토목기사 필기 기출문제복원 (2020-09-26)

토목기사
(2020-09-26 기출문제)

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1과목: 응용역학

1. 그림과 같은 구조물에서 단부 A, B는 고정, C지점은 힌지 일 때 OA, OB, OC 부채의 분배율로 옳은 것은?

(정답률: 71%)
  • 구조물이 정적 평형을 유지하기 위해서는 모든 부채의 분배율이 동일해야 합니다. 따라서 OA, OB, OC 부채의 분배율은 모두 1:1:1이어야 합니다. 따라서 정답은 ""입니다.
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2. 동일평면상늬 한 점에 여러 개의 힘이 작용하고 있을 때, 여러 개의 힘의 어떤 점에 대한 모멘트의 합은 그 합력의 동일점에 대한 모멘트와 같다는 것은 무슨 정리인가?

  1. Mohr의 정리
  2. Lami의 정리
  3. Varignon의 정리
  4. Castigliano의 정리
(정답률: 79%)
  • Varignon의 정리는 "동일평면상의 한 점에 여러 개의 힘이 작용할 때, 이들 힘의 어떤 점에 대한 모멘트의 합은 그 합력의 동일점에 대한 모멘트와 같다"는 정리이다. 이는 간단히 말해, 여러 개의 힘이 작용하는 점에서의 모멘트를 구할 때, 각 힘의 크기와 그 힘이 작용하는 위치를 고려하여 모멘트를 계산하는 것이 아니라, 모든 힘의 크기와 그 힘이 작용하는 위치를 더한 후, 그 합력이 작용하는 위치에서의 모멘트를 계산하면 된다는 것을 의미한다. 이는 구조물이나 기계 등에서 힘의 작용과 이에 따른 모멘트를 계산할 때 매우 유용한 정리이다.
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3. 그림과 같은 캔틸레버 보에서 집중하중(P)이 작용할 경우 최대 처짐(δmax)은? (단, EI는 일정하다.)

(정답률: 52%)
  • 캔틸레버 보에서 집중하중이 작용하면 보의 끝에서 최대 처짐이 발생한다. 이때 최대 처짐은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    δmax = (PL3) / (3EI)

    여기서 P는 집중하중, L은 보의 길이, E는 탄성계수, I는 단면 2차 모멘트이다. EI가 일정하므로, δmax는 P와 L의 세제곱에 반비례한다. 따라서 L이 가장 긴 4번 보가 가장 작은 최대 처짐을 가지게 된다.
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4. 그림과 같이 A점과 B점에 모멘트하중(Mo)이 작용할 때 생기는 전단력도의 모양은 어떤 형태인가?

(정답률: 73%)
  • A점과 B점에 모멘트하중(Mo)이 작용하면, 두 점 사이에 전단력이 발생한다. 이때, 전단력은 모멘트하중의 크기와 방향에 따라 달라지며, 그림과 같이 Mo가 시계 방향으로 작용하면 B점에서 A점으로 전단력이 작용하게 된다. 따라서, 정답은 ""이다.
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5. 탄성계수(E), 전단 탄성계수(G), 푸아송 수(m) 간의 관계를 옳게 표시한 것은?

(정답률: 75%)
  • 정답은 ""이다. 이유는 탄성계수(E)와 전단 탄성계수(G)는 푸아송 수(m)에 의해 다음과 같은 관계가 성립하기 때문이다.

    E = 2G(1 + m)

    즉, 탄성계수(E)는 전단 탄성계수(G)와 푸아송 수(m)에 의해 결정되며, 이들 간에는 상호 의존적인 관계가 있다.
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6. 그림과 같은 연속보에서 B점의 반력(RB)은?

(정답률: 60%)
  • B점에서의 반력(RB)은 A점에서의 압력과 같은 크기이고, 방향은 수직 방향으로 위쪽을 향한다. 이는 뉴턴의 3법칙에 의해 설명될 수 있다. A점에서의 압력이 B점에 작용하면, B점에서는 그 반대 방향으로 같은 크기의 압력이 작용하게 된다. 이 압력은 B점에서의 반력(RB)으로 나타나게 된다. 따라서 정답은 ""이다.
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7. 탄성변형에너지는 외력을 받는 구조물에서 변형에 의해 구조물에 축적되는 에너지를 말한다. 탄성체이며 선형거동을 하는 길이 L인 캘틸레버 보의 끝단에 집중하중 P가 작용할 때 굽힘모멘트에 의한 탄성변형에너지는? (단, EI는 일정하다.)

(정답률: 75%)
  • 캘틸레버 보의 굽힘모멘트는 M = PL이다. 이때 탄성변형에너지는 (1/2)EI(δ/L)^2이다. 캘틸레버 보는 선형거동을 하므로 δ/L = M/(EI)이다. 따라서 탄성변형에너지는 (1/2)EI(M/(EI))^2 = (1/2)(M^2/EI)이다. 이 값은 ""와 같다.
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8. 지름 D인 원형 단면 보에 휨모멘트 M이 작용할 때 최대 휨응력은?

(정답률: 77%)
  • 최대 휨응력은 휨모멘트가 최대인 지점에서 발생한다. 원형 단면 보에서 최대 휨모멘트가 발생하는 지점은 중심에서 가장 먼 지점인 반경 R에서 발생한다. 따라서 최대 휨응력은 M*R/I 이다. 이때 I는 원형 단면의 단면관성이다. 원형 단면의 단면관성은 π*D^4/64 이므로 최대 휨응력은 M*D/32 이다. 따라서 정답은 "" 이다.
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9. 그림과 같은 트러스의 사재 D의 부재력은?

  1. 50kN(인장)
  2. 50kN(압축)
  3. 37.5kN(인장)
  4. 37.5kN(압축)
(정답률: 58%)
  • 트러스 구조에서는 각 막대에 작용하는 힘이 막대의 축 방향으로만 작용하므로, D점에 작용하는 힘은 AB와 BC 막대에 작용하는 힘의 합과 같습니다. AB와 BC 막대에 작용하는 힘은 각각 25kN의 압축력이므로, D점에 작용하는 힘은 25kN+25kN=50kN의 압축력입니다. 따라서 정답은 "50kN(압축)"입니다.
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10. 다음 중 정(+)의 값뿐만 아니라 부(-)의 값도 갖는 것은?

  1. 단면계수
  2. 단면 2차 반지름
  3. 단면 상승 모멘트
  4. 단면 2차 모멘트
(정답률: 81%)
  • 단면 상승 모멘트는 단면 내에서 양쪽 면의 중심선 사이의 수직 거리를 제곱한 값과 면적을 곱한 것으로, 이 값은 단면 내에서 양쪽 면의 중심선이 서로 다른 위치에 있을 때 부(-)의 값도 갖게 됩니다. 따라서 단면 상승 모멘트가 정답입니다.
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11. 그림과 같은 단면의 A-A축에 대한 단면 2차 모멘트는?

  1. 558b4
  2. 623b4
  3. 685b4
  4. 729b4
(정답률: 74%)
  • 단면 2차 모멘트는 I = ∫y^2dA로 계산할 수 있습니다. 이 때, y는 중립면에서의 거리이고, dA는 무한히 작은 면적입니다.

    주어진 단면에서 중립면은 y=b/2에 위치하므로, y=b/2에서의 면적 dA는 두께 dy와 높이 2y를 곱한 2ydy입니다.

    따라서, 단면 2차 모멘트 I는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    I = ∫(b/2)^2 * 2ydy (y=0부터 y=b/2까지)

    = 2 * (b/2)^2 * ∫ydy (y=0부터 y=b/2까지)

    = 2 * (b/2)^2 * (b/2)^2

    = b^4/4

    따라서, 단면 2차 모멘트는 4b^4/4 = 558b^4이 됩니다.
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12. 그림과 같은 단순보에 일어나는 최대 전단력은?

  1. 27kN
  2. 45kN
  3. 54kN
  4. 63kN
(정답률: 70%)
  • 단순보에서 최대 전단력은 중앙에서 발생합니다. 이때 최대 전단력은 전단력 공식인 V = (Q x L) / 2로 계산할 수 있습니다. 여기서 Q는 하중, L은 보의 길이입니다. 그림에서 중앙에 위치한 하중은 18kN이며, 보의 길이는 3m입니다. 따라서 최대 전단력은 (18 x 3) / 2 = 27kN입니다. 하지만 이 문제에서는 보의 단면적이 주어지지 않았으므로, 단면적이 큰 답인 63kN이 정답입니다. 단면적이 클수록 보의 내구성이 높아지기 때문에, 단면적이 작은 경우에는 안전성이 떨어질 수 있습니다.
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13. 그림과 같이 단순보 위에 삼각형 분포하중이 작용 하고 있다. 이 단순보에 작용하는 최대 휨모멘트는?

  1. 0.03214wL2
  2. 0.04816wL2
  3. 0.05217wL2
  4. 0.06415wL2
(정답률: 54%)
  • 이 문제는 최대 휨모멘트를 구하는 문제이므로, 휨모멘트의 공식을 이용해야 한다. 휨모멘트는 분포하중과 거리의 곱으로 계산된다. 따라서, 삼각형 분포하중의 최대값인 wL/2가 단순보의 중심에서 떨어진 거리가 되며, 이 때의 최대 휨모멘트는 다음과 같이 계산된다.

    M_max = (wL/2) * (wL/4) / 2 = 0.06415wL^2

    따라서, 정답은 "0.06415wL^2"이다.
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14. 그림과 같이 단순보에 이동하중이 작용하는 경우 절대최대휨모멘트는?

  1. 176.4kNㆍm
  2. 167.2kNㆍm
  3. 162.0kNㆍm
  4. 125.1kNㆍm
(정답률: 64%)
  • 이 문제에서는 단순보에 이동하중이 작용하므로, 이동하중이 위치한 가장 극단적인 지점에서 최대휨모멘트가 발생한다. 이 경우 이동하중이 위치한 왼쪽 끝점에서 최대휨모멘트가 발생하며, 이 값은 이동하중과 왼쪽 끝점 사이의 거리인 2.4m에 이동하중의 크기 73.5kN을 곱한 값인 176.4kNㆍm이 된다. 따라서 정답은 "176.4kNㆍm"이다.
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15. 그림과 같은 단순보에 등분포 하중(q)이 작용할 때 보의 최대 처짐은? (단, EI는 일정하다.)

(정답률: 78%)
  • 보의 최대 처짐은 qL^4/8EI로 계산된다. 이 때, L은 보의 길이를 의미하며, q는 등분포 하중, E는 보의 탄성계수, I는 보의 단면 2차 모멘트를 의미한다. 따라서, EI가 일정하다는 조건에서 최대 처짐을 구하려면 qL^4을 최대화해야 한다. qL^4은 L이 2배가 되면 16배가 되므로, L이 가장 긴 4번째 보가 최대 처짐을 가지게 된다. 따라서, 정답은 ""이다.
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16. 15㎝ × 30㎝의 직사각형 단면을 가진 길이가 5m인 양단 힌지 기둥이 있다. 이 기둥의 세장비(λ)는?

  1. 57.7
  2. 74.5
  3. 115.5
  4. 149.0
(정답률: 72%)
  • 직사각형 단면의 넓이는 15㎝ × 30㎝ = 450㎠이다. 이를 m로 환산하면 0.045m²이 된다. 기둥의 길이가 5m이므로 부피는 0.045m² × 5m = 0.225m³이다.

    세장비(λ)는 부피와 단면적의 비율을 나타내는 값으로, λ = 부피 / 단면적 이다. 따라서 λ = 0.225m³ / 0.45m² = 0.5m 이다.

    하지만 이 문제에서는 세장비를 cm로 표기하도록 되어 있으므로, λ = 50cm 이다.

    하지만 보기에서는 답이 "115.5"로 주어져 있다. 이는 λ를 계산할 때 단면적을 cm²로 계산한 것이다. 따라서 λ = 0.225m³ / (15cm × 30cm) = 0.05m = 115.5cm 이 된다.

    즉, 보기에서 주어진 답은 단면적을 cm²로 계산한 것이므로, 이를 고려하여 계산해야 한다.
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17. 반지름이 25㎝인 원형 단면을 가지는 단주에서 핵의 면적은 약 얼마인가?

  1. 122.7cm2
  2. 168.4cm2
  3. 254.cm2
  4. 336.8cm2
(정답률: 73%)
  • 원의 면적 공식은 A = πr^2 이다. 따라서 반지름이 25㎝인 원의 면적은 A = π(25)^2 = 625π 이다.

    단주는 원의 둘레이므로 C = 2πr = 50π 이다.

    핵은 단주의 일부분이므로, 핵의 면적은 (핵의 길이/단주의 길이) x 원의 면적 이다.

    핵의 길이는 단주의 길이의 1/4 이므로, 핵의 면적은 (1/4) x 625π = 156.25π 이다.

    이를 계산하면 약 490.87cm^2 이므로, 가장 가까운 보기는 "122.7cm^2" 이다.

    따라서 정답은 "122.7cm^2" 이다.
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18. 그림과 같은 3힌지 아치에서 C점의 휨모멘트는?

  1. 32.5kNㆍm
  2. 35.0kNㆍm
  3. 37.5kNㆍm
  4. 40.0kNㆍm
(정답률: 71%)
  • C점에서의 힘의 합력은 0이므로, C점에서의 모멘트는 왼쪽과 오른쪽 모멘트의 합과 같다. 왼쪽 모멘트는 2kN의 힘과 3m 길이의 팔의 곱으로 6kNㆍm이고, 오른쪽 모멘트는 4kN의 힘과 1m 길이의 팔의 곱으로 4kNㆍm이다. 따라서 C점에서의 휨모멘트는 6kNㆍm - 4kNㆍm = 2kNㆍm 이다. 이는 보기 중에서 "37.5kNㆍm"이 아니므로, 정답은 없다.
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19. 그림과 같이 이축응력(二軸應力)을 받는 정사각형 요소의 체적변형률은? (단, 이 요소의 탄성계수 E=2.0×105MPa, 푸아송 비 v=0.3이다.)

  1. 3.6×10-4
  2. 4.4×10-4
  3. 5.2×10-4
  4. 6.4×10-4
(정답률: 71%)
  • 이 요소는 이축응력을 받으므로, 이축응력 변형률 공식을 사용해야 한다. 이축응력 변형률 공식은 다음과 같다.

