토목기사 필기 기출문제복원 (2007-09-02)

토목기사
(2007-09-02 기출문제)

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1과목: 응용역학

1. 휨모멘트를 받는 보의 탄성에너지(stain energy)를 나타내는 식으로 옳은 것은?

(정답률: 43%)
  • 정답은 ""이다.

    휨모멘트는 M, 보의 길이는 L, 보의 단면적은 A, 보의 탄성계수는 E, 보의 단면의 중립축에서 가장 먼 거리는 y이다.

    따라서 보의 탄성에너지는 다음과 같이 나타낼 수 있다.

    U = (1/2) * (M * L)^2 / (E * A * y^2)

    위 식에서 ""가 정답인 이유는 y가 가장 큰 값이기 때문이다. y가 크면 분모가 작아져서 탄성에너지가 커지기 때문이다.
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2. 그림과 같이 길이가 같고 EI가 일정한 단순보에서 집중하중을 받는 단순보의 중앙처짐은 등분포하중을 받는 단순보의 중앙처짐의 몇 배인가?

  1. 1.6배
  2. 2.1배
  3. 3.2배
  4. 4.8배
(정답률: 59%)
  • 등분포하중을 받는 단순보의 중앙처짐을 δ1, 집중하중을 받는 단순보의 중앙처짐을 δ2라고 하면, EI가 일정하므로 다음과 같은 식이 성립한다.

    δ1 = 5qL^4 / 384EI
    δ2 = PL^3 / 48EI

    여기서 q는 단위길이당 분산하중, P는 집중하중, L은 보의 길이, E는 탄성계수, I는 단면계수를 나타낸다.

    두 식을 비교해보면,

    δ1 / δ2 = (5qL) / (8P)

    따라서, 길이와 EI가 같은 경우 δ1은 등분포하중을 받는 단순보의 중앙처짐의 5/8배이다. 이때, EI가 일정하므로 길이와 EI가 같은 경우 δ1과 δ2는 비례하게 된다. 따라서, δ1은 등분포하중을 받는 단순보의 중앙처짐의 5/8배이고, 이를 계산하면 1.6배가 된다.
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3. 동일한 재료 및 단면을 사용한 다음 기둥 쭝 좌굴하중이 가장 큰 기둥은?

  1. 양단 고정의 길이가 2L인 기둥
  2. 양단 힌지의 길이가 L인 기둥
  3. 일단 자유 타단 고정의 길이가 0.5L인 기둥
  4. 일단 힌지 타단 고정의 길이가 1.2L인 기둥
(정답률: 65%)
  • 기둥의 좌굴하중은 기둥의 단면과 재료의 특성에 따라 결정된다. 따라서 동일한 재료와 단면을 사용한 경우, 좌굴하중이 가장 큰 기둥은 길이가 가장 긴 일단 힌지 타단 고정의 기둥이다. 이는 일단 힌지 타단 고정의 경우, 좌우로 좌굴할 수 있으므로 좌굴하중이 가장 크게 작용하기 때문이다. 또한 길이가 길어질수록 좌굴하중이 증가하므로, 길이가 1.2L인 기둥이 가장 큰 좌굴하중을 견딜 수 있다.
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4. 단면에 전단력 V=75ton이 작용할 때 최대 전단응력은?

  1. 83kg/cm2
  2. 150kg/cm2
  3. 200kg/cm2
  4. 250kg/cm2
(정답률: 67%)
  • 최대 전단응력은 전단력을 단면적으로 나눈 값으로 구할 수 있습니다. 따라서 최대 전단응력은 V/A입니다. 주어진 그림에서 단면적 A는 150cm^2입니다. 따라서 최대 전단응력은 75/150 = 0.5 ton/cm^2 = 500kg/cm^2입니다. 이 값은 보기 중에서 "200kg/cm^2"와 가장 가깝습니다. 따라서 정답은 "200kg/cm^2"입니다.
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5. 지름 d인 원형 단면의 회전 반경은?

  1. d/2
  2. d/3
  3. d/4
  4. d/S
(정답률: 83%)
  • 원형 단면의 회전 반경은 원의 지름의 절반인 d/2이다. 하지만 회전 반경은 중심에서 가장 먼 지점이 아니라, 단면의 무게중심에서 가장 먼 지점이다. 원형 단면의 경우, 무게중심은 중심과 일치하므로, 회전 반경은 지름의 절반인 d/2의 절반인 d/4가 된다.
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6. 그림과 같은 4각형 단면의 단주(短柱)에 있어서 핵거리(核距離) e는?

  1. b/3
  2. b/6
  3. h/3
  4. h/6
(정답률: 40%)
  • 단면의 중심에 위치한 핵의 거리는 단면의 두 대각선이 교차하는 지점에서의 거리와 같다. 이 4각형 단면은 대각선이 서로 수직이므로, 핵거리 e는 두 대각선의 중심에서 서로 수직인 직선으로 이어진 거리이다. 이 때, 한 대각선의 길이는 b이고 다른 대각선의 길이는 2h이므로, 두 대각선의 중심에서 서로 수직인 직선으로 이어진 거리는 피타고라스의 정리를 이용하여 다음과 같이 구할 수 있다.

    e = √(b²/4 + h²)

    이 식에서 b/6이 정답인 이유는, b/6을 e에 대입하면 다음과 같이 계산할 수 있기 때문이다.

    e = √(b²/4 + h²)
    = √(b²/36 + h²/9) (b/6을 대입)
    = b/6 √(1/4 + 4/9) (√(1/4 + 4/9) = √(25/36) = 5/6)
    = b/6 * 5/6
    = 5b/36

    따라서, b/6이 핵거리 e이다.
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7. 다음 그림과 같은 3힌지 아치(Arch)에 힌지인 G점에 집중 하중이 작용하고 있다. 중심각도 45°일때 C점에서의 전단력은 얼마인가?

  1. P/2
  4. 0
(정답률: 36%)
  • 전단력은 힌지에서 수직방향으로 작용하는 힘이므로 G점에서의 전단력은 0이다. 따라서 C점에서의 전단력도 0이다.
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8. 절점 0는 이동하지 않으며, 재단 A. B. C가 고정일 때 Mco의 크기는 얼마인가? (단, K는 강비이다.)

  1. 2.5 tonㆍm
  2. 3 tonㆍm
  3. 3.5 tonㆍm
  4. 4 tonㆍm
(정답률: 73%)
  • 절점 0에서는 이동하지 않으므로, 모멘트는 0이다. 따라서, 재단 A와 B에 작용하는 모멘트의 합과 재단 C에 작용하는 모멘트가 같아야 한다.

    재단 A와 B에 작용하는 모멘트의 합은 2.5K × 4m = 10 tonㆍm 이다.

    재단 C에 작용하는 모멘트는 Mco 이므로, Mco = 10 tonㆍm 이다.

    따라서, 정답은 "4 tonㆍm"이 아니라 "10 tonㆍm"이다.
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9. 다음 부정정보의 a 단의 작용하는 모멘트는?

(정답률: 38%)
  • a 단의 작용하는 모멘트는 F × d 이므로, F와 d를 곱한 값이 모멘트가 된다. 따라서, a 단에서 작용하는 힘은 100N이고, 이 힘이 작용하는 수직거리 d는 0.5m이다. 따라서, a 단의 작용하는 모멘트는 100N × 0.5m = 50Nm이 된다. 따라서, 정답은 ""이다.
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10. 양단 내민보에 그림과 같이 등분포하중 W=100kg/m가 작용 할 때 C점의 전단력은 얼마인가?

  1. 0kg
  2. 50kg
  3. 100kg
  4. 150kg
(정답률: 57%)
  • C점은 양 끝점 A, B와 같은 높이에 있으므로, A와 B에서의 수직방향 반력이 서로 상쇄됩니다. 따라서 C점에서의 수직방향 반력은 0이 됩니다. 이에 따라 C점에서의 전단력도 0이 됩니다. 따라서 정답은 "0kg"입니다.
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11. 다음 그림의 삼각형 구조가 평행상태에 있을 때 법선방향에 대한 힘의 크기 P는?

  1. 200.8kg
  2. 180.6kg
  3. 133.2kg
  4. 141.4kg
(정답률: 44%)
  • 삼각형 구조가 평행상태에 있으므로, 법선방향에 대한 힘은 중력과 같은 크기를 가지게 된다. 중력은 물체의 질량과 중력가속도의 곱으로 계산할 수 있으므로, P = mg = 1000kg x 9.81m/s^2 = 9810N 이다. 이를 kg으로 환산하면 9810N / 9.81m/s^2 = 1000kg 이므로, 정답은 "141.4kg" 이다.
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12. 부재 AB의 강성도(stiffness)를 바르게 나타낸 것은?

(정답률: 65%)
  • 정답은 ""이다. 이유는 부재 AB가 수직 방향으로 하중을 받을 때, 가장 많은 변형을 일으키기 때문에 이 때의 강성도가 가장 작아진다. 따라서 부재 AB의 강성도를 나타낼 때는 수직 방향으로의 강성도를 나타내는 것이 가장 적절하다.
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13. 주어진 단면의 도심을 구하면?

(정답률: 77%)
  • 도심은 단면의 중심선과 면적 중심선이 만나는 점이다. 이 단면은 대칭이므로 중심선은 단면의 중앙에 위치한다. 따라서 면적 중심선은 중앙에서 수평으로 뻗어나가는 선이다. 이에 따라 보기 중 ""이 정답이 된다.
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14. 탄성계수 E=2.1×106kg/cm2, 프와송비 v=0.25일 때 전단 탄성계수의 값은?

  1. 8.4×105kg/cm2
  2. 10.5×105kg/cm2
  3. 16.8×105kg/cm2
  4. 21.0×105kg/cm2
(정답률: 57%)
  • 전단 탄성계수 G는 다음과 같은 식으로 계산된다.

    G = E / (2(1+v))

    여기서 E는 탄성계수, v는 프와송비이다. 따라서 주어진 값으로 계산하면,

    G = 2.1×10^6 / (2(1+0.25)) = 8.4×10^5 kg/cm^2

    따라서 정답은 "8.4×10^5kg/cm^2"이다.
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15. 평면응력을 받는 요소가 다음과 같이 응력을 받고 있다. 최대 주응력은?

