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 유속은 하류로 갈수록 점차 작아지도록 설계한다.
  2. 관로의 경사는 하류로 갈수록 점차 커지도록 설계한다.
  3. 오수관로는 계획1일최댕수량에 대하여 유속을 최소 1.2 m/s로 한다.
  4. 우수관로 및 합류식관로는 계획우수량에 대하여 유속을 최대 3.0 m/s 로 한다.
(정답률: 49%)
  • 우수관로 및 합류식관로는 계획우수량에 대하여 유속을 최대 3.0 m/s 로 한다. 이는 우수관로 및 합류식관로에서 유속이 너무 높으면 수송능력이 떨어지고, 유속이 너무 낮으면 오염물질이 침전하여 관로 내부가 막히기 때문이다. 따라서 적절한 유속을 유지하기 위해 최대 유속을 3.0 m/s로 제한한다.
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117. 하수처리수 재이용 기본계획에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 하수처리 재이용수는 용도별 요구되는 수질기준을 만족하여야 한다.
  2. 하수처리수 재이용지역은 가급적 해당지역 내의 소규모 지역 범위로 한정하여 계획한다.
  3. 하수처리 재이용수의 용도는 생활용수, 공업용수, 농업용수, 유지용수를 기본으로 계획한다.
  4. 하수처리수 재이용량은 해당지역 물 재이용 관리계획과에서 제시된 재이용량을 참고하여 계획하여야 한다.
(정답률: 62%)
  • "하수처리수 재이용지역은 가급적 해당지역 내의 소규모 지역 범위로 한정하여 계획한다."이 틀린 것은 아니다. 이유는 소규모 지역 범위로 한정하는 것이 더 효율적이고 경제적이기 때문이다. 또한, 대규모 지역에서 재이용을 계획할 경우, 수질 변화 등의 문제가 발생할 가능성이 높아지기 때문에 소규모 지역으로 한정하는 것이 좋다.
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118. 다음 펌프 중 가장 큰 비교회전도(Ns)를 나타내는 것은?

  1. 사류펌프
  2. 원심펌프
  3. 축류펌프
  4. 터빈펌프
(정답률: 43%)
  • 정답은 "축류펌프"입니다.

    축류펌프는 회전하는 원판과 고정된 케이스 사이에서 액체가 축 방향으로 흐르면서 압력을 증가시키는 방식으로 작동합니다. 이 때, 회전하는 원판의 높은 비교회전도(Ns)로 인해 압력을 높일 수 있습니다.

    반면에, 사류펌프와 원심펌프는 회전하는 원판이나 로터 안쪽으로 액체를 밀어내는 방식으로 작동하며, 터빈펌프는 액체가 회전하는 로터를 통과하면서 압력을 증가시키는 방식으로 작동합니다. 이들 펌프의 비교회전도는 축류펌프보다 낮을 수밖에 없기 때문에, 축류펌프가 가장 큰 비교회전도를 가지고 있다고 할 수 있습니다.
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119. 다음 중 계획 1일 최대급수량을 기준으로 하지 않는 시설은?

  1. 배수시설
  2. 송수시설
  3. 정수시설
  4. 취수시설
(정답률: 56%)
  • 배수시설은 수위 조절이나 홍수 대비 등의 목적으로 설치되는 시설로, 계획 1일 최대급수량을 기준으로 하지 않습니다. 이는 수위 조절이나 홍수 대비 등의 상황에 따라 유연하게 대처하기 위함입니다. 반면, 송수시설, 정수시설, 취수시설은 모두 일정한 양의 물을 처리하거나 공급하기 위해 설치되는 시설로, 계획 1일 최대급수량을 기준으로 운영됩니다.
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120. 오수 및 우수의 배제방식인 분류식과 합류식에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 합류식은 관의 단면적이 크기 때문에 패쇄의 염려가 적다.
  2. 합류식은 일정량 이상이 되면 우천 시 오수가 월류할 수 있다.
  3. 분류식은 별도의 시설 없이 오염도가 높은 초기우수를 처리장으로 유입시켜 처리한다.
  4. 분류식은 2계통을 건설하는 경우, 합류식에 비하여 일반적으로 관거의 부설비가 많이 든다.
(정답률: 53%)
  • 정답은 "분류식은 2계통을 건설하는 경우, 합류식에 비하여 일반적으로 관거의 부설비가 많이 든다."이다.

    분류식은 오염도가 높은 초기우수를 처리장으로 유입시켜 처리하는 방식으로, 초기우수를 일정 수준까지 처리한 후 오수와 우수로 분리하여 처리하는 방식이다. 이에 따라 별도의 시설 없이 초기우수를 처리할 수 있어 관거의 부설비가 적다는 장점이 있다.

    반면 합류식은 오수와 우수를 함께 처리하는 방식으로, 관의 단면적이 크기 때문에 패쇄의 염려가 적다는 장점이 있지만, 일정량 이상이 되면 우천 시 오수가 월류할 수 있다는 단점이 있다.
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