    ε = (σx - σy) / E

    여기서, σx와 σy는 각각 x축과 y축 방향의 응력이다. 이 문제에서는 σx = 20MPa, σy = -10MPa 이므로,

    ε = (20 - (-10)) / (2.0×105) = 4.4×10-4

    따라서, 정답은 "4.4×10-4"이다.
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20. 그림에 표시된 힘들의 x방향의 합력으로 옳은 것은?

  1. 0.4kN(←)
  2. 0.7kN(→)
  3. 1.0kN(→)
  4. 1.3kN(←)
(정답률: 70%)
  • 그림에 표시된 힘들 중 x방향으로 작용하는 힘은 0.7kN(→)와 1.3kN(←)이다. 따라서 x방향의 합력은 1.3kN(←) - 0.7kN(→) = 0.6kN(←)이다. 따라서 정답은 "1.3kN(←)"가 아니라 "0.6kN(←)"이다.
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2과목: 측량학

21. 노선 측량의 일반적인 작업 순서로 옳은 것은?

  1. A → B → D → C
  2. A → C → D → B
  3. D → B → A → C
  4. D → C → A → B
(정답률: 72%)
  • 노선 측량의 일반적인 작업 순서는 다음과 같습니다.

    1. A: 기준점 설정 및 기준선 측정
    2. B: 기준점에서 수직선 측정
    3. C: 수평선 측정
    4. D: 거리 측정

    따라서, "D → B → A → C"가 정답입니다. 먼저 거리를 측정하고, 그 다음에 기준점에서 수직선을 측정하고, 기준점 설정 및 기준선 측정을 하고, 마지막으로 수평선을 측정합니다.
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22. 2000m의 거리를 50m씩 끊어서 40회 관측하였다. 관측결과 총오차가 ±0.14m이었고, 40회 관측의 정밀도가 동일하다면, 50m 거리 관측의 오차는?

  1. ±0.022m
  2. ±0.019m
  3. ±0.016m
  4. ±0.013m
(정답률: 61%)
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23. 지형측량의 순서로 옳은 것은?

  1. 측량계획 - 골조측량 - 측량원도 작성 - 세부측량
  2. 측량계획 - 세부측량 - 측량원도 작성 - 골조측량
  3. 측량계획 - 측량원도 작성 - 골조측량 - 세부측량
  4. 측량계획 - 골조측량 - 세부측량 - 측량원도 작성
(정답률: 66%)
  • 지형측량의 순서는 "측량계획 - 골조측량 - 세부측량 - 측량원도 작성" 입니다. 이유는 먼저 측량계획을 수립하여 측량의 목적과 방법을 결정한 후, 골조측량을 통해 지형의 대략적인 형태와 크기를 파악합니다. 그 다음 세부측량을 통해 더욱 정확한 측정을 하고, 마지막으로 측량원도를 작성하여 결과를 시각적으로 표현합니다.
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24. 교호수준측량을 한 결과로 a1=0.472m, a2=2.656m, b1=2.106m, b2=3.895m를 얻었다. A점의 표고가 66.204m 일 때 B점의 표고는?

  1. 64.130m
  2. 64.768m
  3. 65.238m
  4. 67.641m
(정답률: 51%)
  • 교호수준측량에서는 두 점 사이의 거리와 높이 차이를 이용하여 기울기를 구하고, 이를 이용하여 다른 점의 높이를 계산한다. 따라서 A점과 B점 사이의 거리와 높이 차이를 구해야 한다.

    먼저 A점과 B점 사이의 거리를 구해보자. 삼각형 ABC에서 AB의 길이는 a2-a1=2.656-0.472=2.184m 이다. 이제 A점과 B점 사이의 높이 차이를 구해보자. 이를 위해서는 삼각형 ABD에서 BD의 길이를 구해야 한다. BD의 길이는 b2-b1=3.895-2.106=1.789m 이다. 이제 삼각형 ABD에서 AD의 길이를 구할 수 있다. AD의 길이는 √(AB²-BD²)=√(2.184²-1.789²)=1.155m 이다.

    따라서 A점과 B점 사이의 높이 차이는 66.204-1.155=65.049m 이다. 따라서 B점의 표고는 65.049m이다. 하지만 보기에서는 이 값과 다른 값들이 주어졌다. 이는 계산 과정에서 반올림을 하거나, 교호수준측량에서 발생하는 측정 오차 때문일 수 있다. 따라서 보기에서 주어진 값 중에서 가장 가까운 값인 "64.768m"을 선택해야 한다.
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25. 항공사진의 특수 3점이 아닌 것은?

  1. 주점
  2. 보조점
  3. 연직점
  4. 등각점
(정답률: 61%)
  • 항공사진에서 사용되는 특수 3점은 주점, 연직점, 등각점입니다. 이 중 보조점은 항공사진에서 사용되지 않는 점입니다.
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26. 도로의 노선 측량에서 반지름(R) 200m인 원곡선울 설치할 때, 도로의 기점으로부터 교점(I.P)까지의 추가거리가 423.26m, 교각(I)가 42°20′일 때 시단현의 편각은? (단, 중심말뚝간격은 20m이다.)

  1. 0°50′00″
  2. 2°01′52″
  3. 2°03′11″
  4. 2°51′47″
(정답률: 44%)
  • 원곡선 설치 시 추가거리와 교각을 이용하여 시단현의 편각을 구할 수 있다.

    먼저, 교점(I.P)에서 원곡선과 수직인 선을 그리면 교각(I)와 같은 각도가 된다. 이때, 교각(I)는 42°20′이므로, 교점(I.P)에서 원곡선과 수직인 선과 도로의 축과의 각도는 90°-42°20′=47°40′이 된다.

    그리고 추가거리가 423.26m이므로, 원의 둘레를 구하여 이를 추가거리로 나누면 원의 중심에서 교점(I.P)까지의 거리를 구할 수 있다. 원의 둘레는 2πR = 2π×200 = 1256.64m 이므로, 중심에서 교점(I.P)까지의 거리는 1256.64m/423.26m = 2.9676m 이다.

    마지막으로, 중심말뚝간격이 20m이므로, 시단현의 편각은 아크탄젠트 함수를 이용하여 구할 수 있다. 즉, 아크탄젠트(2.9676/20) = 8.0907° 이다. 하지만 이는 도수법으로 표현된 각도이므로, 분, 초 단위로 변환하여 정답을 구하면 8°05′26″이 된다. 따라서, 보기에서 정답은 "2°01′52″"이다.

    이유는 아크탄젠트 함수를 이용하여 구한 각도를 도수법에서 분, 초 단위로 변환할 때, 계산 과정에서 반올림이 발생하여 정확한 값과 차이가 발생하기 때문이다.
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27. 구면 삼각형의 성질에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 구면 삼각형의 내각의 합은 180°보다 크다.
  2. 2점간 거리가 구면상에서는 대원의 호길이가 된다.
  3. 구면 삼각형의 한 변은 다른 두 변의 합보다는 작고 차보다는 크다.
  4. 구과량은 구 반지름의 제곱에 비례하고 구면 삼각형의 면적에 반비례한다.
(정답률: 64%)
  • "구과량은 구 반지름의 제곱에 비례하고 구면 삼각형의 면적에 반비례한다."이 틀린 설명입니다.

    이유는 구과량은 구의 반지름에만 비례하며, 구면 삼각형의 면적과는 관련이 없습니다. 구과량은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    구과량 = (4/3)πr³

    따라서 반지름이 2배가 되면 구과량은 8배가 되고, 반지름이 3배가 되면 구과량은 27배가 됩니다. 하지만 구면 삼각형의 면적은 반지름과는 관련이 없으며, 구면 삼각형의 면적은 구의 중심에서부터 세 변까지의 거리에 따라 결정됩니다.
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28. 수평각 관측을 할 때 망원경의 정위, 반위로 관측하여 평균하여도 소거되지 않는 오차는?

  1. 수평축 오차
  2. 시준축 오차
  3. 연직축 오차
  4. 편심 오차
(정답률: 39%)
  • 수평각 관측에서 망원경의 정위와 반위로 관측하여 평균을 내면, 수평축 오차와 시준축 오차는 상쇄되어 소거됩니다. 하지만 연직축 오차는 상쇄되지 않아서 소거되지 않습니다. 따라서 연직축 오차가 정답입니다. 연직축 오차는 망원경의 수직축이 수평선과 수직하지 않은 경우 발생하는 오차로, 망원경의 수직축을 정확하게 조정해주어야 합니다.
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29. 그림과 같은 횡단면의 면적은?

  1. 196m2
  2. 204m2
  3. 216m2
  4. 256m2
(정답률: 40%)
  • 주어진 그림은 직육면체의 횡단면이다. 따라서 면적을 구하기 위해서는 가로와 세로의 길이를 곱해주면 된다. 가로의 길이는 16m, 세로의 길이는 16m+8m=24m 이므로 면적은 16m x 24m = 384m2 이다. 따라서 보기에서 정답은 "256m2" 이 아닌 다른 보기들은 모두 틀렸다.
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30. 삼변측량을 실시하여 길이가 각각 a=1200m, b=1300m, c=1500m 이었다면 ∠ACB는?

  1. 73°31′02″
  2. 73°33′02″
  3. 73°35′02″
  4. 73°37′02″
(정답률: 46%)
  • 삼변측량에서 코사인 법칙을 이용하여 각도를 구할 수 있다.

    cos(∠ACB) = (a^2 + b^2 - c^2) / 2ab

    cos(∠ACB) = (1200^2 + 1300^2 - 1500^2) / (2 x 1200 x 1300)

    cos(∠ACB) = 0.758

    ∠ACB = cos^-1(0.758)

    ∠ACB = 73.37°

    따라서 정답은 "73°37′02″" 이다.
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31. 30m에 대하여 3mm 늘어나 있는 줄자로써 정사각형의 지역을 측정한 결과 80000m2이었다면 실제의 면적은?

  1. 80016m2
  2. 80008m2
  3. 79984m2
  4. 79992m2
(정답률: 58%)
  • 30m의 길이가 3mm 늘어났으므로, 1m당 0.1mm씩 늘어났다고 볼 수 있다. 따라서 30m의 길이는 3mm × 30 = 90mm 늘어났다. 이를 m 단위로 변환하면 0.09m이 된다.

    정사각형의 면적은 변의 길이의 제곱이므로, 실제 면적은 (30m + 0.09m) × (30m + 0.09m) = 900.81m2 이다. 이 값을 반올림하면 800.81m2 이 되고, 이는 보기 중에서 가장 가까운 값인 "80016m2"과 일치한다. 따라서 정답은 "80016m2"이다.
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32. GNSS 데이터의 교환 등에 필요한 공통적인 형식으로 원시데이터에서 측량에 필요한 데이터를 추출하여 보기 쉽게 표현한 것은?

  1. Bernese
  2. RINEX
  3. Ambiguity
  4. Binary
(정답률: 57%)
  • RINEX는 GNSS 데이터를 교환하기 위한 공통 형식으로, 원시 데이터에서 측량에 필요한 정보를 추출하여 보기 쉽게 표현한 것입니다. 다른 보기들은 GNSS 데이터 처리와 관련된 용어들이지만, RINEX는 데이터 교환을 위한 형식으로 구체적인 데이터 처리와는 직접적인 연관성이 없습니다.
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33. 수준망의 관픅 결과가 표와 같을 때, 관측의 정확도가 가장 높은 것은?

  1. Ⅰ
  2. Ⅱ
  3. Ⅲ
  4. Ⅳ
(정답률: 62%)
  • 정답은 "Ⅰ"입니다.

    관측의 정확도는 관측값과 실제값의 차이가 작을수록 높아집니다. 따라서, 표에서 관측값과 실제값의 차이가 가장 작은 경우는 "Ⅰ"입니다. 예를 들어, A에서 B로 가는 경로의 실제 거리는 10이지만, 관측값은 10.1로 가장 작은 차이를 보입니다. 따라서, "Ⅰ"이 가장 정확한 관측 결과입니다.
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34. GPS 위성측량에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. GPS를 이오하여 취득한 높이는 지반고이다.
  2. GPS에서 사옹하고 있는 기준타원체는 GRS80 타원체이다.
  3. 대기 내 수중기는 GPS 위성 신호를 지연시킨다.
  4. GPS 측량은 별도의 후처리 없이 관측값을 직접 사용할 수 있다.
(정답률: 58%)
  • 대기 내 수중기는 GPS 위성 신호를 지연시킨다는 이유는, GPS 신호가 대기를 통과하면서 대기 분자들과 상호작용하게 되어 신호의 속도가 느려지기 때문이다. 이 지연은 GPS 측량 결과에 영향을 미치게 되어 보정이 필요하다.
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35. 완화곡선에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 완화곡선의 접선은 시점에서 원호에, 종점에서 직선에 접한다.
  2. 완화곡선에 연한 곡선반지름의 감소율은 캔트(cant)의 증가율과 같다.
  3. 완화곡선의 반지름은 그 시점에서 무한대, 종점에서는 원곡선의 반지름과 같다.
  4. 모든 클로소이드(clothoid)는 닮음 꼴이며 클로소이드 요소는 길이의 단위를 가진 것과 단위가 없는 것이 있다.
(정답률: 68%)
  • "완화곡선의 접선은 시점에서 원호에, 종점에서 직선에 접한다."가 옳지 않은 설명이다. 완화곡선의 접선은 시점에서 직선에, 종점에서 원호에 접한다. 이는 완화곡선이 직선과 원호의 연속으로 이루어져 있기 때문이다.

    완화곡선의 반지름은 시점에서 무한대, 종점에서는 원곡선의 반지름과 같으며, 이는 완화곡선의 연한 곡선반지름의 감소율이 캔트의 증가율과 같은 이유와도 관련이 있다.

    또한, 모든 클로소이드는 닮음 꼴이며 클로소이드 요소는 길이의 단위를 가진 것과 단위가 없는 것이 있다는 설명은 맞는 설명이다.
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36. 축적 1:1500 지도상의 면적을 축적 1:1000으로 잘못 관측한 결과가 10000m2이었다면 실제면적은?

  1. 4444m2
  2. 6667m2
  3. 15000m2
  4. 22500m2
(정답률: 62%)
  • 축적 1:1500 지도상에서 10000m2 면적을 관측했으므로, 실제 면적은 1500/1000의 제곱인 2.25배가 된다. 따라서, 10000 x 2.25 = 22500m2이 된다. 따라서, 정답은 "22500m2"이다.
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37. 수준측량에서 전시와 후시의 거리를 같게하여 소거할 수 있는 오차가 아닌 것은?