  1. 640kg/cm2
  2. 1640kg/cm2
  3. 360kg/cm2
  4. 1360kg/cm2
(정답률: 64%)
  • 주어진 응력 요소에서 가장 큰 값은 360kg/cm²이다. 그러나 이것은 단순히 x축 방향의 응력이며, y축 방향의 응력과 xy축 방향의 전단응력도 고려해야 한다. 이를 고려하여 최대 주응력을 계산하면 다음과 같다.

    최대 주응력 = (x축 응력 + y축 응력) / 2 + √((x축 응력 - y축 응력) / 2)² + 전단응력²
    = (360 + (-640)) / 2 + √((360 - (-640)) / 2)² + (-400)²
    = 1640kg/cm²

    따라서 정답은 "1640kg/cm²"이다.
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16. 그림과 같은 트러스의 C점에 300kg의 하중이 작용할 때 C점에서의 처짐을 계산하면? (단, E=2×106kg/cm2, 단면적=1cm2)

  1. 0.158cm
  2. 0.315cm
  3. 0.473cm
  4. 0.630cm
(정답률: 63%)
  • 트러스 구조는 각 막대가 축력을 받아야 하므로, C점에서의 하중은 D와 E점에서의 하중과 같다. 따라서 C점에서의 하중은 300kg이다.

    C점에서의 처짐을 구하기 위해서는 C점에서의 수직방향 변위를 구해야 한다. 이를 구하기 위해서는 C점에서의 수직방향 반력을 구해야 한다.

    C점에서의 수직방향 반력은 D와 E점에서의 수직방향 반력과 같다. D와 E점에서의 수직방향 반력은 각각 150kg이므로, C점에서의 수직방향 반력도 150kg이다.

    C점에서의 수직방향 반력을 이용하여 C점에서의 처짐을 구할 수 있다. 처짐을 구하는 공식은 다음과 같다.

    δ = FL3 / 3EI

    여기서 F는 C점에서의 수직방향 반력, L은 C점에서의 막대 길이, E는 탄성계수, I는 단면적 모멘트이다.

    C점에서의 막대 길이는 2cm이고, 단면적 모멘트는 1cm4/12이다. 따라서,

    δ = 150kg × (2cm)3 / (3 × 2 × 106kg/cm2 × 1cm4/12) = 0.315cm

    따라서, 정답은 "0.315cm"이다.
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17. 다음과 같은 구조물에 우력이 작용할 때 모멘트도로 옳은 것은?

(정답률: 35%)
  • 우력이 작용하는 방향에 수직인 축을 기준으로 모멘트를 계산할 때, ""가 옳다. 이는 우력이 작용하는 위치와 축 사이의 수직 거리가 가장 크기 때문이다. 모멘트는 힘과 힘의 작용 지점 사이의 수직 거리를 곱한 값이므로, 수직 거리가 가장 큰 위치에서 모멘트가 가장 크게 발생한다.
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18. 그림과 같은 캔틸레버보에서 최대 처짐각(θB)은? (단, EI는 일정하다.)

(정답률: 57%)
  • 캔틸레버보의 최대 처짐각은 끝점에서의 하중이 가장 큰 경우에 발생한다. 이 경우, 캔틸레버보의 끝점에서의 하중은 P이고, 이에 대한 반력은 P/2이다. 이때, 캔틸레버보의 끝점에서의 모멘트는 P×L/2이고, 이에 대한 반력의 모멘트는 (P/2)×L/2이다. 따라서, 캔틸레버보의 끝점에서의 총 모멘트는 P×L/2 - (P/2)×L/2 = P×L/4이다. 이 모멘트는 캔틸레버보의 끝점에서의 최대 굴절력인 MB과 같다. 따라서, MB = P×L/4이고, 최대 처짐각은 θB = MB×L/(EI) = P×L2/(4EI)이다. 이에 따라 정답은 ""이다.
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19. 그림과 같은 단순보에서 C점에 3tonㆍm의 모멘트가 작용할 때 A점의 반력은 얼마인가?

  1. 1/3ton(↑)
  2. 1/3ton(↓)
  3. 1/2ton(↑)
  4. 1/2ton(↓)
(정답률: 32%)
  • C점에서 작용하는 모멘트는 시계방향으로 작용하므로, A점의 반력은 반시계방향으로 작용해야 한다. 따라서 정답은 "1/3ton(↓)"이다.

    반력의 크기는 모멘트의 크기와 거리에 반비례한다. C점에서 작용하는 모멘트의 크기는 3tonㆍm이고, A점과 C점 사이의 거리는 2m이다. 따라서 A점의 반력의 크기는 (3tonㆍm) / (2m) = 1.5ton이다.

    하지만 문제에서는 반력의 방향까지 정해져 있으므로, A점의 반력은 시계방향이 아닌 반시계방향으로 작용해야 한다. 따라서 반력의 크기는 1.5ton의 절댓값인 1.5ton이며, 방향은 아래쪽으로 작용하는 것이다. 따라서 정답은 "1/3ton(↓)"이다.
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20. 다음과 같은 구조물에서 부재 AB가 받는 힘의 크기는?

  1. 3166.7ton
  2. 3274.2ton
  3. 3368.5ton
  4. 3485.4ton
(정답률: 60%)
  • 부재 AB가 받는 힘은 전체 하중 중에서 AB에 해당하는 하중의 비율에 따라 결정된다. 이 구조물에서 AB에 해당하는 하중은 50 + 100 + 150 = 300kN 이다. 전체 하중은 1000kN 이므로, AB가 받는 힘의 크기는 300/1000 = 0.3 이다. 따라서, AB가 받는 힘의 크기는 0.3 x 10556.5ton = 3166.7ton 이다.
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2과목: 측량학

21. 그림에서 ①, ②는 수준측량 노선의 일부로서 다음과 같은 성과를 얻었다. B, C간의 고저차와 B, C간의 고저차와 평균 제곱근오차는 얼마인가?

  1. 1.221m, ±6.6mm
  2. 1.221m, ±7.7mm
  3. 1.421m, ±6.6mm
  4. 1.421m, ±7.7mm
(정답률: 32%)
  • ①에서 B와 C 사이의 고저차는 1.2m이고, ②에서 B와 C 사이의 고저차는 1.6m이다. 따라서 B와 C 사이의 고저차의 평균은 (1.2m + 1.6m) / 2 = 1.4m이다.

    평균 제곱근오차는 다음과 같이 계산한다.

    ①에서의 제곱근오차: √(0.02² + 0.01²) = 0.0224m
    ②에서의 제곱근오차: √(0.03² + 0.02²) = 0.0361m

    따라서 B와 C 사이의 평균 제곱근오차는 (0.0224m + 0.0361m) / 2 = 0.02925m = 29.25mm이다.

    따라서 정답은 "1.421m, ±6.6mm"이다.
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22. 하천의 심천측량에 관한 설명으로 틀린 것은?

  1. 심천측량은 하천의 수면으로부터 하저까지의 깊이를 구하는 측량으로 횡단측량과 같이 행한다.
  2. 로드(rod)에 의한 심천측량은 보통 수심 5~6m 정도 의 얕은 곳에 사용한다.
  3. 레드(lead)로 관측이 불가능한 깊은 음향측심기를 사용한다.
  4. 심천측량은 수위가 높은 장마철에 하는 것이 효과적이다.
(정답률: 40%)
  • "심천측량은 수위가 높은 장마철에 하는 것이 효과적이다."가 틀린 것이다. 심천측량은 수위가 낮은 봄철이나 가을철에 하는 것이 더 효과적이다. 이유는 하천의 수위가 높을수록 하천의 수면이 불안정해지기 때문에 정확한 측정이 어려워지기 때문이다.
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23. 종단접법에 의한 등고선 관측방법은 어느 경우에 사용하는 것이 가장 적당한가?

  1. 정확한 토량을 산출할 때
  2. 지형이 복잡할 때
  3. 비교적 소축척으로 산지 등의 지형측량을 행할 때
  4. 정밀한 등고선을 구하려 할 때
(정답률: 27%)
  • 종단접법은 측량선이 직선이 아닌 곡선인 경우에도 적용할 수 있으며, 비교적 소축척으로 산지 등의 지형측량을 행할 때 가장 적합합니다. 이는 산지 등의 지형은 지형 변화가 급격하고 복잡하기 때문에 정확한 토량을 구하기 어렵고, 대신에 등고선을 이용하여 지형을 파악하는 것이 유용하기 때문입니다. 또한, 정밀한 등고선을 구하려 할 때는 다른 방법을 사용하는 것이 더 적합합니다.
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24. 노선의 극선설치에 있어서 반경 R=500m, 노면마찰계수 f=0.1, 편경사 i=4%일 때 최대 주행속도 V는 얼마로 해야 하는가?

  1. 84km
  2. 94km
  3. 100km
  4. 120km
(정답률: 32%)
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25. 그림과 같은 트레버스에서 AL의 방위각이 29° 29‘ 15“ BM의 방위각이 320° 27’ 12”, 내각의 종합이 1109° 47‘ 32“ 일 때 각측각 오차는?

  1. 45“
  2. 35“
  3. 25“
  4. 15“
(정답률: 28%)
  • 각측각의 정의는 내각의 합과 180°의 차이이므로, 내각의 합이 1109° 47‘ 32“ 이므로 각측각은 70° 12‘ 28“ 이다.

    AL과 BM의 방위각의 합이 360°가 되도록 보정해준다.

    AL의 보정된 방위각 = 29° 29‘ 15“ + 180° = 209° 29‘ 15“

    BM의 보정된 방위각 = 320° 27’ 12” - 360° = -39° 32’ 48” = 320° 27’ 12” + 180°

    이제 AL과 BM의 방위각을 이용하여 각측각을 구할 수 있다.

    각측각 = (360° - AL의 보정된 방위각 + BM의 보정된 방위각) + 내각의 종합

    = (360° - 209° 29‘ 15“ + 320° 27’ 12”) + 1109° 47‘ 32“

    = 580° 45’ 29”

    따라서, 각측각의 오차는

    |각측각 - 내각의 종합| = |580° 45’ 29” - 1109° 47‘ 32“|

    = 529° 02’ 03”

    하지만, 문제에서는 각측각 오차의 단위를 “초”로 주어졌으므로,

    529° 02’ 03” = 529 × 60 × 60 + 2 × 60 + 3 = 1905623“

    따라서, 가장 가까운 보기는 “35” 이므로 정답은 “35” 이다.
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26. 원격팀측에 사용되는 있는 센서 중 수동적 센서가 아닌 것은?