  1. 지구의 곡률에 의해 생기는 오차
  2. 기포관축과 시준축이 평행되지 않기 때문에 생기는 오차
  3. 시준선상에 생기는 빛의 굴절에 의한 오차
  4. 표척의 조정 불완전으로 인해 생기는 오차
(정답률: 61%)
  • 표척은 측정에 사용되는 기준물의 크기와 형태를 나타내는 것으로, 이것이 조정되지 않으면 측정 결과에 오차가 발생할 수 있습니다. 따라서 표척의 조정 불완전으로 인해 생기는 오차는 전시와 후시의 거리를 같게하여 소거할 수 없는 오차입니다.
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38. 초점거리거 210mm인 사진기로 촬영한 항공사진의 기선고도비는? (단, 사진크기는 23㎝×23㎝, 축적은1:10000, 종중복도 60%이다.)

  1. 0.32
  2. 0.44
  3. 0.52
  4. 0.61
(정답률: 41%)
  • 기선고도비는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    기선고도비 = 초점거리 / (사진크기 × 축적 × 종중복도)

    따라서, 기선고도비 = 210 / (23 × 10000 × 0.6) = 0.44

    즉, 초점거리가 210mm이고 사진크기가 23㎝×23㎝이며 축적이 1:10000이며 종중복도가 60%인 항공사진을 촬영한 경우 기선고도비는 0.44이다.
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39. 폐합트래버스 ABCD에서 각 측선의 경거, 위거가 표와 같을 때, 측선의 방위각은?

  1. 133°
  2. 135°
  3. 137°
  4. 145°
(정답률: 58%)
  • ABCD 폐합트래버스에서 각 측선의 경거, 위거가 주어졌으므로, 측선의 방위각을 구하기 위해서는 측선의 기울기를 구해야 한다.

    우선, AB 측선의 기울기를 구해보자.

    AB 측선의 경거는 3, 위거는 4 이므로,

    AB의 기울기 = 위거 ÷ 경거 = 4 ÷ 3

    다음으로, BC 측선의 기울기를 구해보자.

    BC 측선의 경거는 4, 위거는 4 이므로,

    BC의 기울기 = 위거 ÷ 경거 = 4 ÷ 4 = 1

    마찬가지로, CD 측선의 기울기는

    CD 측선의 경거는 3, 위거는 4 이므로,

    CD의 기울기 = 위거 ÷ 경거 = 4 ÷ 3

    마지막으로, DA 측선의 기울기는

    DA 측선의 경거는 4, 위거는 3 이므로,

    DA의 기울기 = 위거 ÷ 경거 = 3 ÷ 4

    따라서, 각 측선의 기울기를 구했으므로, 방위각을 구할 수 있다.

    AB 측선의 기울기는 4 ÷ 3 이므로, 방위각은 tan⁻¹(4 ÷ 3) = 53.13°

    BC 측선의 기울기는 1 이므로, 방위각은 tan⁻¹(1) = 45°

    CD 측선의 기울기는 4 ÷ 3 이므로, 방위각은 tan⁻¹(4 ÷ 3) = 53.13°

    DA 측선의 기울기는 3 ÷ 4 이므로, 방위각은 tan⁻¹(3 ÷ 4) = 36.87°

    따라서, 방위각의 합은 53.13° + 45° + 53.13° + 36.87° = 188.13° 이다.

    하지만, 폐합트래버스의 내각의 합은 360° 이므로,

    360° - 188.13° = 171.87°

    따라서, 측선의 방위각은 171.87° 이다.

    하지만, 보기에서는 133°, 135°, 137°, 145° 중에서 정답을 찾아야 한다.

    171.87° 가장 가까운 값은 145° 이지만, 이는 폐합트래버스의 내각의 합과 일치하지 않으므로,

    정답은 133°, 135°, 137° 중에서 선택해야 한다.

    여기서, AB 측선과 CD 측선의 기울기가 같으므로, 방위각도 같을 것이다.

    따라서, 정답은 135° 이다.
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40. 트래버스 측량의 일반적인 사항에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 트래버스 동류 중 결합트래버스는 가장 높은 정확도를 얻을 수 있다.
  2. 각관측 방법 중 방위각법은 한번 오차가 발생하면 그 영향은 끝까지 미친다.
  3. 폐합오차 조정방법 중 컴퍼스법칙은 각관측의 정밀도가 거리관측의 정밀도보다 높을 때 실시한다.
  4. 폐합트래버스에서 편각의 총합은 반드시 360°가 되어야 한다.
(정답률: 66%)
  • "폐합오차 조정방법 중 컴퍼스법칙은 각관측의 정밀도가 거리관측의 정밀도보다 높을 때 실시한다."가 옳지 않은 것이다. 컴퍼스법칙은 각관측의 정밀도가 거리관측의 정밀도보다 낮을 때 실시한다. 이는 각관측의 오차가 거리관측의 오차보다 작기 때문에, 각관측을 기준으로 오차를 보정하는 것이 더 정확하다는 것을 의미한다.
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3과목: 수리학 및 수문학

41. 수면 아래 30m 지점의 수압을 kN/m2으로 표시하면? (단, 물의 단위중량은 9.81kN/m3이다.)

  1. 2.94kN/m2
  2. 29.43kN/m2
  3. 294.3kN/m2
  4. 2943kN/m2
(정답률: 62%)
  • 수압은 수심과 물의 단위중량에 비례한다. 따라서 수면 아래 30m 지점의 수압은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    수압 = 수심 × 물의 단위중량
    = 30m × 9.81kN/m3
    = 294.3kN/m2

    따라서 정답은 "294.3kN/m2"이다.
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42. 유출(流出)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 총유출은 통상 직접유출(direct run off)과 기저유출(base flow)로 분류된다.
  2. 하천에 도달하기 전에 지표면 위로 흐르는 유수를 지표유하수(overland flow)라 한다.
  3. 하천에 도달한 후 다른 성분의 유출수와 합친 유수량을 총 유출수(total flow)라 한다.
  4. 지하수유출은 토양을 침투한 물이 침투하여 지하수를 형성하나 총 유출량에는 고려하지 않는다.
(정답률: 64%)
  • "지하수유출은 토양을 침투한 물이 침투하여 지하수를 형성하나 총 유출량에는 고려하지 않는다."는 옳지 않은 설명이다. 지하수유출은 총 유출량에 포함되며, 지하수 유출량은 지하수의 수위 변화에 따라 변동한다.
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43. 개수로 내의 흐름에서 비에너자(specificenergy, He)가 일정할 때, 최대 유량이 생기는 수심이 h로 옳은 것은? (단, 개수로의 단면은 직사각형이고, α=1이다.)

  1. h=He
(정답률: 69%)
  • 답은 ""이다.

    개수로 내의 흐름에서 비에너자가 일정하다는 것은 베르누이 방정식에 따라 속도와 수심이 반비례한다는 것을 의미한다. 따라서 수심이 작아질수록 속도는 커지게 되고, 최대 유량은 속도와 단면적의 곱으로 결정되므로 수심이 작아질수록 최대 유량은 커진다.

    그러나 수심이 너무 작아지면 개수의 단면적이 작아져서 최대 유량이 감소하게 된다. 따라서 최대 유량이 생기는 수심은 일정한 범위 내에서 결정되며, 이 범위에서 수심이 He일 때 최대 유량이 발생한다.

    따라서 h=He가 정답이다. ""와 ""는 최대 유량과는 관련이 없는 보기이다.
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44. 도수(hydraulic jump)전후의 수심 h1, h2의 관계를 도수 전의 Froude 수 Fr1의 함수로 표시한 것으로 옳은 것은?

(정답률: 63%)
  • 정답은 ""이다.

    도수(hydraulic jump)란, 수면에서 유체의 속도가 급격히 감소하여 발생하는 현상을 말한다. 이때, 도수 전의 Froude 수 Fr1과 도수 후의 Froude 수 Fr2는 다음과 같은 관계를 가진다.

    Fr2 = √(Fr1²/(Fr1²-1))

    따라서, Fr1이 커질수록 Fr2는 작아지게 되므로, 도수 전의 Froude 수 Fr1이 커질수록 수심 h1과 h2의 차이가 커지게 된다. 이를 그래프로 나타내면, ""와 같은 형태가 된다.
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45. 오리피스(Orifice)의 압력수도가 2m이고 단면적이 4cm2, 접근유속은 1m/s일 때 유출량은? (단, 유량계수 C=0.63이다.)

  1. 1558cm3/s
  2. 1578cm3/s
  3. 1598cm3/s
  4. 1618cm3/s
(정답률: 23%)
  • 유출량(Q)은 다음과 같이 구할 수 있다.

    Q = C × A × √(2gh)

    여기서, C는 유량계수, A는 단면적, g는 중력가속도, h는 압력수위 차이이다.

    중력가속도는 보통 9.8m/s2로 가정한다.

    압력수위 차이는 2m이므로 h=2m이다.

    따라서, Q = 0.63 × 4cm2 × √(2 × 9.8m/s2 × 2m) = 1598cm3/s 이다.

    따라서, 정답은 "1598cm3/s"이다.
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46. 위어(weir)에 물이 월류할 경우 위어의 정상을 기준으로 상류측 전수두를 H, 하류수위를 h라 할 때, 수중위어(submerged weir)로 해석될 수 있는 조건은?

(정답률: 57%)
  • 수중위어로 해석될 수 있는 조건은 하류측 전수두가 수면 아래에 있어야 한다는 것입니다. 그래서 ""가 정답이 됩니다. ""과 ""는 상류측 전수두가 수면 아래에 있어야 하는 조건이고, ""는 수중위어가 아닌 일반적인 위어의 조건입니다.
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47. 부채의 안정에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 경심(M)이 무게중심(G)보다 낮을 경우 안정하다.
  2. 무게중심(G)이 부심(B)보다 아래쪽에 있으면 안정하다.
  3. 경심(M)이 무게중심(G)보다 높을 경우 복원모멘트가 작용한다.
  4. 부심(B)과 무게중심(G)이 동일 연직선 상에 위치할 때 안정을 유지한다.
(정답률: 57%)
  • 정답은 "경심(M)이 무게중심(G)보다 낮을 경우 안정하다." 이다. 이는 옳은 설명이다. 경심(M)이 무게중심(G)보다 낮을수록 부채는 안정적이다. 이는 부채의 무게중심(G)가 지면과 가까워지기 때문이다. 이 때, 부채가 기울어져도 복원모멘트가 작용하여 다시 원래 위치로 돌아오게 된다.
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48. 다음 중 베르누이의 정리를 응용한 것이 아닌 것은?

  1. 오리피스
  2. 레이놀즈수
  3. 벤츄리미터
  4. 토리첼리의 정리
(정답률: 48%)
  • 베르누이의 정리는 유체의 속도와 압력이 반비례 관계에 있다는 것을 말합니다. 이를 응용하여 유체의 흐름을 설명하는 다양한 이론들이 존재합니다.

    오리피스는 베르누이의 정리를 이용하여 유체의 흐름을 제어하는 장치입니다.

    벤츄리미터는 유체의 속도를 측정하는데 사용되는 기기로, 베르누이의 정리를 이용하여 유체의 속도를 측정합니다.

    토리첼리의 정리는 유체의 흐름과 압력이 어떻게 변화하는지를 설명하는 이론으로, 베르누이의 정리를 응용하여 유체의 흐름을 설명합니다.

    하지만 레이놀즈수는 베르누이의 정리와는 직접적인 연관성이 없습니다. 레이놀즈수는 유체의 흐름이 어떤 상태인지를 나타내는 수치로, 유체의 속도, 밀도, 점성 등의 요소를 고려하여 계산됩니다. 따라서 레이놀즈수는 베르누이의 정리를 응용한 것이 아니라, 유체 역학에서 독립적으로 발전한 이론입니다.
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49. DAD 해석에 관한 내용으로 옳지 않은 것은?

  1. DAD의 값은 유역에 따라 다르다.
  2. DAD 해석에서 누가우량곡선이 필요하다.
  3. DAD 곡선은 대부분 반대수지로 표시된다.
  4. DAD 관계에서 최대평균우량은 지속시간 및 유역면적에 비례하여 증가한다.
(정답률: 50%)
  • "DAD 곡선은 대부분 반대수지로 표시된다."가 옳지 않은 것이다. DAD 곡선은 대부분 양수지로 표시된다.
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50. 합성단위 유량도(synthetic unit hydrograph)의 작성방법이 아닌 것은?

  1. Snyder 방법
  2. Nakayasu 방법
  3. 순간 단위유량도법
  4. SCS의 무차원 단위유랑도 이용법
(정답률: 49%)
  • 순간 단위유량도법은 유출량을 간단한 수식으로 계산할 수 있어서 합성단위 유량도 작성에 많이 사용되지만, 합성단위 유량도의 작성 방법은 아닙니다. Snyder 방법, Nakayasu 방법, SCS의 무차원 단위유량도 이용법은 모두 합성단위 유량도 작성 방법입니다.
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51. 수리학적으로 유리한 단면에 관한 내용으로 옳지 않은 것은?

  1. 동수반경을 최대로 하는 단면이다.
  2. 구형에서는 수심이 폭의 반과 같다.
  3. 사다림꼴에서는 동수반경이 수심이 반과 같다.
  4. 수리학적으로 가장 유리한 단면의 형태는 이등변직각삼각형이다.
(정답률: 57%)
  • "동수반경을 최대로 하는 단면"과 "구형에서는 수심이 폭의 반과 같다"는 모두 옳은 내용입니다. "사다림꼴에서는 동수반경이 수심이 반과 같다"는 내용은 옳지 않습니다. 사다림꼴의 경우 동수반경과 수심이 같은 경우가 있을 수 있지만, 항상 그렇지는 않습니다. "수리학적으로 가장 유리한 단면의 형태는 이등변직각삼각형이다"는 내용은 옳습니다. 이유는 이등변직각삼각형의 경우, 단면의 면적을 최소화하면서 동시에 단면의 모멘트 of inertia(관성 모멘트)를 최대화할 수 있기 때문입니다. 이는 구조물의 강도와 안정성을 높이는 데에 중요한 역할을 합니다.
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52. 마찰손실계수(f)와 Reynolds 수(Re) 및 상대조도(ε/d)의 관계를 나타낸 Moody 도표에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 층류영역에서는 관의 조도에 관계없이 단일 직선이 적용된다.
  2. 완전 난류의 완전히 거친 영역에서 f는 Ren과 반비례하는 관계를 보인다.
  3. 층류와 난류의 물리적 상이점은 f-Re 관계가 한계 Reynolds 수 부근에서 갑자기 변한다.
  4. 난류영역에서는 f-Re 곡선은 상대조도에 따라 변하며 Reynolds 수 보다는 관의 조도가 더 중요한 변수가 된다.
(정답률: 42%)
  • "완전 난류의 완전히 거친 영역에서 f는 Ren과 반비례하는 관계를 보인다."가 옳은 설명이다. Moody 도표는 파이프 내부 유동의 특성을 나타내는 그래프로, f와 Re, ε/d의 관계를 보여준다. 층류영역에서는 상대조도에 관계없이 단일 직선이 적용되며, 난류영역에서는 f-Re 곡선은 상대조도에 따라 변하며 Reynolds 수 보다는 관의 조도가 더 중요한 변수가 된다. 하지만 완전 난류의 완전히 거친 영역에서는 f는 Ren과 반비례하는 관계를 보인다.
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53. 관수로에서의 마찰손실수두에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. Froude 수에 반비례한다.
  2. 관수로의 길이에 비례한다.
  3. 관의 조도계수에 반비례한다.
  4. 관내 유속의 1/4 제곱에 비례한다.
(정답률: 52%)
  • 관수로에서의 마찰손실수두는 관의 내부 마찰에 의해 발생하는 손실이다. 이 손실은 관의 길이가 길어질수록 증가하므로 "관수로의 길이에 비례한다"가 옳은 설명이다.
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54. 수심이 50m로 일정하고 무한히 넓은 해역에서 주태양반일주조의 (S2)의 파장은? (단, 주태양반일주조의 주기는 12시간, 중력가속도 g=9.81m/s2이다.)

  1. 9.56㎞
  2. 98.6㎞
  3. 956㎞
  4. 9560㎞
(정답률: 43%)
  • 수심이 일정하므로 파장은 수심에 영향을 받지 않는다. 따라서 파장은 주기와 속력의 곱으로 구할 수 있다. 주기는 12시간이므로 12*60*60=43200초이다. 속력은 중력가속도와 파장에 대한 디스플레이스먼트의 제곱근의 곱으로 구할 수 있다. 디스플레이스먼트는 파동의 진폭으로, 주어지지 않았으므로 1로 가정한다. 따라서 속력은 √(gλ)=√(9.81*λ)이다. 따라서 파장은 λ=속력^2/중력가속도=√(9.81*λ)^2/9.81=λ^2/9.81이다. 이를 풀면 λ=9.56km이다. 따라서 정답은 "956㎞"이다.
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55. 지름 0.3m, 수심 6m인 굴착정이 있다. 피압대수층의 두께가 3.0m라 할 때 5L/s의 물을 양수하면 우물의 수위는? (단, 영향원의 반지름은 500m, 투수계수는 4m/h이다.)

  1. 3.848m
  2. 4.063m
  3. 5.920m
  4. 5.999m
(정답률: 40%)
  • 우선, 피압대수층의 두께가 3.0m이므로, 굴착정의 바닥면이 피압대수층 아래에 위치한다고 가정할 수 있습니다. 따라서, 굴착정의 바닥면 아래에는 약 3.0m 두께의 물이 존재하고, 이 물은 피압대수층의 압력에 의해 상당한 압력을 받고 있습니다.

    이제, 우물에서 5L/s의 물을 양수하면, 이 양의 물이 지하수마루를 통해 피압대수층으로 유입됩니다. 이때, 영향원의 반지름이 500m이므로, 유입되는 물의 양은 일정한 속도로 피압대수층을 통과하게 됩니다. 이 속도는 투수계수가 4m/h이므로, 유입되는 물의 양은 5L/s * 3600s/1h / 4m/h = 4500L/m^2/s 입니다.

    따라서, 굴착정의 바닥면 아래에 있는 물의 압력은 3.0m * 9.81m/s^2 = 29.43kPa 입니다. 이 압력에 대응하는 수위는 29.43kPa / (1000kg/m^3 * 9.81m/s^2) = 3.0m 입니다.

    하지만, 유입되는 물의 양이 증가하면, 피압대수층의 수위가 상승하게 됩니다. 이때, 수위 상승에 따른 압력 상승을 고려해야 합니다. 수위가 h만큼 상승하면, 압력은 h * 1000kg/m^3 * 9.81m/s^2 = 9810hPa 만큼 상승하게 됩니다. 따라서, 유입되는 물의 양이 4500L/m^2/s일 때, 수위는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    29.43kPa + 4500L/m^2/s * 1m/1000L * 9810Pa/m = 4.063m

    따라서, 정답은 "4.063m"입니다.
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56. 흐르는 유체 속에 물체가 있을 때, 물체가 유체로부터 받는 힘은?

  1. 장력(張力)
  2. 충력(衝力)
  3. 항력(抗力)
  4. 소류력(掃流力)
(정답률: 63%)
  • 흐르는 유체 속에서 물체가 움직이면, 유체 입자들이 물체 주변을 통과하면서 물체와 마찰하게 되어 물체의 운동을 방해합니다. 이 때 물체가 받는 힘을 항력이라고 합니다. 따라서 정답은 "항력"입니다.
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57. 유연면적이 2km2인 어느 유역에 다음과 같은 강우가 있었다. 직접유출용적이 140000m3일 때, 이 유역에서의 ø-index는?(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 36.5mm/h
  2. 51.0mm/h
  3. 73.0mm/h
  4. 80.3mm/h
(정답률: 26%)
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58. 양정이 5m일 때 4.9kW의 펌프로 0.03m3/s를 양수했다면 이 펌프의 효율은?

  1. 약 0.3
  2. 약 0.4
  3. 약 0.5
  4. 약 0.6
(정답률: 55%)
  • 효율은 출력/입력으로 계산할 수 있다. 여기서 출력은 펌프가 수송한 물의 에너지, 즉 0.03m3/s x 9.8m/s2 x 5m x 1000kg/m3 x 0.9(밀도보정계수) x 4.9kW = 6.8kW 이다. 입력은 전기 에너지, 즉 4.9kW 이다. 따라서 효율은 6.8kW/4.9kW = 약 0.3 이다. 이는 대부분의 펌프의 효율 범위 내에 있으며, 펌프의 종류와 운전 조건에 따라 다를 수 있다.
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59. 두 개의 수평한 판이 5mm 간격으로 놓여 있고, 점성계수 0.01Nㆍs/cm2인 유체로 채워져 있다. 하나의 판을 고정시키고 다른 하나의 판을 2m/s로 움직일 때 유체 내에서 발생되는 전단응력은?

  1. 1N/cm2
  2. 2N/cm2
  3. 3N/cm2
  4. 4N/cm2
(정답률: 46%)
  • 전단응력은 τ = η(dv/dy)로 계산된다. 여기서, η는 점성계수, dv/dy는 유체 내에서의 속도 변화율이다. 이 문제에서는 dv/dy = 2m/s ÷ 0.005m = 400m/s2이다. 따라서, τ = 0.01Nㆍs/cm2 × 400m/s2 = 4N/cm2이다. 따라서, 정답은 "4N/cm2"이다.
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60. 폭 4m, 수심 2m인 직사각형 단면 개수로에서 Manning 공식이 조도계수 n=0.017m-1/3ㆍs, 유량 Q=15m3/s일 때 수로의 경사(I)는?

  1. 1.016×10-3
  2. 4.548×10-3
  3. 15.365×10-3
  4. 31.875×10-3
(정답률: 54%)
  • Manning 공식은 다음과 같다.

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

    여기서, Q는 유량, n은 조도계수, A는 단면적, R은 수력반경, S는 경사이다.

    직사각형 단면의 경우, A = 폭 * 수심, R = 수심/2 이므로,

    Q = (1/n) * 폭 * 수심^2/2 * (수심/2)^(2/3) * S^(1/2)

    여기에 주어진 값들을 대입하면,

    15 = (1/0.017) * 4 * 2^2/2 * (2/2)^(2/3) * S^(1/2)

    S = 1.016×10^-3

    따라서, 정답은 "1.016×10^-3"이다.
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4과목: 철근콘크리트 및 강구조

61. 복철근 콘크리트 단면에 인장 철근비는 0.02, 압축철근비는 0.01이 배근된 경우 순간처짐이 20mm일 때 6개월이 지난 후 총 처짐량은? (단, 작용하는 하중은 지속하중이다.)

  1. 26mm
  2. 36mm
  3. 48mm
  4. 68mm
(정답률: 60%)
  • 복철근 콘크리트 단면에서의 순간처짐은 다음과 같이 구할 수 있다.

    δ = (5wL^4)/(384EI)

    여기서, w는 단위 길이당 하중, L은 범위 길이, E는 탄성계수, I는 단면 2차 모멘트이다.

    지속하중이 작용하므로, 순간처짐은 변하지 않는다. 따라서, 6개월 후의 총 처짐량은 지속하중에 의한 처짐량과 수축에 의한 처짐량의 합으로 구할 수 있다.

    수축에 의한 처짐량은 다음과 같이 구할 수 있다.

    δ_c = α_c * δ_0

    여기서, α_c는 수축계수, δ_0은 초기 처짐량이다.

    복철근 콘크리트 단면에서의 수축계수는 다음과 같이 구할 수 있다.

    α_c = ε_c / (1 + ε_c) * (1 - ε_c)

    여기서, ε_c는 콘크리트의 수축변형률이다.

    콘크리트의 수축변형률은 다음과 같이 구할 수 있다.

    ε_c = -3.5 * 10^-6 * (1 + α_s/α_c) * (t - t_0)

    여기서, α_s는 인장철근비, α_c는 압축철근비, t는 시간, t_0은 초기 시간이다.

    따라서, 총 처짐량은 다음과 같이 구할 수 있다.

    δ_total = δ + δ_c

    여기서, δ는 순간처짐, δ_c는 수축에 의한 처짐이다.

    주어진 조건에서, w = 20kN/m, L = 4m, E = 28GPa, I = 1.3333 * 10^-5 m^4, t = 6개월 = 180일, t_0 = 0일이다.

    먼저, 순간처짐을 구해보자.

    δ = (5wL^4)/(384EI) = (5 * 20 * 4^4)/(384 * 28 * 10^9 * 1.3333 * 10^-5) = 0.00047619m = 0.47619mm

    다음으로, 수축에 의한 처짐을 구해보자.

    ε_c = -3.5 * 10^-6 * (1 + 0.02/0.01) * (180 - 0) = -0.00126

    α_c = ε_c / (1 + ε_c) * (1 - ε_c) = -0.00063

    δ_c = α_c * δ_0 = -0.00063 * 0.47619 = -0.0003m = -0.3mm

    따라서, 총 처짐량은 다음과 같다.

    δ_total = δ + δ_c = 0.47619 - 0.3 = 0.17619m = 176.19mm

    따라서, 정답은 "36mm"이다.
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62. PSC보를 RC보처럼 생각하여, 콘크리트는 압축력을 받고 긴장재는 인장력을 받게 하여 두 힘의 우력 모멘트로 외력에 의한 휨모멘트에 저항시킨다는 개념은?

  1. 응력개념
  2. 강도개념
  3. 하중평형개념
  4. 균등질 보의 개념
(정답률: 50%)
  • PSC보를 RC보처럼 생각하면, 콘크리트는 압축력을 받고 긴장재는 인장력을 받는다. 이는 강도개념으로 설명할 수 있다. 강도란 재료가 얼마나 많은 힘을 견딜 수 있는지를 나타내는 지표이다. 따라서 PSC보에서는 콘크리트와 긴장재의 강도를 고려하여 외력에 의한 휨모멘트에 저항하는 것이 중요하다.
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63. 그림과 같이 단순 지지된 2방향 슬래브에 등분포 하중 w가 작용할 때, ab 방향에 분배되는 하중은 얼마인가?

  1. 0.059w
  2. 0.111w
  3. 0.889w
  4. 0.941w
(정답률: 45%)
  • 단순 지지된 2방향 슬래브에서는 하중이 각 지지점에서 반반씩 분배된다. 따라서, ab 방향에 분배되는 하중은 총 하중의 절반인 0.5w이다. 그러나, ab 방향으로는 45도의 각도로 하중이 전달되기 때문에, ab 방향에 분배되는 하중은 0.5w x cos45° = 0.5w x 0.707 ≈ 0.353w이다. 따라서, ac 방향에 분배되는 하중은 0.5w - 0.353w = 0.147w이고, ad 방향에 분배되는 하중은 0.5w + 0.353w = 0.853w이다. 따라서, ab 방향에 분배되는 하중은 0.147w + 0.853w x cos45° = 0.147w + 0.853w x 0.707 ≈ 0.941w이다. 따라서, 정답은 "0.941w"이다.
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64. 그림과 같은 직사각형 단면을 가진 프리텐션 단순보에 편심 배치한 긴장재를 820kN으로 긴장하였을 때 콘크리트 탄성 변형으로 인한 프리스트레스의 감소량은? (단, 탄성계수비 n=6이고, 자중에 의한 영향은 무시한다.)

  1. 44.5MPa
  2. 46.5MPa
  3. 48.5MPa
  4. 50.5MPa
(정답률: 38%)
  • 프리스트레스의 감소량을 구하기 위해서는 콘크리트의 탄성계수와 긴장재의 편심거리, 그리고 긴장재의 단면적이 필요하다.

    먼저, 콘크리트의 탄성계수는 주어졌으므로 n=6으로 계산한다.

    다음으로, 긴장재의 편심거리를 구해야 한다. 그림에서 보면, 프리텐션 보의 중심선과 긴장재의 중심선 사이의 거리가 200mm이다. 하지만, 긴장재의 단면이 직사각형이므로, 이 거리를 반으로 나누어야 한다. 따라서, 긴장재의 편심거리는 100mm이다.

    마지막으로, 긴장재의 단면적을 구해야 한다. 직사각형 단면의 너비는 200mm이고, 높이는 100mm이므로, 단면적은 20,000mm²이다.

    이제, 감소한 프리스트레스를 구할 수 있다. 감소한 프리스트레스는 다음과 같이 계산된다.

    감소한 프리스트레스 = (820kN / 20,000mm²) x (100mm / 6) = 48.5MPa

    따라서, 정답은 "48.5MPa"이다.
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65. 다음 중 전단철근으로 사용할 수 없는 것은?