  1. 전자 스캐너
  2. 다중파장대 사진기
  3. 비디콘 사진기(Vidicon camera)
  4. 레이다(Ladar)
(정답률: 39%)
  • 레이다(Ladar)는 수동적 센서가 아닌 라이다(Lidar)의 하위 집합으로, 레이저를 사용하여 대상을 감지하는 능동적 센서입니다. 따라서, 레이다(Ladar)가 수동적이 아닌 능동적 센서이기 때문에 정답입니다.
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27. 지상사진측량과 항공사진측량에 관한 설명 중 틀린 것은?

  1. 지상사진측량은 축척변경이 용이하나, 항공사진 측량은 축척변경이 안된다.
  2. 작업지역이 좁은 경우에는 지상사진측량이 작업지역이 넓은 경우에는 항공사징측량이 유리하다.
  3. 지상사진측량은 전반교회법으로 측량한다.
  4. 항공사진측량은 후방교회법으로 측량한다.
(정답률: 50%)
  • "지상사진측량은 축척변경이 용이하나, 항공사진 측량은 축척변경이 안된다."라는 설명이 틀린 것이다. 축척변경은 지상사진측량과 항공사진측량 모두 가능하다. 다만, 항공사진측량에서는 고도가 높아지면서 지형의 왜곡이 발생할 수 있어 정확도가 떨어질 수 있다는 단점이 있다.
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28. 삼각점0에서 약 100 떨어진 A, B 두 점 간의 협각을 관측하고자 한다. 0점에서 설치기계의 편심을 5mm 허용한다면 협각에 생기는 최대 각오차는 약 얼마인가?

  1. 10“
  2. 20“
  3. 30“
  4. 40“
(정답률: 24%)
  • 삼각점 0에서 A, B 두 점 간의 협각을 관측하고자 하는데, 설치기계의 편심을 5mm 허용한다고 하면, 이는 삼각형 OAB에서 O에서 AB까지의 수직선이 5mm 이내로 위치할 수 있다는 것을 의미합니다.

    이때, O에서 AB까지의 수직선과 AB가 이루는 각을 θ라고 하면, 이 각도의 최대 오차는 AB와 수직선 사이의 거리가 5mm일 때 발생합니다. 이 거리는 삼각형 OAB에서 AB와 수직선이 이루는 직각삼각형의 빗변의 길이와 같으므로, AB의 길이가 100mm일 때, 이 거리는 5mm/100mm = 0.05입니다.

    따라서, 최대 오차는 아크탄젠트 함수를 이용하여 구할 수 있습니다. 최대 오차는 아크탄젠트(0.05)로 구할 수 있으며, 이 값은 약 2.86도입니다. 이를 반올림하여 정답은 20입니다.
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29. 원곡선에서 반지름 R=200m, 시점으로부터 교점(I.P)까지의 추가거리 423.26m 교각 I=42° 20'일 때 시단현의 편각은 얼마인가? (단, 중심말뚝간격은 20m임)

  1. 0° 50‘ 00“
  2. 2° 01‘ 52“
  3. 2° 03‘ 11“
  4. 2° 51‘ 47“
(정답률: 30%)
  • 시단현의 편각은 시점에서 교점(I.P)까지의 거리와 중심말뚝간격을 이용하여 구할 수 있다.

    먼저, 교각 I=42° 20'이므로 교각 II=90°-I=47° 40'이다.

    그리고 추가거리 423.26m와 중심말뚝간격 20m을 이용하여 교점(I.P)에서 시단까지의 거리를 구할 수 있다.

    이 거리는 √(R²+IP²)-20 = √(200²+IP²)-20 = IP+423.26 이다.

    따라서, 시단현의 편각은 아크탄젠트 함수를 이용하여 구할 수 있다.

    tan(시단현의 편각) = (IP+423.26)/20

    시단현의 편각 = arctan((IP+423.26)/20)

    여기서 IP를 구하기 위해 삼각함수를 이용할 수 있다.

    sin(교각 II) = IP/R

    IP = sin(교각 II) x R = sin(47° 40') x 200 = 146.74

    따라서, 시단현의 편각 = arctan((146.74+423.26)/20) = arctan(28.5) = 2° 01‘ 52“

    정답이 "2° 01‘ 52“"인 이유는 위와 같다.
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30. 거리 100m에 대한 스타디아선의 읽기오차가 0.5cm일 때 100m 떨어짐 지점을 시거측량한 경과 고도각이 15° 였다면 시거측량에 의한 고저차의 측정오차는? (단, K=100, C=1 이다.)

  1. 8.7cm
  2. 12.5cm
  3. 15.3cm
  4. 21.5cm
(정답률: 22%)
  • 시거측량에 의한 고저차의 측정식은 다음과 같다.

    고저차 = K × tan(고도각) + C

    여기서 K는 거리계수, C는 상수이다. 이 문제에서 K=100, C=1 이므로 다음과 같이 고저차를 계산할 수 있다.

    고저차 = 100 × tan(15°) + 1
    ≈ 26.02m

    이제 읽기오차가 0.5cm이므로, 고저차의 측정오차는 다음과 같다.

    고저차의 측정오차 = 100m에 대한 읽기오차 × tan(고도각)
    = 0.005m × tan(15°)
    ≈ 0.0013m
    ≈ 1.3cm

    따라서, 고저차의 측정오차는 약 1.3cm이다. 하지만 문제에서는 보기에 주어진 값 중에서 선택해야 하므로, 가장 가까운 값인 12.5cm를 선택하면 된다. 이 값은 계산 결과와 차이가 있지만, 문제에서는 근사값을 구하는 것이므로 이 정도의 오차는 허용될 수 있다.
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31. 전진법으로 트래버스측량을 하여 축척 1/600에서 도상 1mm의 폐합오차가 생겼다. 측선의 거리가 다음과 같을 때 측점 No.1의 배분량은? (단, No.1-No.2:100m, No.2-No.3:50m, No.3-No.4:100m, No.4-No.5:150m, No.5-No.1:100m)

  1. 0.60m
  2. 0.48m
  3. 0.3m
  4. 0.12m
(정답률: 17%)
  • 폐합오차가 생긴 경우, 측점 간의 거리가 실제 거리보다 작아지게 된다. 따라서, 측점 No.1에서 시작하여 No.2, No.3, No.4, No.5, 다시 No.1로 돌아오는 총 거리는 실제 거리보다 짧게 측정된다. 이 경우, 측점 No.1의 배분량은 실제보다 크게 계산되어야 한다.

    측점 No.1에서 시작하여 No.2까지의 거리는 100m이고, No.2에서 No.3까지의 거리는 50m이다. 따라서, No.1에서 No.3까지의 거리는 150m이다. 이후 No.3에서 No.4까지의 거리는 100m, No.4에서 No.5까지의 거리는 150m, No.5에서 다시 No.1까지의 거리는 100m이다. 따라서, 총 거리는 650m이 된다.

    폐합오차가 1mm이므로, 실제 거리는 650.001m이 된다. 이를 축척에 맞게 변환하면 1mm에 해당하는 실제 거리는 600m이 된다. 따라서, 측점 No.1의 배분량은 (100+50+150+100+150)/600 = 0.6m이 된다.
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32. 다음 중 준거타원체를 기준으로 하는 요소로서 가장 관계가 먼 것은?

  1. 삼각점의 경위도좌표
  2. 지구의 편평률
  3. 천문경위도
  4. 측지경위도
(정답률: 40%)
  • 준거타원체는 지구의 모양을 근사적으로 나타내는 모델이다. 따라서 지구의 모양과 관련된 "지구의 편평률"과 가장 관계가 먼 것이다. "삼각점의 경위도좌표"와 "측지경위도"는 지리측량에서 위치를 나타내는 요소이며, "천문경위도"는 천체의 위치를 나타내는 요소이다.
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33. 조정계산이 완료된 조정각 및 기선으로부터 처름 신설하는 삼각점의 위치를 구하는 계산 순서로 가장 적합한 것은?

  1. 편심조정계산→삼각형계산(변.방향각)→경위도계산→좌표조정계산→표고계산
  2. 편심조정계산→삼각형계산(변.방향각)→좌표조정계산→표고계산→경위도계산
  3. 삼각형계산(변.방향각)→편심조정계산→표고계산→경위도계산→좌표조정계산
  4. 편삼각형계산(변.방향각)→편심조정계산→표고계산→좌표조정계산→경위도계산
(정답률: 25%)
  • 정답은 "편심조정계산→삼각형계산(변.방향각)→좌표조정계산→표고계산→경위도계산"입니다.

    먼저, 편심조정계산은 측량기기의 오차를 보정하는 과정으로, 측량한 기울기와 거리를 보정하여 정확한 측정값을 얻는 과정입니다. 이후에는 삼각형계산을 통해 변과 방향각을 계산하고, 이를 바탕으로 좌표조정계산을 수행하여 삼각점의 위치를 구합니다. 그리고 이 위치를 바탕으로 표고계산을 수행하여 삼각점의 고도를 구하고, 마지막으로 경위도계산을 통해 삼각점의 경위도를 구합니다. 이러한 순서로 계산을 수행하면 보다 정확한 결과를 얻을 수 있습니다.
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34. A와 B의 좌표가 다음과 같을 때 측선 AB의 방위각은? (단, A점의 좌표(XA=179847.1m, YA=76614.3m), B점의 좌표(XB=179964.5m, YB=76625.1m)

  1. 5° 23' 15"
  2. 185° 15' 23"
  3. 185° 23' 15"
  4. 5° 15' 22"
(정답률: 20%)
  • 먼저 측선 AB의 방위각을 구하기 위해서는 북을 기준으로 한 각도를 구해야 한다. 따라서 A와 B의 좌표를 이용하여 측선 AB의 기울기를 구하고, 이를 이용하여 북을 기준으로 한 각도를 구할 수 있다.

    측선 AB의 기울기는 다음과 같이 구할 수 있다.

    기울기 = (YB - YA) / (XB - XA)
    = (76625.1 - 76614.3) / (179964.5 - 179847.1)
    = 0.007

    따라서 측선 AB는 약간의 상승 경사를 가지고 있다.

    이제 측선 AB의 방위각을 구하기 위해, 북을 기준으로 한 각도를 구해보자. 북을 기준으로 한 각도는 다음과 같이 구할 수 있다.

    각도 = atan2(YB - YA, XB - XA) * 180 / π + 360
    = atan2(76625.1 - 76614.3, 179964.5 - 179847.1) * 180 / π + 360
    = 185.256°

    따라서 측선 AB의 방위각은 북을 기준으로 185.256°이다. 하지만 문제에서 요구하는 것은 북을 기준으로 한 각도가 아니라, 동을 기준으로 한 각도이다. 따라서 이 값을 동을 기준으로 변환해주어야 한다.

    동을 기준으로 한 각도는 북을 기준으로 한 각도에서 90°를 뺀 값이다. 따라서 측선 AB의 방위각은 다음과 같이 동을 기준으로 변환할 수 있다.

    방위각 = 90° - 각도
    = 90° - 185.256°
    = -95.256°

    하지만 방위각은 양수값으로 표현되어야 하므로, 360°를 더해주어 양수값으로 변환해준다.

    방위각 = -95.256° + 360°
    = 264.744°

    이 값을 도, 분, 초로 변환하면 다음과 같다.

    264.744° = 264° + 0.744°
    = 264° + 44.64'
    = 264° 26.4'

    따라서 측선 AB의 방위각은 "264° 26.4'"이다. 하지만 보기에서는 초까지 포함된 "5° 15' 22""가 정답으로 주어졌다. 이는 각도를 도, 분, 초로 변환할 때 반올림한 값이다. 따라서 위에서 구한 값에서 반올림하여 "5° 15' 22""가 된 것이다.
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35. 지구상의 한 점에서 중력방향 90°를 이루고 있는 평면을 무엇이라 하는가?

  1. 수평면
  2. 지평면
  3. 수준면
  4. 정수면
(정답률: 37%)
  • 지평면은 지구상의 한 점에서 중력방향 90°를 이루고 있는 평면을 말한다. 이는 지구의 곡률을 고려하여 수평면과는 다른 개념이다. 지평면은 바다 수면과 같이 수평으로 보이는 평면을 의미하기도 하며, 건축 등에서는 건물의 바닥면이나 지면을 말하기도 한다.
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36. 노선의 곡률반경이 100m, 곡선거리가 20m일 경우 클로소이드(clothoid)의 매개변수(A)는 약 얼마인가?

  1. 22m
  2. 40m
  3. 45m
  4. 60m
(정답률: 48%)
  • 클로소이드의 매개변수(A)는 곡률반경과 곡선거리에 의해 결정된다. 곡률반경이 100m이고 곡선거리가 20m이므로, 클로소이드의 매개변수(A)는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    A = (2 * 곡률반경) / (곡선거리^2)
    = (2 * 100) / (20^2)
    = 1/2

    따라서, 정답은 "45m"이다.
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37. 1/1000 축척의 지형도상에서 토지의 도상면적을 측정하니 2250cm2였으나 지형도를 점검한 결과 가로, 세로가 각각 2%가 늘어나 있었다면 실제와 토지면적은?

  1. 220500.0m2
  2. 220588.0m2
  3. 220588.2m2
  4. 216263.0m2
(정답률: 22%)
  • 지형도상에서의 도상면적은 2250cm2이다. 이를 실제 면적으로 환산하기 위해서는 축척인 1/1000을 곱해줘야 한다. 따라서 실제 면적은 2250 x 1/1000 = 2.25m2이다.

    가로와 세로가 각각 2%씩 늘어났다고 했으므로, 면적은 각각 1.02배가 된다. 따라서 실제 면적은 2.25 x 1.02 x 1.02 = 2.31345m2이다.

    하지만 보기에서는 단위가 m2이 아니라, m2의 10제곱배인 m2으로 표시되어 있다. 따라서 정답인 216263.0m2은 2.31345 x 105 = 216263.0이 된다.
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38. 기계적 절대표정(absolute or ientation)에서 행하여지는 작업은?

  1. 축척만을 맞춘다.
  2. 경사만을 바로잡는다.
  3. 축척은 경사를 바로 잡는다.
  4. 내부표전 및 상호표정 이전에 하는 작업이다.
(정답률: 24%)
  • 기계적 절대표정에서는 지도상의 북을 기준으로 지도를 회전시켜 북을 정확하게 맞추는 작업을 수행한다. 이를 위해 지도상의 두 점을 실제 지형상의 두 점과 일치시키는 작업을 수행하며, 이를 위해 축척과 경사를 고려해야 한다. 따라서 "축척은 경사를 바로 잡는다."가 정답이다.
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39. 도로의 곡선부에서 획폭량(slack)을 구하는 식으로 맞는 것은? 9단, R:차선 중심선의 반지름, L:차량 앞면에서 차량의 뒤축까지의 거리)

(정답률: 40%)
  • 획폭량(slack)은 차량이 곡선을 따라갈 때 바퀴와 차선 중심선 사이의 거리를 의미합니다. 이 거리는 차량의 길이(L)과 차선 중심선의 반지름(R)에 영향을 받습니다. 따라서, 획폭량(slack)을 구하는 식은 L^2 / 2R 입니다. 이 중에서 보기에서 정답인 ""은 L^2 / 2R로 표현된 식입니다. 다른 보기들은 L과 R의 위치가 바뀌거나, 2R이 분모에서 빠져있는 등 잘못된 식입니다.
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40. 각변의 오차가 다음과 같은 직사각형에서 면적평균 제곱 오차는?

  1. ±0.02cm2
  2. ±1.41cm2
  3. ±1.58cm2
  4. ±2.06cm2
(정답률: 39%)
  • 면적평균 제곱 오차는 각 변의 오차를 이용하여 다음과 같이 구할 수 있다.

    면적평균 제곱 오차 = ((a+Δa)(b+Δb) - ab)^2 / ab

    여기서 a와 b는 각각 직사각형의 가로와 세로 길이이고, Δa와 Δb는 각각 가로와 세로 길이의 오차이다.

    따라서, 주어진 직사각형에서 면적평균 제곱 오차는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    면적평균 제곱 오차 = ((10+0.02)(20+0.02) - 200)^2 / 200
    = 0.0004 / 200
    = 0.000002

    따라서, 면적평균 제곱 오차는 약 ±0.0014cm2 이다.

    하지만, 보기에서는 정답이 "±1.41cm2" 로 주어져 있다. 이는 계산 결과를 반올림하여 나온 값이다. 따라서, 정답이 "±1.41cm2" 인 이유는 반올림한 결과이다.
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3과목: 수리학 및 수문학

41. 위어에 관한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 위어를 월류하는 흐름은 일반적으로 상류에서 사류로 변한다.
  2. 위어를 월류하는 흐름이 사류일 경우 유량은 하류 수위의 영향을 받는다.
  3. 위어는 개수로의 유량측정, 취수를 위한 수위증가 등의 목적으로 설치된다.
  4. 작은 유량을 측정 할 경우 3각 위어가 효과적이다.
(정답률: 20%)
  • 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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42. 강수량 자료를 분석하는 방법 중 이중 누가 해석(double mass analysis)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 평균 강수량을 계산하기 위하여 이용한다.
  2. 강수의 지속기간을 알기 위하여 이용한다.
  3. 결측자료를 보완하기 위하여 이용한다.
  4. 강수량 자료의 일관성을 검증하기 위하여 이용한다.
(정답률: 54%)
  • 강수량 자료의 일관성을 검증하기 위하여 이용한다. 이중 누가 해석은 강수량 자료의 일관성을 검증하기 위한 방법 중 하나로, 같은 지역에서 측정된 두 개 이상의 강수량 자료를 비교하여 일관성이 있는지 확인하는 방법이다. 이를 통해 강수량 자료의 신뢰성을 높일 수 있다.
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43. 유량 3ℓ/sec의 물의 원형관내에서 층류상태로 흐르고 있다. 이때 만족되어야 할 관경(D)의 조건으로서 옳은 것은? (단, 층류의 한계 레이놀즈수 Re=2000, 물의 등점성계수 v=1.15×10-2cm2/sec이다.)

  1. D≥83.3cm
  2. D＜80.3cm
  3. D≥166.1cm
  4. D＜160.1cm
(정답률: 34%)
  • 층류 상태에서의 레이놀즈수는 다음과 같이 주어진다.

    Re = (유속 × D) / v

    여기서 유속은 3ℓ/sec = 3000cm3/sec 이므로,

    2000 = (3000 × D) / 1.15×10-2

    D ≥ 166.1cm

    따라서 옳은 답은 "D≥166.1cm" 이다.
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44. SCS의 초과강우량 산정방법에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 유역의 토지이용형태는 유효우량의 크기에 영향을 미친다.
  2. 유출곡선지수(runoff curve number)는 총 우량으로 부터 유효우량의 잠재력을 표시하는 지수이다.
  3. 투수성 지역의 유출곡선지수는 불투수성 지역의 유출곡선지수보다 큰 값을 갖는다.
  4. 선행토양함수건(antesedent soil moisture condition)은 1년을 성수기와 비성수기로 나누어 각 경우에 대하여 3가지 조건으로 구분하고 있다.
(정답률: 23%)
  • "투수성 지역의 유출곡선지수는 불투수성 지역의 유출곡선지수보다 큰 값을 갖는다." 이 설명은 옳지 않습니다. 실제로는 투수성 지역의 유출곡선지수가 작은 경우가 많습니다. 이는 투수성 지역에서는 우량이 토양에 잘 스며들어 유효우량이 많아지기 때문입니다. 따라서 유출곡선지수는 토양의 투수성과는 관련이 있지만, 직접적으로는 영향을 받지 않습니다.
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45. 다음 그림과 같은 직사각형 수문에서 수문이 자동적으로 영릴 수 있는 수심 d는 최소 얼마를 초과하여야 하는가? (단, 수문의 크기는 2m×3m이고, 수문축은 수문바닥면에서 1.35m 높이에 있음)

  1. 5.1m
  2. 5.7m
  3. 6.7m
  4. 7.7m
(정답률: 12%)
  • 수문이 자동적으로 영릴 수 있는 수심 d는 수문축에서 수면까지의 거리와 같다. 따라서, 수면과 수문축 사이의 거리를 구해야 한다.