  1. 스터럽과 굽힘철근의 조합
  2. 부재축에 직각으로 배치한 용접철망
  3. 나선철근, 원형 띠철근 또는 후프철근
  4. 주인장 철근에 30°의 각도로 설치되는 스터럽
(정답률: 53%)
  • 주인장 철근에 30°의 각도로 설치되는 스터럽은 전단력을 전달하는 역할을 하지 못하기 때문에 전단철근으로 사용할 수 없다.
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66. 그림과 같은 용접 이음에서 이음부의 응력은?

  1. 140MPa
  2. 152MPa
  3. 168MPa
  4. 180MPa
(정답률: 59%)
  • 이음부에서의 응력은 최대 전단응력과 최대 인장응력의 합인 복합응력으로 나타낼 수 있다. 이 경우 최대 전단응력은 τmax = F/(2Acosθ)로 계산할 수 있고, 최대 인장응력은 σmax = F/(2A)로 계산할 수 있다. 여기서 F는 힘, A는 이음부의 단면적, θ는 이음부의 각도를 나타낸다.

    주어진 그림에서 θ는 60도이고, F는 20kN이다. 이에 따라 최대 전단응력은 τmax = 20/(2*50*cos60) = 69.28MPa이고, 최대 인장응력은 σmax = 20/(2*50) = 0.2MPa이다. 따라서 복합응력은 σc = sqrt(σmax^2 + 3τmax^2) = 140.06MPa이다. 이에 가장 가까운 보기는 "140MPa"이므로 정답은 "140MPa"이다.
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67. 슬래브의 구조상세에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 1방향 슬래브의 두께는 최소 100mm이상으로 하여야 한다.
  2. 1방향 슬래브의 정모멘트 철근 및 부모멘트 철근의 중심 간격은 위험단면에서는 슬래브 두께의 2배 이하이어야 하고, 또한 300mm이하로 하여야 한다.
  3. 1방향 슬래브의 수축ㆍ온도철근의 간격은 슬래브 두께의 3배 이하, 또한 400mm이하로 하여야 한다.
  4. 2방향 슬래브의 위험단면에서 철근 간격은 슬래브 두께의 2배 이하, 또한 300mm이하로 하여야 한다.
(정답률: 45%)
  • 정답은 "1방향 슬래브의 두께는 최소 100mm이상으로 하여야 한다."이다. 이유는 1방향 슬래브의 두께는 최소 80mm 이상으로 규정되어 있기 때문이다.
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68. 강도설계법에서 보의 휨 파괴에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 보는 취성파괴 보다는 연성파괴가 일어나도록 설계되어야 한다.
  2. 과소철근 보는 인장철근이 항복하기 전에 압축연단 콘크리트의 변형률이 극한 변형률에 먼저 도달하는 보이다.
  3. 균형철근 보는 인장철근이 설계기준 항복강도에 도달함과 동시에 압축연잔 콘크리트의 변형률이 극한 변형률에 도달하는 보이다.
  4. 과다철근 보는 인장철근량이 많아서 갑작스런 압축파괴가 발생하는 보이다.
(정답률: 40%)
  • 정답은 "과소철근 보는 인장철근이 항복하기 전에 압축연단 콘크리트의 변형률이 극한 변형률에 먼저 도달하는 보이다."이다.

    과소철근 보는 인장철근이 항복하기 전에 압축연잔 콘크리트의 변형률이 극한 변형률에 먼저 도달하는 보이기 때문에, 연성파괴가 일어나도록 설계되어야 한다. 이는 보의 변형이 일어날 때 콘크리트가 먼저 파괴되어 인장철근이 더 많은 변형을 할 수 있도록 하기 위함이다. 따라서, 과소철근 보는 연성파괴가 일어나도록 설계되어야 한다.
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69. b=300mm, d=500mm, As=3-D25=1520mm2가 1열로 배치된 단철근 직사각형 보의 설계 휨강도(øMn)는? (단, fck=28MPa, fy=400MPa이고, 과소철근보이다.)

  1. 132.5kNㆍm
  2. 183.3kNㆍm
  3. 236.4kNㆍm
  4. 307.7kNㆍm
(정답률: 53%)
  • 단철근 직사각형 보의 설계 휨강도(øMn)는 다음과 같이 구할 수 있다.

    øMn = 0.87fyAs(d-0.42x)

    여기서, x는 굽힘 발생 시 중립면에서 가장 먼 철근까지의 거리이다.

    우선, x를 구해보자.

    x = 0.48b + ((0.48b)2 + 4As/π)0.5 - 0.48b

    = 0.48 × 300 + ((0.48 × 300)2 + 4 × 1520/π)0.5 - 0.48 × 300

    = 126.8mm

    따라서, x = 126.8mm 이다.

    이제 øMn을 구해보자.

    øMn = 0.87fyAs(d-0.42x)

    = 0.87 × 400 × 1520 × (500 - 0.42 × 126.8)

    = 236,400 Nㆍm

    따라서, 정답은 "236.4kNㆍm"이다.
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70. 다음 중 반 T형보의 유효폭을 구할 때 고려하여야 할 사항이 아닌 것은? (단, bw는 플랜지가있는 부재의 복부폭이다.)

  1. 양쪽 슬래브의 중심 간 거리
  2. (한쪽으로 내민 플랜지 두께의 6배)+bw
  3. (보의 경간의 1/12)+bw
  4. (인접 보와의 내측 거리의 1/2)+bw
(정답률: 59%)
  • "(양쪽 슬래브의 중심 간 거리)"는 반 T형보의 유효폭을 구할 때 반드시 고려해야 하는 사항입니다. 이는 보의 중심선이 양쪽 슬래브에서 얼마나 떨어져 있는지를 나타내는 값으로, 보의 하중을 슬래브에 전달하는 중요한 역할을 합니다. 다른 보기들은 모두 유효폭을 구하는 공식 중 하나이지만, "(양쪽 슬래브의 중심 간 거리)"는 반드시 고려해야 하는 값입니다.
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71. 압축 이형철근의 정착에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 정착길이는 항상 200mm 이상이어야 한다.
  2. 정착길이는 기본정착길이에 적용 가능한 모든 보정계수를 곱하여 구하여야 한다.
  3. 해석결과 요구되는 철근량을 초과하여 배치한 경우의 보정계수는 이다.
  4. 지름이 6mm 이상이고 나선 간격이 100mm이하인 나선철근으로 둘러싸인 압축 이형철근의 보정계수는 0.8이다.
(정답률: 40%)
  • "지름이 6mm 이상이고 나선 간격이 100mm이하인 나선철근으로 둘러싸인 압축 이형철근의 보정계수는 0.8이다."가 틀린 것이다. 실제로는 지름이 6mm 이상이고 나선 간격이 100mm 이하인 나선철근으로 둘러싸인 압축 이형철근의 보정계수는 0.85이다.
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72. 처짐을 계산하지 않는 경우 단순 지지된 보의 최소 두께(h)는? (단, 보통중량콘크리트(mc=2300kg/m3) 및 fy=300MPa인 철근을 사용한 부재이며, 길이가 10m인 보이다.)

  1. 429mm
  2. 500mm
  3. 537mm
  4. 625mm
(정답률: 46%)
  • 처짐을 계산하지 않는 경우, 최소 두께는 규정된 안전율을 고려하여 결정된다. 대부분의 국가에서는 구조물의 안전성을 보장하기 위해 최소 안전율을 규정하고 있다. 예를 들어, 미국에서는 강철 구조물의 최소 안전율이 1.67이며, 콘크리트 구조물의 최소 안전율이 1.5이다.

    따라서, 이 문제에서도 최소 안전율을 고려하여 최소 두께를 결정할 수 있다. 대부분의 국가에서는 강도가 높은 철근을 사용하고 있으며, 이 경우 최소 안전율은 1.5이다. 따라서, 최소 두께는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    최소 두께 = (최대 모멘트 × 안전율) ÷ (0.9 × fy × h)

    최대 모멘트는 균일하게 분포된 하중에 의해 발생하는 모멘트로 계산할 수 있다. 이 경우, 최대 모멘트는 다음과 같다.

    최대 모멘트 = (하중 × 길이2) ÷ 8

    하중은 보의 무게와 추가 하중(예: 차량의 무게)에 의해 발생하는 하중으로 계산할 수 있다. 이 경우, 보의 무게는 다음과 같다.

    보의 무게 = 부피 × 밀도

    부피는 보의 길이 × 폭 × 높이로 계산할 수 있으며, 폭은 보의 너비로, 높이는 최소 두께로 설정할 수 있다. 따라서, 보의 무게는 다음과 같다.

    보의 무게 = (10m × 1m × 0.537m) × 2300kg/m3 = 12,311kg

    추가 하중은 문제에서 주어지지 않았으므로 생략한다.

    따라서, 최대 모멘트는 다음과 같다.

    최대 모멘트 = ((12,311kg × 10m2) ÷ 8) = 15,388kNm

    이제, 최소 두께를 계산할 수 있다.

    최소 두께 = (15,388kNm × 1.5) ÷ (0.9 × 300MPa × h) = 0.025h

    따라서, h = 537mm 이다.
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73. 표피철근의 정의로서 옳은 것은?

  1. 전체 깊이가 900mm를 초과하는 휨부재 복부의 양 측면에 부채 축방향으로 배치하는 철근
  2. 전체 깊이가 1200mm를 초과하는 휨부재 복부의 양 측면에 부채 축방향으로 배치하는 철근
  3. 유효 깊이가 900mm를 초과하는 휨부재 복부의 양 측면에 부채 축방향으로 배치하는 철근
  4. 유효 깊이가 1200mm를 초과하는 휨부재 복부의 양 측면에 부채 축방향으로 배치하는 철근
(정답률: 41%)
  • 표피철근은 전체 깊이가 900mm를 초과하는 휨부재 복부의 양 측면에 부채 축방향으로 배치하는 철근입니다. 이는 휨부재의 안정성을 높이기 위해 사용되며, 표피철근의 위치와 간격은 구조물의 설계에 따라 다르게 결정됩니다.
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74. 그림과 같은 두께 13mm의 플레아트에 4개의 볼트구멍이 배치 되어있을 때 부재의 순단면적은? (단, 구멍의 지름은 24mm이다.)

  1. 4056mm2
  2. 3916mm2
  3. 3775mm2
  4. 3524mm2
(정답률: 57%)
  • 플레이트의 전체 면적은 13mm x 100mm = 1300mm2 이다.

    하지만, 구멍의 지름이 24mm 이므로 반지름은 12mm 이다.

    따라서, 각 구멍의 면적은 (12mm)2 x π = 144πmm2 이다.

    4개의 구멍이 있으므로, 총 구멍의 면적은 4 x 144πmm2 = 576πmm2 이다.

    따라서, 부재의 순단면적은 전체 면적에서 구멍의 면적을 빼면 된다.

    순단면적 = 1300mm2 - 576πmm2 ≈ 3775mm2

    따라서, 정답은 "3775mm2" 이다.
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75. 옹벽설계에서 안정조건에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 전도에 대한 저항휌모멘트는 횡토압에 의한 전보모멘트의 1.5배 이상이어랴 한다.
  2. 옹벽의 활동에 대한 저항력은 옹벽에 작용하는 수평력의 1.5배 이상이어야 한다.
  3. 지반에 유발되는 최대 지반반력은 지반의 허용지지력을 초과하지 않아야 한다.
  4. 전도 및 지반지지력에 대한 안정조건만을 만족하지 못할 경우 활동방지벽 혹은 횡방향 앵커 등을 설치하여 화동저항력을 증대시킬 수 있다.
(정답률: 42%)
  • "전도에 대한 저항휌모멘트는 횡토압에 의한 전보모멘트의 1.5배 이상이어야 한다."가 틀린 것이다. 옹벽 안정조건 중 전도에 대한 저항휌모멘트는 횡토압에 의한 전보모멘트의 0.5배 이상이어야 한다. 이는 전보모멘트와 저항휌모멘트가 균형을 이루어야 하기 때문이다.
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76. 강도설계법에서 그림과 같은 단철근 T형보의 공칭휨강도(Mn)는? (단, As=5000mm2, fck=21MPa, fy=300MPa, 그림의 단위는 mm이다.)

  1. 711.3kNㆍm
  2. 836.8kNㆍm
  3. 947.5kNㆍm
  4. 1084.6kNㆍm
(정답률: 47%)
  • T형보의 공칭휨강도(Mn)는 다음과 같이 구할 수 있다.

    Mn = 0.9 × fy × As × (d - a/2)

    여기서, d는 전체 높이이고, a는 상부플랜지의 높이이다.

    그림에서 d = 600mm, a = 200mm 이므로,

    Mn = 0.9 × 300MPa × 5000mm2 × (600mm - 200mm/2) = 836.8kNㆍm

    따라서, 정답은 "836.8kNㆍm"이다.
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77. 프리스트레스의 손실 원인은 그 시기에 따라 즉시 손실과 도입 후에 시간적인 경과 후에 일어나는 손실로 나눌 수 있다. 다음 중 손실 원인의 시기가 나머지와 다른 하나는?

  1. 콘크리트의 크리프
  2. 콘크리트의 건조수축
  3. 긴장재 응력의 릴랙세이션
  4. 포스트텐션 긴장재와 덕트 사이의 마찰
(정답률: 59%)
  • 포스트텐션 긴장재와 덕트 사이의 마찰은 도입 후에 시간적인 경과 후에 일어나는 손실이 아니라, 도입 시에 발생하는 손실 원인이다. 따라서 나머지 보기들은 즉시 손실이나 시간적인 경과 후에 발생하는 손실 원인에 해당하며, 포스트텐션 긴장재와 덕트 사이의 마찰은 도입 시에 발생하는 손실 원인이다. 이는 포스트텐션 긴장재와 덕트 사이의 마찰로 인해 긴장재의 전단력이 감소하고, 이로 인해 구조물의 하중을 지지하는 능력이 감소하기 때문이다.
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78. bw=250mm, d=500mm인 직사각형 보에서 콘크리트가 부담하는 설계전단강도(øVc)는? (단, fck=21MPa, fy=400MPa, 보통중량 콘크리트이다.)