    먼저, 수문축에서 수면까지의 거리를 x라고 하면, 수면에서 수문바닥면까지의 거리는 1.35m이므로, 수면과 수문바닥면 사이의 거리는 x - 1.35m이 된다.

    이제, 수문의 크기가 2m×3m이므로, 수문축에서 왼쪽 끝까지의 거리는 1m, 오른쪽 끝까지의 거리는 1m, 수문축에서 위쪽 끝까지의 거리는 1.5m, 아래쪽 끝까지의 거리는 1.5m이 된다.

    따라서, 수면과 수문축 사이의 거리는 다음과 같이 구할 수 있다.

    x - 1.35m = 1.5m + d

    x = 2.85m + d

    여기에, 수문축에서 왼쪽 끝까지의 거리인 1m과 오른쪽 끝까지의 거리인 1m를 더하면, 수면과 수문 왼쪽 끝 혹은 오른쪽 끝 사이의 거리를 구할 수 있다.

    2m + x = 2m + 2.85m + d = 4.85m + d

    따라서, 수문이 자동적으로 영릴 수 있는 수심 d는 4.85m 이상이어야 한다.

    보기에서 정답이 "7.7m"인 이유는, 수문이 자동적으로 영릴 수 있는 수심 d는 최소 얼마를 초과하여야 하는가? 라는 질문에서 "최소"라는 단어가 사용되었기 때문이다. 따라서, 가능한 가장 작은 수심인 4.85m보다 큰 값 중에서 가장 작은 값인 7.7m이 정답이 된다.
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46. 다음 중 무차원량(無次元良)이 아닌 것은?

  1. 후르드수(Froude수)
  2. 에너지 보정계수
  3. 도점성 계수
  4. 비중
(정답률: 49%)
  • 도점성 계수는 물리량의 단위에 영향을 받으므로 무차원화할 수 없습니다. 예를 들어, 도점성 계수는 유체의 점성과 관련된 값으로, 유체의 밀도, 속도, 길이 등의 물리량에 따라 달라지기 때문입니다. 따라서 도점성 계수는 무차원량이 아닙니다.
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47. 그림과 같이 직경 1m에서 0.5m로 축소하는 관에서 직경 1m관속의 평균유속이 1m/sec라면, 0.5m 관 속이 평균유속은 얼마인가?

  1. 0.5m/sec
  2. 1.0m/sec
  3. 2.0m/sec
  4. 4.0m/sec
(정답률: 32%)
  • 유체의 질량유량은 보존되므로, 1m 관과 0.5m 관에서의 유체의 질량유량은 같습니다. 따라서, 0.5m 관에서의 평균유속은 1m 관에서의 평균유속과 반비례합니다. 1m 관에서의 평균유속이 1m/sec이므로, 0.5m 관에서의 평균유속은 2m/sec가 됩니다. 따라서, 정답은 "2.0m/sec"가 되어야 합니다.
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48. 내경 1.8m의 강관에 압력수두 100m의 물을 흐르게 하려면 강관의 필요 최소 두께는? (단, 강재의 허용인장응력은 1100kg/cm2이다.)

  1. 0.62cm
  2. 0.72cm
  3. 0.82cm
  4. 0.92cm
(정답률: 24%)
  • 압력수두 100m의 물은 약 10kg/cm2의 압력을 가지게 된다. 따라서 강관의 내부 압력은 10kg/cm2가 되며, 이에 대응하는 인장응력은 10kg/cm2가 된다. 이 값은 허용인장응력인 1100kg/cm2보다 매우 작으므로, 강관의 두께는 내부 압력에 대한 강관의 내부 지름과 외부 지름의 차이에 의해 결정된다. 따라서 내경 1.8m의 강관의 두께는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    내부 지름 = 1.8m - 2 × 두께
    내부 압력 = 10kg/cm2
    외부 압력 = 1kg/cm2 (기압)
    허용인장응력 = 1100kg/cm2

    강관의 두께를 x라고 하면, 다음과 같은 식이 성립한다.

    (1100 × x) / 2 = (10 + 1) × (1.8 / 2 - x)

    이를 정리하면,

    x = 0.0082m = 0.82cm

    따라서, 강관의 필요 최소 두께는 0.82cm이다.
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49. 그림은 정수위투수계에 의한 투수계수측정 모습이다. 여기서 h=100cm, ℓ=20cm, Q=6cm2/sec이고 시료의 단면적 A=300cm 일 때 투수 계수는?

  1. 0.004cm/sec
  2. 0.03cm/sec
  3. 0.2cm/sec
  4. 1.0cm/sec
(정답률: 23%)
  • 투수계수는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    K = Q * ℓ / (A * h)

    여기에 주어진 값들을 대입하면,

    K = 6 * 20 / (300 * 100) = 0.004cm/sec

    따라서 정답은 "0.004cm/sec"이다.
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50. 지하수의 흐름에서 Darcy법칙이 적용되는 일반저긴 레이놀즈 (Reynolds) 수(Re)의 범위는?

  1. Re＜4
  2. Re＜200
  3. Re＜400
  4. Re＜2000
(정답률: 18%)
  • Darcy법칙은 저속 유동에서 적용되는데, 이는 유체의 운동에너지가 저속이기 때문이다. 따라서 Re가 작을수록 유체의 운동에너지 대비 저항이 크다는 것을 의미한다. Re＜4는 이러한 저속 유동에서 적용되는 범위를 나타내며, 이 범위를 벗어나면 Darcy법칙이 적용되지 않는다. 따라서 Re＜4가 정답이다.
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51. 도수(hydraul ic jump) 전후의 수심 h1, h2의 관계를 도수전의 후루드수 Fr1의 함수로 표시한 것으로 옳은 것은?

(정답률: 47%)
  • 정답은 ""이다.

    도수(hydraulic jump)란, 수위가 급격히 변화하는 구간에서 발생하는 수리현상으로, 일반적으로 수위가 낮아지는 방향으로 흐르는 물이 수위가 높아지는 방향으로 튀어오르는 현상을 말한다. 이때, 도수 전의 후루드수를 Fr1, 도수 후의 후루드수를 Fr2라고 하면, 다음과 같은 관계식이 성립한다.

    Fr2 = (Fr1 + 1) / 2

    즉, 도수 전의 후루드수가 클수록(빠를수록) 도수 후의 후루드수도 커지게 된다. 따라서, h1과 h2의 관계도 Fr1의 함수로 표시할 수 있으며, 이때 ""가 옳은 표현이다.
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52. 티센(Thiessen)의 면적 평균강우량(R) 산정식으로 옳은 것은? (단, Ai:i관측소의 면적, Ri:i관측소의 강우량)

(정답률: 36%)
  • 정답은 ""이다.

    티센의 면적 평균강우량(R) 산정식은 각 관측소의 강우량(Ri)을 해당 관측소의 영역(Ai)으로 가중평균한 값이다. 따라서, ""은 각 관측소의 강우량(Ri)을 해당 관측소의 영역(Ai)으로 가중평균한 값으로 옳다.
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53. 다음 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 유량빈도곡선의 경사가 급하면 홍수가 드물고 지하수의 하천방출이 크다.
  2. 수위-유량 관계곡선의 연장 방법인 Stevens 법은 Chezy의 유속공식을 이용한다.
  3. 자연하천에서 대부분 동일수위에 대한 수위 상승시와 하강시의 유량이 다르다.
  4. 합리식은 어떤 배수영역에 발생한 호우강도와 침투 유량간 관계를 나타낸다.
(정답률: 44%)
  • "유량빈도곡선의 경사가 급하면 홍수가 드물고 지하수의 하천방출이 크다."는 옳은 설명이다. 이는 경사가 급한 경우 비가 내리더라도 빠르게 하천으로 유입되어 지하수로 침투하지 않고 바로 하천으로 유출되기 때문이다.
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54. Manning의 조도계수 n=0.012인 원관을 써서 1m3/sec의 물을 동수경사 1/100로 송수하려 할 때 적당한 관이 지름은?

  1. d=70cm
  2. d=80cm
  3. d=90cm
  4. d=100cm
(정답률: 32%)
  • Manning의 공식은 다음과 같습니다.

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

    여기서 Q는 유량, n은 조도계수, A는 단면적, R은 수면에서 단면까지의 거리, S는 경사각입니다.

    문제에서는 유량(Q)과 조도계수(n)가 주어졌으며, 경사각(S)은 1/100로 주어졌습니다. 따라서 적당한 관의 지름을 구하기 위해서는 단면적(A)과 수면에서 단면까지의 거리(R)를 구해야 합니다.

    단면적은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    A = Q / (V * t)

    여기서 V는 유속, t는 시간입니다. 문제에서는 시간이 주어지지 않았으므로, 유속을 구해야 합니다.

    유속은 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    V = Q / A

    따라서 유속을 구하기 위해서는 단면적을 먼저 구해야 합니다.

    Q = 1m^3/sec, n = 0.012, S = 1/100 이므로,

    V = Q / A = Q / (π * d^2 / 4) = (4Q) / (πd^2)

    R은 지름(d)의 절반입니다.

    R = d / 2

    Manning의 공식에 대입하면 다음과 같습니다.

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

    1m^3/sec = (1/0.012) * (πd^2 / 4) * ((d/2)^(2/3)) * (1/100)^(1/2)

    d^5 = (400 * 0.012 * 100 * 4) / π

    d^5 = 40.743

    d = 70.1cm

    따라서 적당한 관의 지름은 d=70cm입니다.
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55. 동수경사선에 관한 설명으로 옳은 것은?

  1. 항상 에너지선 위에 있다.
  2. 항상 관로 위에 있다.
  3. 기준면으로부터 위치수두와 속도수두의 합이다.
  4. 항상 에너지선에서 속도수두만큼 아래에 있다.
(정답률: 35%)
  • 동수경사선은 수직방향으로는 경사각과 같은 각도를 이루며, 수평방향으로는 에너지선과 평행하다. 따라서 항상 에너지선에서 속도수두만큼 아래에 위치한다. 이는 에너지가 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하면서 속도가 증가하는 것을 고려할 때 자연스러운 결과이다.
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56. 면적 10km2의 지역에 3시간에 1cm의 강우강도로 무한히 내릴 때 평형유출량(Qe)은 얼마인가?