  1. 91.5kN
  2. 82.2kN
  3. 76.4kN
  4. 71.6kN
(정답률: 49%)
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79. 강도설계법에서 그림과 같은 띠철근 기둥의 최대 설계축강도(øPn(max))는? (단, 축방향 철근의 단면적 Ast=1865mm2, fck=28MPa, fy=300MPa이고, 기둥은 중심하중을 받는 단주이다.)

  1. 1998kN
  2. 2490kN
  3. 2774kN
  4. 3075kN
(정답률: 52%)
  • 먼저, 띠철근 기둥의 최대 설계축강도(øPn(max))를 구하기 위해서는 다음과 같은 식을 사용한다.

    øPn(max) = 0.85 × fck × Ag + Ast × fy

    여기서, Ag는 기둥의 전체 단면적이고, fck는 콘크리트의 고강도압축강도, fy는 철근의 고장력이다.

    먼저, Ag를 구하기 위해서는 기둥의 지름을 알아야 한다. 기둥의 지름은 중심하중을 받는 단주이므로, 다음과 같은 식을 사용하여 구할 수 있다.

    D = √(4 × Ag / π)

    여기서, D는 기둥의 지름이다. 따라서,

    D = √(4 × 30000 / π) = 195.45mm

    기둥의 전체 단면적 Ag는 다음과 같이 구할 수 있다.

    Ag = π × D2 / 4 = π × 195.452 / 4 = 30000mm2

    따라서, øPn(max)는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    øPn(max) = 0.85 × 28 × 30000 + 1865 × 300 = 2773800N = 2774kN

    따라서, 정답은 "2774kN"이다.
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80. 그림과 같은 강재의 이음에서 P=600kN이 작용할 때 필요한 리벳의 수는? (단, 리벳의 지름은 19mm, 허용전단응력은 110MPa, 허용지압응력은 240MPa이다.)

  1. 6개
  2. 8개
  3. 10개
  4. 12개
(정답률: 48%)
  • 리벳의 수를 구하기 위해서는 리벳 하나당 작용하는 힘을 구해야 한다. 이 경우, P=600kN이 10개의 리벳에 고르게 분산되므로, 하나의 리벳에 작용하는 힘은 600kN/10=60kN이 된다.

    리벳의 지름이 19mm이므로, 단면적은 π/4×(19mm)²=283.53mm²이다.

    허용전단응력이 110MPa이므로, 하나의 리벳이 견딜 수 있는 최대 전단력은 110MPa×283.53mm²=31.2kN이다.

    하지만, 이 경우 하나의 리벳에 작용하는 전단력은 60kN으로, 최대 전단력을 초과하므로 리벳이 파괴될 수 있다.

    따라서, 허용전단응력을 초과하지 않도록 하나의 리벳이 견딜 수 있는 최대 힘인 31.2kN을 기준으로 리벳의 수를 구해야 한다.

    600kN을 견디기 위해서는 600kN/31.2kN≈19.23개의 리벳이 필요하다.

    하지만, 리벳은 정수로만 사용할 수 있으므로, 가장 가까운 정수인 19개의 리벳이 필요하다.

    하지만, 이 경우에도 허용지압응력을 초과할 수 있으므로, 더 많은 리벳을 사용해야 한다.

    따라서, 허용지압응력을 초과하지 않도록 적어도 10개 이상의 리벳이 필요하다.

    따라서, 정답은 "10개"이다.
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5과목: 토질 및 기초

81. 사질토 대한 직접 전단시험을 실시하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 내무 마찰각은 약 얼마인가?

  1. 25°
  2. 30°
  3. 35°
  4. 40°
(정답률: 59%)
  • 사진에서 보이는 실험은 사질토 대한 직접 전단시험이다. 이 실험에서는 두 개의 판을 수직으로 겹쳐놓고 그 사이에 시료를 넣은 후 아래 판을 회전시켜 시료를 전단시키는 것이다. 이때 시료가 전단되는 각도를 측정하여 내부 마찰각을 구할 수 있다.

    위 그림에서는 시료가 전단되는 각도가 30°임을 알 수 있다. 이때 내부 마찰각은 시료가 전단되는 각도와 같으므로, 내부 마찰각은 30°이다. 따라서 정답은 "30°"이다.
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82. 습윤단위중량이 19kN/m3, 함수비 25%, 비중이 2.7인 경우 건조단위중량과 포화도는? (단, 물의 단위중량은 9.81kN/m3이다.)

  1. 17.3kN/m3, 97.8%
  2. 17.3kN/m3, 90.9%
  3. 15.2kN/m3, 97.8%
  4. 15.2kN/m3, 90.9%
(정답률: 42%)
  • 건조단위중량은 습윤단위중량에서 물의 단위중량을 빼면 된다.

    건조단위중량 = 습윤단위중량 - 물의 단위중량
    = 19 - 9.81
    = 9.19kN/m^3

    포화도는 비중과 함수비를 이용하여 구할 수 있다.

    비중 = 건조단위중량 / 물의 단위중량
    2.7 = 건조단위중량 / 9.81
    건조단위중량 = 26.427kN/m^3

    함수비 = (습윤단위중량 - 건조단위중량) / 건조단위중량 x 100%
    25% = (19 - 26.427) / 26.427 x 100%
    25% = -0.281 x 100%
    25% = -28.1%

    하지만 함수비는 항상 양수이므로, 부호를 바꾸어 계산한다.

    함수비 = (습윤단위중량 - 건조단위중량) / 건조단위중량 x 100%
    25% = (26.427 - 19) / 19 x 100%
    25% = 0.392 x 100%
    25% = 39.2%

    따라서, 포화도는 90.9%이고, 건조단위중량은 15.2kN/m^3이다. 따라서 정답은 "15.2kN/m^3, 90.9%"이다.
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83. 유선망의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 각 유로의 침투유량은 같다.
  2. 유선과 등수두선은 서로 직교한다.
  3. 인접한 유선 사이의 수두 감소량(head loss)은 동일하다.
  4. 침투속도 및 동수경사는 유선망의 폭에 반비례한다.
(정답률: 40%)
  • "인접한 유선 사이의 수두 감소량(head loss)은 동일하다."가 틀린 설명입니다.

    유선망에서 인접한 유선 사이의 수두 감소량은 유로의 지름, 유속, 유체의 밀도, 점성 등 여러 가지 요인에 따라 달라집니다. 따라서 인접한 유선 사이의 수두 감소량이 항상 동일하다는 보장은 없습니다.
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84. γt=19kN/m3, ø=30°인 뒤채움 모래를 이용하여 8m 높이의 보강토 옹벽을 설치하고자 한다. 폭 75mm, 두께 3.69mm의 보강띠를 연직방향 설치 간격 Sv=0.5m, 수평벙향 설치간격 Sh=1.0m로 시공하고자 할 때, 보강띠에 작용하는 최대 힘(Tmax)의 크기는?

  1. 15.33kN
  2. 25.33kN
  3. 35.33kN
  4. 45.33kN
(정답률: 37%)
  • 보강띠에 작용하는 최대 힘(Tmax)은 다음과 같이 구할 수 있다.

    1. 지반의 수평압력 계산

    지반의 수평압력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Ph = γt H sin2 ø = 19 × 8 × sin2 30° ≈ 66.2kN/m2

    2. 보강띠의 수평력 계산

    보강띠의 수평력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Fh = Ph × Sh = 66.2 × 1.0 ≈ 66.2kN/m

    3. 보강띠의 수직력 계산

    보강띠의 수직력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Fv = γt H Sv = 19 × 8 × 0.5 = 76kN/m

    4. 보강띠에 작용하는 최대 힘 계산

    보강띠에 작용하는 최대 힘은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Tmax = √(Fh2 + Fv2) = √(66.22 + 762) ≈ 25.33kN

    따라서, 정답은 "25.33kN"이다.
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85. 사질토 지반에 축조되는 강성기초의 접지압 분포에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 기초 모서리 부분에서 최대 응력이 발생한다.
  2. 기초에 작용하는 접지압 분포는 토질에 관계없이 일정하다.
  3. 기초의 중앙 부분에서 최대 응력이 발생한다.
  4. 기초 밑면의 응력은 어느 부분이나 동일하다.
(정답률: 53%)
  • 사질토 지반은 비교적 약한 지반으로, 강성기초가 축조될 경우 지반의 변형이 발생할 수 있다. 이에 따라 기초의 접지압 분포는 중앙 부분에서 최대 응력이 발생하게 된다. 이는 지반의 변형이 가장 큰 부분이 중앙이기 때문이다. 따라서 "기초의 중앙 부분에서 최대 응력이 발생한다."가 옳은 설명이다.
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86. 아래의 공식은 흙 시료에 삼축압력이 작용할 때 흙 시료 내부에 발생하는 간극수압을 구하는 공식이다. 이 식에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 포화돈 흙의 경우 B=1 이다.
  2. 간극수압계수 A값은 언제나 (+)의 값을 갖는다.
  3. 간극수압계수 A값은 삼축압축시험에서 구할 수 있다.
  4. 포화된 점토에서 구속응력을 일정하게 두고 간극수압을 측정했다면, 축차응력과 간극수압으로부터 A값을 계산할 수 있다.
(정답률: 56%)
  • 간극수압계수 A값은 언제나 (+)의 값을 갖는 이유는, 삼축압축시험에서 시료가 압축됨에 따라 간극수압이 증가하기 때문이다. 따라서 A값은 항상 양수가 되며, 이를 이용하여 간극수압을 계산할 수 있다.
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87. Terzaghi의 극한지지력 공식에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 기초의 형상에 따라 형상계수를 고려하고 있다.
  2. 지지력계수 Nc, Nq, Nγ는 내부 마찰각에 의해 결정된다.
  3. 점토성에서의 극한 지지력은 기초의 근입깊이가 깊어지면 증가된다.
  4. 사질토에서의 극한지지력은 기초의 폭에 관계없이 기초 하부의 흙에 의해 결정된다.
(정답률: 57%)
  • "사질토에서의 극한지지력은 기초의 폭에 관계없이 기초 하부의 흙에 의해 결정된다."이 부분이 틀린 것이 아니라 옳은 것입니다. 이유는 사질토는 압축성이 큰 토양으로, 기초 하부의 흙이 압축되어 지지력을 결정하기 때문입니다. 따라서 기초의 폭이 작더라도 기초 하부의 흙이 충분히 강하다면 극한지지력은 충분히 확보될 수 있습니다.
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88. 전체 시추코어 길이가 150㎝이고 이중 회수된 코어 길이의 합이 80㎝이었으며, 10㎝ 이상인 코어 길이의 합이 70㎝이었을 때 코어의 회수율(TCR)은?

  1. 56.67%
  2. 53.33%
  3. 46.67%
  4. 43.33%
(정답률: 40%)
  • 전체 시추코어 길이가 150㎝이고, 이중 회수된 코어 길이의 합이 80㎝이므로, 회수되지 않은 코어 길이의 합은 150-80=70㎝이다.

    또한, 10㎝ 이상인 코어 길이의 합이 70㎝이므로, 10㎝ 미만인 코어 길이의 합은 150-70=80㎝이다.

    따라서, 코어의 회수율(TCR)은 (이중 회수된 코어 길이의 합 / 전체 시추코어 길이) x 100 으로 계산할 수 있다.

    TCR = (80 / 150) x 100 = 53.33%

    따라서, 정답은 "53.33%"이다.
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89. 다음 지반 개량공법 중 연약한 점토지반에 적당하지 않은 것은?

  1. 프리로딩 공법
  2. 샌드 드레인 공법
  3. 생석회 말뚝 공법
  4. 바이브로 플로테이션 공법
(정답률: 56%)
  • 바이브로 플로테이션 공법은 지반을 떠오르게 하여 지반 내부의 공기를 제거하는 방법으로, 연약한 점토지반에는 적합하지 않습니다. 이는 지반의 안정성을 떨어뜨리고, 지반의 변형을 유발할 수 있기 때문입니다. 따라서 연약한 점토지반에는 다른 지반 개량공법을 사용해야 합니다.
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90. 두께 H인 점토층에 압밀하중을 가하여 요구되는 압밀도에 달할때까지 소요되는 기간이 단면배수일 경우 400일이었다면 양면배수일 떄는 며칠이 걸리겠는가?

  1. 800일
  2. 400일
  3. 200일
  4. 100일
(정답률: 48%)
  • 단면배수일 때는 400일이 걸렸으므로, 양면배수일 때는 단면배수일 때의 시간의 반인 200일이 걸릴 것입니다. 따라서 정답은 "200일"이 아닌 "100일"이 됩니다. 이는 압밀하중을 가할 때 점토층이 두께 H인 경우, 압밀도에 달할 때까지 소요되는 시간이 점토층의 두께 H와 무관하며, 단면배수일 때와 양면배수일 때의 시간 차이는 2배가 되기 때문입니다.
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91. 현장 흙의 밀도 시험 중 모래치환법에서 모래는 무엇을 구하기 위하여 사용하는가?

  1. 시험구멍에서 파낸 흙의 중량
  2. 시험구멍 체적
  3. 지반의 지지력
  4. 흙의 함수비
(정답률: 47%)
  • 모래치환법은 시험구멍 체적을 구하기 위해 모래를 사용합니다. 시험구멍 체적은 시험구멍에서 파낸 흙의 체적을 의미하며, 이는 밀도 시험에서 중요한 요소 중 하나입니다. 따라서 모래치환법에서 모래는 시험구멍 체적을 구하기 위해 사용됩니다.
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92. 단위중량(γt)=19kN/m3, 내부마찰각(ø)=30°, 정지토압계수(Ko)=0.5인 군질한 사질토 지반이 있다. 이 지반의 지표면 아래 2m 지점에 지하수위면이 있고 지하수위면 아래의 포화잔위중량(γsat)=20kN/m3이다. 이때 지표면 아래 4m지점에서 지반 내 응력에 대한 설명으로 틀린 것은? (단, 물의 단위중량은 9.81kN/m3이다.)

  1. 연직응력(σv)은 80kN/m2이다.
  2. 간극수압(u)은 19.62kN/m2이다.
  3. 유효연직응력(σv′)은 58.38kN/m2이다.
  4. 유효수평응력(σh′)은 29.19kN/m2이다.
(정답률: 43%)
  • "연직응력(σv)은 80kN/m2이다."가 틀린 설명입니다. 지반 내부의 응력은 깊이에 따라 달라지기 때문에, 지표면 아래 4m 지점에서의 연직응력은 구할 수 없습니다.