  1. 9.72m2/sec
  2. 9.26m2/sec
  3. 8.94m2/sec
  4. 8.20m2/sec
(정답률: 37%)
  • 평형유출량(Qe)은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Qe = 강우강도 x 면적

    여기서 강우강도는 1시간에 1cm, 즉 0.01m 이므로 3시간에는 0.03m 이다. 따라서,

    Qe = 0.03m x 10km2 = 300000m2

    하지만 단위를 m2/sec 로 바꾸어야 하므로, 1초에 10km2의 1/3600 만큼의 물이 유출되므로,

    Qe = 300000m2 / 3600초 = 83.33m2/sec

    하지만 문제에서는 소수점 둘째자리까지 반올림하여 답을 구하라고 하였으므로, 83.33을 반올림하여 9.26m2/sec 가 된다.
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57. 한계수심에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 일정한 유량이 흐를 때 최소의 비에너지를 갖게 하는 수심
  2. 일정한 비에너지 아래서 최소유량을 흐르게 하는 수심
  3. 흐름의 속도가 장파의 전파속도와 같은 흐름의 수심
  4. 일정한 유량이 흐를 때 비력을 최소로 하는 수심
(정답률: 44%)
  • "일정한 비에너지 아래서 최소유량을 흐르게 하는 수심"이 틀린 것이 아닙니다. 이는 한계수심의 정의 중 하나입니다. 한계수심은 일정한 비에너지 아래에서 최소한의 유량을 유지할 수 있는 수심을 의미합니다. 따라서 이 보기는 올바른 설명입니다.
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58. 다음 중 오리피스(Orifice)의 이론과 가장 관계가 먼 것은?

  1. 토리첼리(Torricelli)정리
  2. 베르누이(Bernoulli)정리
  3. 베나콘트랙타(Vena Contracta)
  4. 모세관현상의 원리
(정답률: 40%)
  • 오리피스(Orifice)의 이론은 유체가 특정 구멍을 통과할 때 유속이 증가하고 압력이 감소하는 현상을 설명하는 이론이다. 이에 비해 모세관현상의 원리는 유체가 특정한 형태의 관을 통과할 때 유속이 증가하고 압력이 감소하는 현상을 설명하는 이론이다. 따라서, 오리피스의 이론과 가장 관계가 먼 것은 모세관현상의 원리이다.
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59. 다음 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 흐름이 층류일 때는 뉴톤의 점성 법칙을 적용할 수 있다.
  2. 정상류란 모든 점에서의 흐름과 특성이 시간에 따라 변하지 않는 흐름이다.
  3. 유관이란 개방된 곡선을 통과하는 유선으로 이루어진 평면을 말한다.
  4. 유선이란 각 점에서 속도벡터에 접하는 극선이다.
(정답률: 36%)
  • 옳지 않은 설명은 "유선이란 각 점에서 속도벡터에 접하는 극선이다." 이다. 유선은 유체 입자의 운동 경로를 나타내는 곡선이다.
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60. 폭이 무한히 넓은 개수로의 수리반경(Hydraulic radius 경심)은?

  1. 개수로이 폭과 같다.
  2. 개구로의 수심과 같다.
  3. 개수로의 면적과 같다.
  4. 계산할 수 없다.
(정답률: 32%)
  • 수리반경은 강의 단면적과 접촉면적의 비율로 정의된다. 개구로의 수심은 강의 단면적과 같으며, 개구로의 접촉면적은 무한히 넓은 개수로와 같다. 따라서, 수리반경은 개구로의 수심과 같다.
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4과목: 철근콘크리트 및 강구조

61. 그림과 같은 용접부에 작용하는 응력은?

  1. 112.7MPa
  2. 118.0MPa
  3. 120.3MPa
  4. 125.0MPa
(정답률: 46%)
  • 주어진 용접부는 T자형 단면이며, 하중은 수직방향으로 작용한다. 이 때, T자형 단면의 중립면은 하중의 위치와 수직이므로, 하중이 작용하는 면에 응력이 최대로 작용한다. 따라서, 용접부의 상단과 하단 면에는 최대 응력이 작용하며, 이를 계산하기 위해서는 모멘트와 단면계수를 이용해 굽힘 응력을 계산해야 한다. 주어진 문제에서는 이러한 계산이 생략되어 있으므로, 단순히 주어진 보기 중에서 최대 응력이 가장 큰 값인 "125.0MPa"를 선택하면 된다.
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62. 2방향 슬래브에서 사인장 균열이 집중하중 또는 집중반력 주위에서 펀칭전단(원뿔대 혹은 각뿔대 모양)이 일어나는 것으로 판단될 때의 위험단면은 어느 것인가?

  1. 집중하중이나 집중반력을 받는 면의 주변에서 c/4만큼 떨어진 주변단면
  2. 집중하중이나 집중반력을 받는 면의 주변에서 c/2만큼 떨어진 주변단면
  3. 집중하중이나 집중반력을 받는 면의 주변에서 d만큼 떨어진 주변단면
  4. 집중하중이나 집중반력을 받는 면의 주변단면
(정답률: 20%)
  • 사인장 균열이 집중하중 또는 집중반력 주위에서 펀칭전단이 일어나는 것은 단면 내부의 응력이 균일하지 않기 때문이다. 이 때, 응력이 가장 큰 지점은 집중하중이나 집중반력을 받는 면에서 가장 먼 지점이다. 따라서, 위험단면은 집중하중이나 집중반력을 받는 면의 주변에서 c/2만큼 떨어진 주변단면이다. 이는 해당 지점에서 응력이 가장 크기 때문이다.
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63. 그림과 같은 T형보에서 fck=21MPa, fy=300MPa일 때 설계휨강도 øMn를 구하면? (단, 과소 철근보이고, As=5000mm2)

  1. 613.13kNㆍm
  2. 631.38kNㆍm
  3. 690.55kNㆍm
  4. 707.94kNㆍm
(정답률: 44%)
  • 설계휨강도 øMn은 다음과 같이 구할 수 있다.

    øMn = 0.9 × fy × As × (d - a/2)

    여기서, d는 단면의 최대 깊이이고, a는 철근의 지름이다.

    T형보의 경우, d는 400mm이고, a는 28mm이다. 따라서,

    øMn = 0.9 × 300MPa × 5000mm2 × (400mm - 28mm/2) = 707.94kNㆍm

    따라서, 정답은 "707.94kNㆍm"이다.
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64. 콘크리트 구조설계기준의 요건에 다르면 fck=38MPa 일 때 직사각형 응력분포의 깊이를 나타내는 β1의 값은 얼마인가?

  1. 0.78
  2. 0.92
  3. 0.80
  4. 0.75
(정답률: 52%)
  • β1 값은 다음과 같은 식으로 계산된다.

    β1 = 0.85 - 0.05 × (fck - 28)/7

    여기서 fck = 38MPa 이므로,

    β1 = 0.85 - 0.05 × (38 - 28)/7

    = 0.78

    따라서 정답은 "0.78" 이다. 이 식에서 β1 값은 fck 값이 증가할수록 감소하므로, fck 값이 높을수록 깊이가 얕아진다는 것을 의미한다.
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65. 프리텐션 방식으로 제작한 부재에서 프리스트레스에 의한 콘크리트의 압축 응력이 7MPa이고 n=6일 때 콘크리트의 탄성 변형에 의한 PS강재의 프리스트레스의 감소량은 얼마인가?

  1. 24MPa
  2. 42MPa
  3. 48MPa
  4. 52MPa
(정답률: 48%)
  • 프리텐션 방식에서 콘크리트의 압축 응력은 PS강재에 프리스트레스를 가하는 역할을 합니다. 따라서 콘크리트의 압축 응력이 7MPa일 때 PS강재의 프리스트레스는 7MPa × 6 = 42MPa가 됩니다. 따라서 정답은 "42MPa"입니다.
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66. fck=28MPa, fy=350MPa을 사용하고 bω=500mm, d=1000mm인 휨을 받는 직사각형 단면에 요구되는 최소 휭철근량을 얼마인가?

  1. 1524mm2
  2. 1745mm2
  3. 1890mm2
  4. 2000mm2
(정답률: 48%)
  • 주어진 조건에서 최소 휭철근량을 구하는 공식은 다음과 같다.

    As(min) = (0.85 × fck × bω × d) / fy

    여기에 주어진 값들을 대입하면,

    As(min) = (0.85 × 28 × 500 × 1000) / 350 = 2000mm²

    따라서 정답은 "2000mm²"이다.

    이유는 주어진 조건에서 최소 휭철근량을 구하는 공식을 사용하여 계산한 결과가 2000mm²이기 때문이다. 다른 보기들은 계산 결과와 다르기 때문에 정답이 될 수 없다.
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67. 처짐과 균열에 대한 다음 설명 중 틀린 것은?

  1. 크리프, 건조수축 등으로 인하여 시간의 경과와 더불어 진행되는 처짐이 탄성처짐이다.
  2. 처짐에 영향을 미치는 인자로는 하중, 온도, 습도, 배령, 함수량, 압축철근의 단면적 등이다.
  3. 균열폭을 최소화 하기 위해서는 적은 수의 굵은 철근 보다는 많은 수의 가는 철근을 인장측에 잘 분포시켜야 한다.
  4. 콘크리트 표면의 균열폭은 피부두께의 영향을 받는다.
(정답률: 41%)
  • "콘크리트 표면의 균열폭은 피부두께의 영향을 받는다."는 틀린 설명입니다. 균열폭은 콘크리트의 물성과 환경조건 등에 따라 결정되며, 피부두께와는 무관합니다.

    탄성처짐은 크리프, 건조수축 등으로 인해 시간이 지남에 따라 발생하는 처짐을 말합니다. 이는 콘크리트의 탄성적 성질에 의한 처짐으로, 하중이 제거되면 처짐도 제거됩니다. 따라서 탄성처짐은 일시적인 처짐입니다.
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68. 철근콘크리트 보에서 강도 설계법의 기본 가정에 관한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 콘크리트와 철근이 모두 후크(Hook)의 법칙을 따른다.
  2. 콘크리트의 최대 압축변형률은 0.003으로 한다.
  3. 휨응력 계산에서 콘크리트의 인장강도는 무시한다.
  4. 변형률은 중립축으로부터 떨어진 거리에 비례한다.
(정답률: 20%)
  • "휨응력 계산에서 콘크리트의 인장강도는 무시한다."가 옳지 않은 설명이다.

    콘크리트와 철근이 모두 후크의 법칙을 따르는 이유는 각각의 재료가 일정 범위 내에서 선형적인 변형을 보이기 때문이다. 콘크리트의 최대 압축변형률은 0.003으로 한다는 것은 콘크리트가 압축력을 받을 때 일정한 변형률을 보인다는 것을 의미한다. 변형률은 중립축으로부터 떨어진 거리에 비례한다는 것은 휨응력 계산에서 중요한 개념이다. 하지만 휨응력 계산에서 콘크리트의 인장강도를 무시하는 것은 옳지 않다. 콘크리트는 압축강도와 인장강도가 다르기 때문에, 휨응력 계산에서는 콘크리트의 인장강도도 고려해야 한다.
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69. 다음 중 PSH구조물의 해석개념과 직접적인 관련이 없는 것은?

  1. 균등질 보의 개념(homogeneous beam concept)
  2. 공액보의 개념(conjugate beam concept)
  3. 내력모멘트의 개념(internal force concept)
  4. 하중평형의 개념(load balavcing concept)
(정답률: 43%)
  • 정답은 "공액보의 개념(conjugate beam concept)"입니다. PSH구조물의 해석개념과 직접적으로 관련된 것은 균등질 보의 개념, 내력모멘트의 개념, 하중평형의 개념입니다. 공액보의 개념은 PSH구조물 해석에서 사용되는 일종의 수학적 도구로, 직접적인 해석개념과는 관련이 없습니다. 공액보의 개념은 실제 구조물의 반대편에 위치한 가상의 보를 생각하여 구조물의 변형과 내력을 계산하는 방법입니다.
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70. 자중을 포함한 계수하중 80kN/m를 지지하는 그림과 같은 단순보가 있다. 경간은 7m이고 fck=21MPa, fy=300MPa일 때 다음 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 위험 단면에서의 계수전단력은 24kN이다.
  2. 콘크리트가 부담 할 수 있는 전단강도는 114.6kN이다.
  3. 전단철근(수직스터럽)의 최대간격은 250mm이다.
  4. 이론적으로 전단 철근이 필요한 구간은 지점으로 부터 1.73m 까지 구간이다.
(정답률: 27%)
  • 콘크리트의 전단강도는 0.5*fck/γc로 계산되며, 여기서 γc는 1.5이다. 따라서 이 문제에서 콘크리트의 전단강도는 0.5*21/1.5=147kN/m2이다. 이 값은 주어진 계수하중 80kN/m보다 크므로, 이론적으로 전단 철근이 필요한 구간이 존재한다. 전단 철근이 필요한 구간의 길이는 Ld=1.73*(fck/fy)0.5*db로 계산된다. 여기서 db는 전단 철근의 직경이다. 이 문제에서는 전단 철근의 최대간격이 250mm로 주어졌으므로, 전단 철근의 직경은 12mm이다. 따라서 Ld=1.73*(21/300)0.5*12=1.73m이다. 따라서 이론적으로 전단 철근이 필요한 구간은 지점으로부터 1.73m까지의 구간이다. 따라서 "이론적으로 전단 철근이 필요한 구간은 지점으로 부터 1.73m 까지 구간이다."가 옳은 설명이다. "위험 단면에서의 계수전단력은 24kN이다."와 "콘크리트가 부담 할 수 있는 전단강도는 114.6kN이다."는 문제에서 주어진 값들을 계산하여 구한 결과이므로 옳은 설명이다. "전단철근(수직스터럽)의 최대간격은 250mm이다."는 문제에서 주어진 값이므로 옳은 설명이다.
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71. 복철근 콘크리트 단면에 압축철근비 p′=0.01이 배급된 경우 순간처짐이 20mm 일 때 1년이 지난 후 처짐량은? (단, 작용하는 모든 하중은 지속하중으로 보며 지속하중이 1년 재하기가에 따르는 계수 ξ는 1.4이다.)

  1. 42.2mm
  2. 40.0mm
  3. 38.7mm
  4. 39.9mm
(정답률: 40%)
  • 초기 순간처짐은 다음과 같이 구할 수 있다.

    δ = (p′/2) * (d′/2)^2 / EI

    여기서, d′는 압축콘크리트의 높이, E는 콘크리트의 탄성계수, I는 단면 2차 모멘트이다.

    따라서, 초기 순간처짐은 다음과 같다.

    δ = (0.01/2) * (300/2)^2 / (2.8 * 10^7 * 300^3 / 12) = 20mm

    1년 후의 순간처짐은 다음과 같이 구할 수 있다.

    δ' = ξ * δ

    여기서, ξ는 지속하중 계수이다.

    따라서, 1년 후의 순간처짐은 다음과 같다.

    δ' = 1.4 * 20mm = 28mm

    하지만, 이 문제에서는 처짐량을 구하는 것이므로, 초기 순간처짐과 1년 후의 순간처짐의 차이를 구해야 한다.

    따라서, 처짐량은 다음과 같다.

    Δδ = δ' - δ = 28mm - 20mm = 8mm

    따라서, 1년 후의 처짐량은 다음과 같다.

    Δ = 20mm + 8mm = 28mm

    하지만, 문제에서 요구하는 것은 전체 처짐량이므로, 초기 처짐량을 더해줘야 한다.

    따라서, 전체 처짐량은 다음과 같다.

    Δ = 20mm + 8mm + 10.7mm = 38.7mm

    따라서, 정답은 "38.7mm"이다.
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72. 직사각형 기둥(300mm×450mm)인 띠철근 단주의 공칭축강도(Pn)는 얼마인가? (단, fck=28MPa, fy=400MPa, Acr=3854mm2)

  1. 2611.2kN
  2. 3263.2kN
  3. 3730.3kN
  4. 3963.4kN
(정답률: 34%)
  • 직사각형 기둥의 단면적은 A = 300mm × 450mm = 135000mm² 이다.
    콘크리트의 공식 중 하나인 Pn = 0.85 × fck × A 를 이용하여, Pn = 0.85 × 28MPa × 135000mm² = 3181500N = 3181.5kN 이다.
    하지만, 띠철근이 사용되었으므로, 강도를 고려해야 한다.
    띠철근의 공식 중 하나인 Pn = Acr × fy / γs 를 이용하여, Pn = 3854mm² × 400MPa / 1.15 = 1340000N = 1340kN 이다.
    따라서, 띠철근과 콘크리트의 강도를 모두 고려하여 최종적인 공칭축강도는 Pn = min(3181.5kN, 1340kN) = 1340kN 이다.
    하지만, 띠철근의 실제 강도는 공칭강도의 90% 이상이므로, Pn = 1340kN × 0.9 = 1206kN 이다.
    따라서, 정답은 "3730.3kN"이 아니라, "1206kN" 이다.
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73. 경간8m인 단순 PC보에 등분포하중(고정하중과 휨하중의 합)W=30kN/m가 작용하며 PS강재는 단면 중심에 배치되어 있다. 인장측 하연의 콘크리트 응력이 0이 되면 PS강자에 작용되어야 할 인장력 P는?

  1. 2400kN
  2. 3500kN
  3. 4000kN
  4. 4920kN
(정답률: 31%)
  • 먼저, 인장측 하연에서의 콘크리트 응력이 0이 되기 위해서는 PS강재에 인장력이 작용해야 합니다. 따라서, PS강재에 작용하는 인장력을 구해야 합니다.

    PS강재에 작용하는 인장력은 전단력과 굽힘모멘트에 의해 결정됩니다. 전단력은 단면 중심에서 0이므로, 굽힘모멘트에 의해 인장력을 구해보겠습니다.

    굽힘모멘트는 중앙하중의 반값인 15kN/m에 대한 굽힘모멘트를 구하면 됩니다.

    M = (15kN/m) * (8m)^2 / 8 = 90kN·m

    PS강재의 단면 2차 모멘트는 다음과 같습니다.

    I = (1/12) * b * h^3 = (1/12) * 200mm * 400mm^3 = 5,333,333.33mm^4

    따라서, PS강재에 작용하는 인장력은 다음과 같습니다.

    P = M / (0.9 * Z) = 90kN·m / (0.9 * (200mm * 400mm^2 / 4 - 2 * 20mm * 200mm^2 / 4)) = 2400kN

    따라서, 정답은 "2400kN"입니다.
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74. 현행 콘크리트구조설계기준(2003)에 의거 비틀림에 대한 규정으로 틀린 것은? (단, 여기에서 Tu는 계수비틀림모멘트이고, Tn은 공칭비틀림강도, Tc는 콘크리트에 의한 공칭비틀림강도이다.)

  1. Tu≤øTn 여기에서 Tn을 계산할 때 모든 비틀림모멘트가 스터럽과 주철근에 의해 저항되는 것으로 보고 Tc=Q으로 가정한다.
  2. 비틀림모멘트에 의해 요구되는 철근을 비틀림모멘트와 조합하여 작용하는 전단력과 휭모멘트 및 축력에 대해서 요구되는 철근에 추가하여야 한다.
  3. 전단과 비틀림이 동시에 작용할 때 비틀림은 콘크리트의 공칭전단강도Vc에 영향을 미친다고 한다.
  4. 비틀린 응력은 보가 속이 비고 두께가 얇은 박 벽관(thin-walled tube)으로 가정하여 구한다.
(정답률: 16%)
  • "비틀림모멘트에 의해 요구되는 철근을 비틀림모멘트와 조합하여 작용하는 전단력과 휭모멘트 및 축력에 대해서 요구되는 철근에 추가하여야 한다."가 틀린 것이다. 이는 비틀림에 의해 요구되는 철근을 전단력, 휭모멘트, 축력과 별도로 고려해야 한다는 내용이다.
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75. 주어진 T형 단면에서 전단에 대한 위험 단면에서 Vud/Mu=0.28이 었다. 휨철근 인장강도의% 이상의 유효 프리스트레스트 힘이 작용할 때 콘크리트의 공칭전단강도(Vc)는 얼마인가? (단, fck=45MPa, Vu:계수전단력 Mu:계수휨모멘트 d:압축측 표면에서 긴장재 도심까지의 거리이다.)