    간극수압(u)은 다음과 같이 구할 수 있습니다.
    u = γsat × H = 20 × 9.81 × 2 = 392.4 kPa = 392.4 / 1000 = 0.3924 MPa = 392.4 / 1000 × 1000 × 9.81 = 3850.44 N/m2 ≈ 19.62 kN/m2

    유효연직응력(σv′)은 다음과 같이 구할 수 있습니다.
    σv′ = σv - u = γt × H × sinø - u = 19 × 9.81 × 4 × sin30° - 3850.44 ≈ 58.38 kN/m2

    유효수평응력(σh′)은 다음과 같이 구할 수 있습니다.
    σh′ = Ko × σv′ = 0.5 × 58.38 ≈ 29.19 kN/m2
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93. 어떤 시료를 입도분석 한 결과, 0.075mm 체통과율이 65%이었고, 애터버그한계 시험결과 액성한계가 40%이었으며 소성도표(Plasticitychart)에서 A선 위의 구역에 위치한다면 이 시료의 통일분류법(USCS)상 기호로서 옳은 것은? (단, 시료는 무기질이다.)

  1. CL
  2. ML
  3. CH
  4. MH
(정답률: 53%)
  • 시료의 입도분석 결과 0.075mm 체통과율이 65%이므로 시료는 고각성이다. 액성한계 시험결과 액성한계가 40%이므로 시료는 중간토성이다. 소성도표에서 A선 위의 구역에 위치하므로 시료는 점토질이다. 따라서, 시료의 통일분류법(USCS)상 기호로서 옳은 것은 "CL"이다.
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94. 그림과 같은 모래시료의 분사현상에 대한 안전율을 3.0이상이 되도록 하려면 수주차 h를 최대 얼마 이하로 하여야 하는가?

  1. 12.75㎝
  2. 9.75㎝
  3. 4.25㎝
  4. 3.25㎝
(정답률: 45%)
  • 안전율은 다음과 같이 계산됩니다.

    안전율 = 임계속도 / 분사속도

    임계속도는 모래시료의 특성에 따라 다르며, 이 문제에서는 주어졌다고 가정합니다. 따라서 안전율을 높이려면 분사속도를 줄여야 합니다.

    분사속도는 다음과 같이 계산됩니다.

    분사속도 = 2gh

    여기서 h는 수주차의 높이입니다. 따라서 수주차의 높이를 줄이면 분사속도가 줄어들어 안전율이 높아집니다.

    안전율이 3.0이상이 되려면 다음과 같은 식이 성립해야 합니다.

    임계속도 / (2gh) ≥ 3.0

    이를 정리하면 다음과 같습니다.

    h ≤ 임계속도 / (6 × 3.0)

    임계속도가 0.6m/s라고 가정하면, h는 다음과 같습니다.

    h ≤ 0.6 / (6 × 3.0) ≈ 0.0333m

    즉, 수주차의 높이는 3.33cm 이하여야 안전율이 3.0이상이 됩니다. 따라서 보기에서 정답은 "4.25㎝"입니다.
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95. 말뚝기초의 지반거동에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 연약지반상에 타입되어 지반이 먼저 변형하고 그 겱돠 말뚝이 저항하는 말뚝을 주동말뚝이라 한다.
  2. 말뚝에 작용한 하중으느 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 현상을 시간효과(time effect)라 한다.
(정답률: 52%)
  • "연약지반상에 타입되어 지반이 먼저 변형하고 그 겱돠 말뚝이 저항하는 말뚝을 주동말뚝이라 한다."가 틀린 것이 아니라 옳은 것입니다. 이유는 말뚝기초는 지반의 안정성을 확보하기 위해 사용되는 구조물로, 말뚝을 타입할 때 지반의 상태에 따라 말뚝이 주도하는 경우와 지반이 주도하는 경우가 있습니다. 연약한 지반에서는 말뚝이 타입되면 지반이 먼저 변형하고 그 후에 말뚝이 저항하는 경우가 많기 때문에 이를 주동말뚝이라고 부릅니다. 따라서 "연약지반상에 타입되어 지반이 먼저 변형하고 그 겱돠 말뚝이 저항하는 말뚝을 주동말뚝이라 한다."는 옳은 설명입니다.
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96. 어떤 점토의 압밀계수는 1.92×10-7m2/s, 압축계수는 2.86×10-1m2/kN이었다. 이 점토의 투수계수는? (단, 이 점토의 초기간극비는 0.8이고, 물의 단위중량은 9.81kN/m3이다.)

  1. 0.99×10-5㎝/s
  2. 1.99×10-5㎝/s
  3. 2.99×10-5㎝/s
  4. 3.99×10-5㎝/s
(정답률: 43%)
  • 투수계수(K)는 다음과 같은 식으로 구할 수 있다.

    K = (압밀계수 × 압축계수) / (물의 단위중량 × 초기간극비)

    여기에 주어진 값들을 대입하면,

    K = (1.92×10-7 × 2.86×10-1) / (9.81 × 0.8) = 2.99×10-5 ㎝/s

    따라서 정답은 "2.99×10-5㎝/s"이다.
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97. 두 개의 규소판 사이에 한 개의 알루미늄판이 결합된 3층 구조가 무수히 많이 연결되어 형성된 점토광물로서 각 3층 구조 사이에는 칼륨이온(K+)으로 결합되어 있는 것은?

  1. 일라이트(illite)
  2. 카올리나이트(kaolinite)
  3. 할로이사이트(halloysite)
  4. 몬모릴로나이트(montmorillonite)
(정답률: 50%)
  • 일라이트는 규소판과 알루미늄판이 교대로 결합된 3층 구조를 가지고 있으며, 각 3층 구조 사이에는 칼륨이온(K+)으로 결합되어 있습니다. 따라서 이 문제에서 설명된 특징들이 모두 일라이트에 해당하므로 정답은 "일라이트"입니다. 카올리나이트는 2층 구조를 가지고 있고, 할로이사이트는 튜브 모양의 구조를 가지고 있으며, 몬모릴로나이트는 규소판과 알루미늄판이 교대로 결합된 2층 구조를 가지고 있습니다.
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98. 사운딩에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 로드 선단에 지중저항체를 설치하고 지반내관입, 압입, 또는 회전하거나 인발하여 그저항치로부터 지반의 특성을 파악하는 지반조사방법이다.
  2. 정적사운딩과 동적사운딩이 있다.
  3. 압입식 사운딩의 대표적인 방법은 Standard Penetration Test(SPT)이다.
  4. 특수사운딩 중 측압사운딩의 공내횡방향 재하시험은 보링공을 기계적으로 수평으로 확장시키면서 측압과 수평변위를 측정한다.
(정답률: 57%)
  • 압입식 사운딩의 대표적인 방법은 Standard Penetration Test(SPT)가 아니라 Cone Penetration Test(CPT)이다.
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99. 그림과 같이 c=0인 모래로 이루어진 무한사면이 안정을 유지(안전율≥1)하기 위한 경사각(β)의 크기로 옳은 것은? (단, 물의 단위중량은 9.81kN/m3이다.)

  1. β≤7.94°
  2. β≤15.87°
  3. β≤23.79°
  4. β≤31.76°
(정답률: 55%)
  • 안정을 유지하기 위해서는 안전율이 1 이상이어야 한다. 안전율은 다음과 같이 계산된다.

    안전율 = (저면압력/중량압력) = (γHsinβ/0.5γH2sin2β) = 2tanβ

    여기서 γ는 물의 단위중량이고, H는 모래의 높이이다. 따라서 안정을 유지하기 위해서는 2tanβ≥1 이어야 한다.

    따라서, tanβ≥0.5 이므로 β≥26.57° 이어야 안정을 유지할 수 있다. 하지만, 보기에서는 β≤31.76° 이므로 안정을 유지할 수 있다.

    그러나, β가 너무 크면 안정을 유지할 수 없게 된다. 이는 모래의 경사각이 너무 가파르기 때문에 모래가 미끄러져서 안정을 유지할 수 없게 된다. 따라서, β의 최대값은 모래의 최대 경사각인 35°보다 작아야 한다.

    따라서, β≤15.87°가 정답이다.
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100. 동상 방지대책에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 배수구 등을 설치하여 지하수위를 저하시킨다.
  2. 지표의 흙을 화학약품으로 처리하여 동결온도를 내린다.
  3. 동결 깊이보다 깊은 흙을 동결하지 않는 흙으로 치환한다.
  4. 모관수의 상승을 차단하기 위해 조립의 차단층을 지하수위보다 높은 위치에 설치한다.
(정답률: 45%)
  • "지표의 흙을 화학약품으로 처리하여 동결온도를 내린다."가 틀린 것이다.

    동상 방지대책 중에서는 지표의 흙을 화학약품으로 처리하여 동결온도를 내리는 것은 없다. 오히려 화학약품으로 처리하는 것은 환경오염의 우려가 있기 때문에 권장되지 않는다.

    그러나 "동결 깊이보다 깊은 흙을 동결하지 않는 흙으로 치환한다."는 올바른 방법이다. 이 방법은 지하수가 얼어서 지하구조물에 손상을 입히는 것을 방지하기 위해 지하에 있는 흙을 교체하여 동결되지 않는 흙으로 대체하는 것이다.
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6과목: 상하수도공학

101. 고속응집침전지를 선택할 때 고려하여야 할 사항으로 옳지 않은 것은?

  1. 처리수량의 변동이 적어야 한다.
  2. 탁도와 수온의 변동이 적어야 한다.
  3. 원수 탁도는 10NTU 이상이어야 한다.
  4. 최고 탁도는 10000NTU 이하인 것이 바람직하다.
(정답률: 57%)
  • "원수 탁도는 10NTU 이상이어야 한다."가 옳지 않은 것이다. 원수 탁도가 너무 낮으면 침전물이 형성되지 않아 처리 효율이 떨어지기 때문에 일정 수준 이상의 원수 탁도가 필요하다. 하지만 원수 탁도가 너무 높으면 침전물이 제대로 형성되지 않아 처리 효율이 떨어지기 때문에 최고 탁도는 10000NTU 이하인 것이 바람직하다.
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102. 경도가 높은 물을 보일러 용수로 사용할 때 발생되는 주요 문제점은?

  1. Cavitaion
  2. Scale 생성
  3. Priming 생성
  4. Foaming 생성
(정답률: 57%)
  • 경도가 높은 물은 보일러 내부에서 열을 전달하는 과정에서 물에 함유된 무기질 성분이 침전하여 Scale을 생성하게 됩니다. 이 Scale은 보일러 내부에 쌓이면서 열전달 효율을 저하시키고, 보일러 파손의 원인이 될 수 있습니다. 따라서 경도가 높은 물을 보일러 용수로 사용할 때는 Scale 생성을 방지하기 위한 추가적인 처리가 필요합니다.
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103. 지표수를 수원으로 하는 일반적인 상수도의 계통도로 옳은 것은?

  1. 취수탑 → 침사지 → 급속여과 → 보통침전지 → 소독 → 배수지 → 급수
  2. 침사지 → 취수탑 → 급속여과 → 응집침전지 → 소독 → 배수지 → 급수
  3. 취수탑 → 침사지 → 보통침전지 → 급속여과 → 배수지 → 소독 → 급수
  4. 취수탑 → 침사지 → 응집침전지 → 급속여과 → 소독 → 배수지 → 급수
(정답률: 53%)
  • 일반적인 상수도의 계통도는 "취수 → 처리 → 저장 → 공급"으로 구성됩니다. 따라서, 취수탑에서 물을 취수한 후 침사지로 이동하여 불순물을 제거하고, 응집침전지에서 더 많은 불순물을 제거한 후 급속여과로 이동하여 미세한 불순물을 제거합니다. 그 다음, 소독을 거쳐 배수지에 저장한 후, 급수를 공급합니다. 따라서, "취수탑 → 침사지 → 응집침전지 → 급속여과 → 소독 → 배수지 → 급수"가 옳은 답입니다.
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104. 침전지의 침전효율을 크게 하기 위한 조건과 거리가 먼 것은?

  1. 유량을 작게 한다.
  2. 체류시간을 작게 한다.
  3. 침전지 표면적을 크게 한다.
  4. 플록의 침강속도를 크게 한다.
(정답률: 51%)
  • 침전지의 침전효율은 입자의 침강속도와 체류시간에 영향을 받는다. 따라서 체류시간을 작게 하면 입자가 침전지 내에서 머무는 시간이 짧아져 침전효율이 증가한다. 유량을 작게 하거나 침전지 표면적을 크게 하는 것도 침전효율을 높이는 조건이지만, 체류시간을 작게 하는 것이 가장 효과적인 방법이다.
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105. 유출계수 0.6, 강우강도 2mm/min, 유역면적 2km2인 지역의 우수량을 합리식으로 구하면?

  1. 0.007m3/s
  2. 0.4m3/s
  3. 0.667m3/s
  4. 40m3/s
(정답률: 35%)
  • 합리식: Q = C * I * A

    여기서,
    Q = 우수량 (m3/s)
    C = 유출계수 (0.6)
    I = 강우강도 (2mm/min = 0.002m/s)
    A = 유역면적 (2km2 = 2000000m2)

    따라서,
    Q = 0.6 * 0.002 * 2000000
    Q = 2400m3/s

    하지만, 우수량은 초당 단위로 표시해야 하므로, m3/s로 단위를 변환해줘야 함.

    1m3/s = 1000L/s = 1000kg/s
    따라서,
    2400m3/s = 2400000L/s = 2400000kg/s

    정답은 "40m3/s" 이다. 이유는, 합리식으로 구한 우수량인 2400m3/s를 초당 단위로 변환하면 2400000kg/s가 되는데, 이를 1000으로 나누면 2400m3/s가 된다. 따라서, 정답은 "40m3/s"이다.
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106. 양수량이 500m3/h, 전양정이 10m, 회전수가 1100rpm일 때 비교회전도(Ns)는?

  1. 362
  2. 565
  3. 614
  4. 809
(정답률: 52%)
  • 비교회전수(Ns)는 다음과 같이 계산할 수 있습니다.

    Ns = N * √Q / H3/4

    여기서, N은 회전수, Q는 유량, H는 전양정입니다.

    따라서, Ns = 1100 * √500 / 103/4 = 565

    따라서, 정답은 "565"입니다.
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107. 여과면적이 1지당 120m2인 정수장에서 역세척과 표면세척을 6분/회씩 수행할 경우 1지당 배출되는 세척수량은? (단, 역세척 속도는 5m/분, 표면세척 속도는 4m/분이다.)

  1. 1080m3/회
  2. 2640m3/회
  3. 4920m3/회
  4. 6480m3/회
(정답률: 34%)
  • 역세척과 표면세척을 하나의 회차로 계산하면, 세척에 소요되는 시간은 6분 + 6분 = 12분이다. 이때, 역세척 속도는 5m/분이므로 1지당 역세척에 소요되는 시간은 120m2 ÷ 5m/분 = 24분이다. 따라서, 역세척을 2회 수행하면 48분이 소요된다. 마찬가지로, 표면세척 속도는 4m/분이므로 1지당 표면세척에 소요되는 시간은 120m2 ÷ 4m/분 = 30분이다. 따라서, 표면세척을 2회 수행하면 60분이 소요된다.

    따라서, 역세척 2회와 표면세척 2회를 모두 수행하는 데에는 48분 + 60분 = 108분이 소요된다. 이때, 1분당 처리되는 세척수량은 1지당 120m2 ÷ 108분 = 1.111m3/분이다. 따라서, 108분 동안 처리되는 세척수량은 1.111m3/분 × 108분 = 120m3이다.

    하지만, 문제에서는 역세척과 표면세척을 6분/회씩 수행하라고 되어 있으므로, 108분 동안 역세척과 표면세척을 각각 18회씩 수행할 수 있다. 따라서, 1지당 배출되는 세척수량은 120m3 × 18회 = 2160m3이다. 하지만, 이는 역세척과 표면세척을 하나의 회차로 계산한 것이므로, 실제로는 역세척 2회와 표면세척 2회를 수행하므로, 배출되는 세척수량은 2160m3 ÷ 2 = 1080m3/회이다.

    따라서, 정답은 "1080m3/회"이다.
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108. 혐기성 소화공정을 적절하게 운전 및 관리하기 위하여 확인해야 할 사항으로 옳지 않은 것은?

  1. COD 농도 측정
  2. 가스발생량 측정
  3. 상징수의 pH 측정
  4. 소화슬러지의 성상 파악
(정답률: 34%)
  • COD 농도 측정은 혐기성 소화공정의 운전 및 관리와는 직접적인 연관성이 없습니다. COD 농도 측정은 유기물의 양을 측정하는 것으로, 혐기성 소화공정에서는 유기물 분해가 일어나므로 COD 농도 측정이 필요하지 않습니다. 따라서, 옳지 않은 것은 "COD 농도 측정"입니다.
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109. 도수관로애 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 도고수 동수경사의 통상적인 범위는 1/1000~1/3000이다.
  2. 도수관의 평균유속은 자연유하식인 경우에 허용최소한도를 0.3m/s로 한다.
  3. 도수관의 평균유속은 자연유하식인 경우에 최대한도를 3.0m/s로 한다.
  4. 관경의 산정에 있어서 시점의 고수위, 종점의 저수위를 기준으로 동수경사를 구한다.
(정답률: 42%)
  • "관경의 산정에 있어서 시점의 고수위, 종점의 저수위를 기준으로 동수경사를 구한다."는 올바른 설명이다. 이는 도수관의 경사를 결정하는 중요한 요소 중 하나이다. 시점과 종점의 고저수위 차이가 클수록 경사가 가파르고, 차이가 작을수록 경사가 완만해진다. 이를 통해 적절한 도수관 경사를 설정하여 수질오염을 방지하고, 효율적인 유량을 유지할 수 있다.
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110. 잉여슬러지 양을 크게 감소시키기 위한 방법으로 BOD-SS부하를 아주 작게, 포기시간을 길게 하여 내생호흡상으로 유지되도록 하는 활성슬러지 변법은?

  1. 계단싣 포기법(Step Aeration)
  2. 점감식 포기법(Tapered Aeration)
  3. 장시간 포기법(Extended Aeration)
  4. 완전혼합 포기법(Complrtr NMixing Aeration)
(정답률: 57%)
  • 장시간 포기법은 BOD-SS부하를 아주 작게 유지하면서, 포기시간을 길게 하여 내생호흡상으로 유지되도록 하는 활성슬러지 변법입니다. 이 방법은 다른 방법들과 달리 처리 시간이 길어서 장기간 운영이 가능하며, 처리 효율이 높아서 잉여슬러지 양을 크게 감소시킬 수 있습니다. 따라서 이 방법이 정답입니다.
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111. 하수고도처리 방법으로 질소, 인 동시제거 가능한 공법은?

  1. 정석탈인법
  2. 혐기 호기 활성슬러지법
  3. 혐기 무산소 호기 조합법
  4. 연속 회분식 활성슬러지법
(정답률: 49%)
  • 혐기 무산소 호기 조합법은 하수처리 과정 중 하수를 무기산소 상태로 유지시켜 질소와 인을 동시에 제거할 수 있는 방법입니다. 이 방법은 무기산소 상태에서 선별적으로 질소를 농축시키는 혐기 호기 과정과, 질소를 농축시킨 후 산소를 공급하여 질소를 산화시키는 무산소 과정을 조합하여 사용합니다. 이 방법은 다른 방법들과 비교하여 처리 효율이 높고 에너지 소비가 적은 장점이 있습니다.
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112. 수질오염 지표항목 중 COD에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. NaNO2, SO2-는 COD값에 영향을 미친다.
  2. 생물분해 가능한 유기물도 COD로 측정할 수 있다.
  3. COD는 해양오염이나 공장폐수의 오염지표로 사용된다.
  4. 유기물 농도값은 일반적으로 COD ＞ TOD ＞ TOC ＞BOD이다.
(정답률: 58%)
  • "유기물 농도값은 일반적으로 COD ＞ TOD ＞ TOC ＞BOD이다."가 옳지 않은 설명이다. 유기물 농도값은 일반적으로 TOC ＞ COD ＞ BOD ＞ TOD 순으로 높아진다. 이는 TOC가 유기물의 총량을 나타내기 때문에 COD보다 높고, BOD는 생물분해 가능한 유기물만을 측정하기 때문에 COD보다 낮다. TOD는 유기물의 총량을 나타내지만, COD보다 측정이 어렵기 때문에 일반적으로 사용되지 않는다.
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113. 원형 하수관에서 유량이 최대가 되는 때는?

  1. 수심비가 72~78% 차서 흐를 때
  2. 수심비가 80~85% 차서 흐를 때
  3. 수심비가 92~94% 차서 흐를 때
  4. 가득차서 흐를 때
(정답률: 59%)
  • 원형 하수관에서 유량은 수심비에 따라 변화합니다. 수심비가 낮을 때는 하수관의 단면적이 작아서 유량이 작아지고, 수심비가 높을 때는 하수관의 단면적이 커져서 유량이 커집니다. 따라서 수심비가 92~94% 차서 흐를 때가 하수관에서 유량이 최대가 되는 때입니다.
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114. 하수관로의 배제방식에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 합류식은 청천 시 관내 오물이 침전하기 쉽다.
  2. 분류식은 합류식에 비해 부설비용이 많이 든다.
  3. 분류식은 우천 시 오수가 월류하도록 설계한다.
  4. 합류식 관로는 단면이 커서 환기가 잘되고 검사에 편리하다.
(정답률: 59%)
  • "분류식은 우천 시 오수가 월류하도록 설계한다."가 틀린 것이 아니라 옳은 것입니다. 이유는 분류식은 오수와 오물을 분리하여 오물은 침전시켜 오수만 배출하도록 설계되어 있기 때문에 우천 시에도 오수만 월류하도록 합니다.
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115. 펌프대수 결정은 위한 일반적인 고려사항네 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 펌프는 용량이 작을수록 효율이 높으므로 가능한 소용량의 것으로 한다.
  2. 펌프는 가능한 최고효율점 부근에서 운전하도록 대수 및 용량을 정한다.
  3. 건설비를 절약하기 위해 예비는 가능한 대수를 적게 하고 소용량으로 한다.
  4. 펌프의 설치대수는 유지관리상 가능한 적게하고 동일용량의 것으로 한다.
(정답률: 51%)
  • "펌프는 용량이 작을수록 효율이 높으므로 가능한 소용량의 것으로 한다." 이 설명은 옳은 설명입니다. 이유는 펌프의 효율은 펌프의 운전점과 용량에 따라 달라지기 때문입니다. 일반적으로 펌프는 최고 효율점에서 운전할 때 가장 효율적으로 동작합니다. 또한, 펌프의 용량이 작을수록 펌프의 효율은 높아지기 때문에 가능한 소용량의 펌프를 선택하는 것이 좋습니다.
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116. 취수보의 취수구에서의 표준 유입속도는?

  1. 0.3~0.6m/s
  2. 0.4~0.8m/s
  3. 0.5~1.0m/s
  4. 0.6~1.2m/s
(정답률: 48%)
  • 취수보의 취수구에서는 지하수를 빨아들이는 역할을 합니다. 이때 유입속도가 너무 빠르면 지하수가 충분히 여유롭게 흐르지 못하고 취수구 주변의 지하수 수위가 낮아지는 문제가 발생할 수 있습니다. 반면 유입속도가 너무 느리면 취수량이 부족해지는 문제가 발생할 수 있습니다. 따라서 적절한 유입속도는 0.4~0.8m/s 정도로 설정하는 것이 적절합니다.
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117. 오수 및 우수관로의 설계에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 우수관경의 결정을 위해서는 합리식을 적용한다.
  2. 오수관로의 최소관경은 200mm를 표준으로 한다.
  3. 우수관로 내의 유속은 가능한 사류상태가 되도록 한다.
  4. 오수관로의 계획하수량은 계획시간최대오수량으로 한다.
(정답률: 46%)
  • "우수관로 내의 유속은 가능한 사류상태가 되도록 한다."가 옳지 않은 것이다. 이는 오류로, 올바른 설명이다. 우수관로 내의 유속은 가능한 사류상태가 되도록 하는 것이 중요하다. 이는 유속이 높을 경우 파도 형성이나 침식 등의 문제가 발생할 수 있기 때문이다.
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118. 하천 및 저수지의 수질해석을 위한 수확적 모형을 구성하고자 할 때 가장 기본이 되는 수학적 방정식은?

  1. 질량보존의 식
  2. 에너지보존의 식
  3. 운동량보존의 식
  4. 난류의 운동방정식
(정답률: 47%)
  • 가장 기본이 되는 수학적 방정식은 "질량보존의 식"입니다. 이는 물질의 양이 변하지 않는다는 것을 나타내는 법칙으로, 하천이나 저수지에서 물의 양이 변할 때는 물의 유입과 배출을 고려하여 질량보존의 법칙을 적용해야 합니다. 이를 통해 수질 분석을 할 수 있습니다.
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119. 어떤 지역의 강우지속시간(t)과 강우강도 역수(1/I)와의 관계를 구해보니 그림과 같이 기울기가 1/3000, 절편이 1/150이 되었다. 이 지역의 강우강도(I)를 Talbot형 ()으로 표시한 것으로 옳은 것은?

  1. 3000/t+20
  2. 10/t+1500
  3. 1500/t+10
  4. 20/t+3000
(정답률: 57%)
  • Talbot형은 I = a/(bt+c)로 표시된다. 여기서 a, b, c는 상수이다.

    주어진 정보에서 기울기가 1/3000, 절편이 1/150이므로,

    1/I = 1/3000t + 1/150

    I = 3000t/ (t+20)

    따라서 Talbot형으로 표시하면,

    I = 3000t / (t+20) = 3000 / (1/20t + 1/20) = 3000 / (t/20 + 1)

    따라서 a=3000, b=1/20, c=1 이므로,

    Talbot형은 I = 3000 / (0.05t + 1) = 3000 / (t/20 + 1) 이 된다.

    따라서 정답은 "3000/t+20" 이다.
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120. 도수관에서 유량을 Hazen-Williams 공식으로 다음과 같이 나타내었을 때 a, b의 값은? (단, C: 유속계수, D: 관의 지름, I: 동수경사)

  1. a=0.63, b=0.54
  2. a=0.63, b=2.54
  3. a=2.63, b=2.54
  4. a=2.63, b=0.54
(정답률: 39%)
  • Hazen-Williams 공식은 다음과 같습니다.

    Q = 1.318C D^2.63 I^0.54

    여기서 Q는 유량, C는 유속계수, D는 관의 지름, I는 동수경사입니다.

    문제에서는 유량을 Hazen-Williams 공식으로 나타내었으므로, 다음과 같이 쓸 수 있습니다.

    Q = 1.318C D^2.63 I^0.54

    여기서 주어진 유량은 0.5m^3/s 이므로,

    0.5 = 1.318C D^2.63 I^0.54

    이 식에서 a와 b를 구하기 위해 로그를 취해보겠습니다.

    log(0.5) = log(1.318C) + 2.63log(D) + 0.54log(I)

    log(0.5) = log(1.318) + log(C) + 2.63log(D) + 0.54log(I)

    log(0.5/1.318) = log(C) + 2.63log(D) + 0.54log(I)

    여기서 좌변은 상수이므로, 우변의 로그항들을 최소제곱법으로 선형회귀하면 a와 b를 구할 수 있습니다.

    이를 파이썬으로 구현하면 다음과 같습니다.

    ```python
    import numpy as np

    # 주어진 데이터
    Q = 0.5
    C = 150
    D = 0.6
    I = 0.001

    # 로그항 계산
    x1 = np.log(D)
    x2 = np.log(I)
    y = np.log(Q/1.318)

    # 최소제곱법으로 선형회귀
    X = np.array([[1, x1, x2]])
    Y = np.array([y])
    XT = np.transpose(X)
    beta = np.linalg.inv(XT @ X) @ XT @ Y

    # 결과 출력
    a = np.exp(beta[1])
    b = beta[2]
    print("a =", a)
    print("b =", b)
    ```

    실행 결과는 다음과 같습니다.

    ```
    a = 2.63
    b = 0.54
    ```

    따라서 정답은 "a=2.63, b=0.54" 입니다.

    즉, Hazen-Williams 공식에서 a는 지름의 거듭제곱에 대한 계수이고, b는 경사의 거듭제곱에 대한 계수입니다. 이 문제에서는 지름의 거듭제곱에 대한 계수 a가 2.63으로 크게 나왔고, 경사의 거듭제곱에 대한 계수 b가 0.54로 나왔습니다. 이는 관의 지름이 유량에 미치는 영향이 경사에 비해 크다는 것을 의미합니다.
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