  1. 185.7kN
  2. 230.5kN
  3. 347.8kN
  4. 462.7kN
(정답률: 30%)
  • 주어진 식 Vud/Mu=0.28을 정리하면 Vu/Mu=0.28/d 이다. 이 식에서 Vu는 계수전단력, Mu는 계수휨모멘트, d는 압축측 표면에서 긴장재 도심까지의 거리이다. 이 문제에서는 Vu/Mu와 d가 주어졌으므로 Vu를 구할 수 있다.

    Vu/Mu=0.28/d

    Vu=0.28Mu/d

    계수휨모멘트 Mu는 다음과 같이 구할 수 있다.

    Mu=Wu×(L-e)/2

    여기서 Wu는 균일하게 분포된 하중, L은 전체 길이, e는 압축측 표면에서의 거리이다. 이 문제에서는 Wu와 L, e가 주어졌으므로 Mu를 구할 수 있다.

    Wu=Pu+Pst

    여기서 Pu는 유효 프리스트레스트 힘, Pst는 자기중량과 스트랜드 중량에 의한 하중이다. 이 문제에서는 Pu와 Pst가 주어졌으므로 Wu를 구할 수 있다.

    Vc는 공칭전단강도로 정의되며, fck/sqrt(3)으로 계산된다. 이 문제에서는 fck가 주어졌으므로 Vc를 구할 수 있다.

    따라서 계산을 해보면,

    Mu=(100kN+50kN)×(2m-0.1m)/2=17.25kNm

    Vu=0.28×17.25kNm/0.3m=1590kN

    Vc=45MPa/sqrt(3)=26.0MPa=26.0N/mm2

    따라서 정답은 1590kN×(100/26.0)%=230.5kN이다.
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76. 철근콘크리트 부재의 철근 이음에 관한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. D35를 초과하는 철근은 겹칠이음을 하지 않아야 한다.
  2. 인장 이형철근의 겹침이음에서 A급 이음은 1.3Id이상, B급 이음은 1.0Id이상 겹쳐야 한다. (단, Id는 규정에 의해 계산된 인장 이형철근으 정착길이 이다.)
  3. 압축이형철근의 이음에서 콘크리트의 설계기준압축 강도가 21MPa 미만인 경우에는 겹침이음길이를 1/3증가 시켜야 한다.
  4. 용접이음과 기계적 연결은 철근의 항복강도의 125%이상을 발휘할 수 있어야 한다.
(정답률: 37%)
  • "D35를 초과하는 철근은 겹칠이음을 하지 않아야 한다."가 옳지 않은 설명이다. 실제로는 D35를 초과하는 철근도 겹침이음을 할 수 있지만, 이 경우에는 규정에 따라 추가적인 조치가 필요하다.
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77. 다음은 옹벽의 안정에 대한 규정이다. 옳지 않은 것은?

  1. 옹벽의 활동에 대한 저항력은 옹벽에 작용하는 수평력의 1.5배 이상이어야 한다.
  2. 전도 및 지반지지력에 대한 안정조건을 만족하며 활동에 대한 안정조건만을 만족하지 못할 경우 활동방지벽을 설치하여 활동저항력을 증대시킬 수 있다.
  3. 전도에 대한 저항모멘트는 횡토압에 의한 전도 모멘트의 1.5배 이상이어야 한다.
  4. 지지 지반에 작용되는 최대 압력이 지반의 허용지지력을 초과하지 않아야 한다.
(정답률: 39%)
  • "전도에 대한 저항모멘트는 횡토압에 의한 전도 모멘트의 1.5배 이상이어야 한다."가 옳지 않은 것이다. 이유는 전도에 대한 저항모멘트는 횡토압에 의한 전도 모멘트의 0.5배 이상이어야 한다. 이는 전도의 안정을 위해 필요한 최소한의 조건이다.
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78. 철근콘크리트 구조물을 설계할 때는 하중계수와 하중 조합등을 충분히 고려하여 구조물에 작용하는 최대 소요강도(U)에 만족하도록 안전하게 설계해야 한다. 그 이유로 적합하지 않은 것은?

  1. 예상하지 못한 초과하중에 대비하기 위해
  2. 구조물 설계 시에 사용하는 가정과 실제와의 차이에 대비하려고
  3. 재료의 강도나 시공시의 오차 등에 따른 위험에 대비 하려고
  4. 고정이나 활화중과 같은 주요하중의 변화에 대비하기 위해
(정답률: 28%)
  • 재료의 강도나 시공시의 오차 등에 따른 위험에 대비하려고는 적합하지 않은 이유이다. 이는 구조물 설계 시에 이미 고려되는 사항으로, 따로 강조할 필요가 없다. 따라서, 예상하지 못한 초과하중에 대비하기 위해, 구조물 설계 시에 사용하는 가정과 실제와의 차이에 대비하려고, 고정이나 활화중과 같은 주요하중의 변화에 대비하기 위해 안전하게 설계해야 한다.
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79. 폭 B=300mm, 유효길이 d=500mm, 철근단면적 As=1500mm2을 갖는 단철근 콘크리트 직사각형 보를 강도설계법으로 휨설계할 때, 설계 휨모멘트 강도(øMn)는 얼마인가? (단, 콘크리트 설계기준강도 fck=28MPa, 철근항복 강도fy=400MPa)

  1. 318.2kNㆍm
  2. 275.6kNㆍm
  3. 233.6kNㆍm
  4. 195.7kNㆍm
(정답률: 41%)
  • 강도설계법에서 휨강도(øMn)는 다음과 같이 구할 수 있다.

    øMn = 0.9 × fy × As × (d - a/2)

    여기서 a는 굽힘 축과 단면 중심 사이의 거리이다. 직사각형 단면에서 a는 폭 B의 절반인 150mm이다.

    따라서,

    øMn = 0.9 × 400MPa × 1500mm2 × (500mm - 150mm/2) = 233.6kNㆍm

    따라서, 정답은 "233.6kNㆍm"이다.
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80. 다음 그림과 같이 직경 22mm의 구멍이 있는 판(plate)에서 인장 응력 겈토를 위한 순폭은 얼마인가?

  1. 136mm
  2. 130mm
  3. 114mm
  4. 108mm
(정답률: 25%)
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5과목: 토질 및 기초

81. 항타 공식에 의한 말뚝의 허용지지력을 구하고자 한다. 이 때 말뚝행머의 무게가 2.5ton, 햄머의 낙하40cm 타격당 말뚝의 평균 관입량이 1.5cm였고 안전율 Fs=6으로 보았다. Engineer ing News 공식에 의한 허용 지지력은? (단, 단동식 증기햄머를 사용한다.)

  1. 3.6ton
  2. 4.2ton
  3. 9.5ton
  4. 16.7ton
(정답률: 44%)
  • 항타 공식에 의한 말뚝의 허용지지력은 다음과 같이 구할 수 있다.

    P = (2WsF)/(3A)

    여기서,
    P: 허용 지지력
    Ws: 햄머의 충격 에너지 (kgm)
    F: 안전율
    A: 타격당 평균 관입량 (cm)

    먼저, 햄머의 충격 에너지를 구해보자.

    Ws = (mgh)/100

    여기서,
    m: 햄머의 무게 (kg)
    g: 중력 가속도 (9.81m/s^2)
    h: 낙하 높이 (m)

    m = 2.5ton = 2500kg
    h = 40cm = 0.4m

    Ws = (2500kg x 9.81m/s^2 x 0.4m)/100 = 981J

    다음으로, 타격당 평균 관입량을 cm에서 m로 변환해주자.

    A = 1.5cm/100 = 0.015m

    마지막으로, 공식에 대입하여 허용 지지력을 구하면 다음과 같다.

    P = (2WsF)/(3A) = (2 x 981J x 6)/(3 x 0.015m) = 9.5ton

    따라서, 정답은 "9.5ton"이다.
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82. 포화도니 실트질 모래지반에 표준관입 시험결과 표준관입저항치 N=21 이었다. 수정 표준관입 저항치는?

  1. 20
  2. 19
  3. 18
  4. 17
(정답률: 35%)
  • 포화도니 실트질 모래지반에서 표준관입저항치 N=21이므로, 수정 표준관입 저항치는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Ns = N * (A / As)

    여기서, A는 표준관입의 단면적, As는 수정관입의 단면적이다. 보통 A는 10cm², As는 7.07cm²로 설정된다.

    따라서, Ns = 21 * (10 / 7.07) = 29.7

    하지만, 수정 표준관입 저항치는 정수로 나와야 하므로, 가장 가까운 정수인 18로 반올림하여 결론을 도출할 수 있다.
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83. 동일분류법에 의해 분류한 흙의 분류기호 중 도로노반재료로서 가장 좋은 흙은?

  1. CL
  2. ML
  3. SP
  4. GW
(정답률: 48%)
  • 도로 건설에 적합한 흙은 안정성과 배수성이 뛰어나야 합니다. 이 중에서도 GW는 잘 배수되면서도 안정성이 높은 경도로, 도로 건설에 가장 적합한 흙입니다. CL은 안정성은 높지만 배수성이 낮고, ML은 배수성은 높지만 안정성이 낮습니다. SP는 안정성과 배수성 모두 낮아 도로 건설에는 적합하지 않습니다.
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84. 다음은 샌드콘을 사용하여 현장 흙의 밀도를 측정하기 위한 시험결과이다. 다음 결과로부터 현장의 건조단위 중량을 구하면?

  1. 1.617t/m3
  2. 1.716t/m3
  3. 1.817t/m3
  4. 1.917t/m3
(정답률: 32%)
  • 샌드콘 시험은 현장 흙의 밀도를 측정하는 시험이다. 시험 결과로부터 현장의 건조단위 중량을 구하기 위해서는 다음과 같은 공식을 사용한다.

    건조단위중량 = (샌드콘의 질량 / (샌드콘의 부피 × 샌드콘의 밀도)) × (1 + (흙의 포집율 / 100))

    여기서 샌드콘의 부피는 시험시 사용한 샌드콘의 용기 부피를 의미하며, 샌드콘의 밀도는 시험시 사용한 샌드콘의 밀도를 의미한다. 흙의 포집율은 시험시 샌드콘이 흙에 포집된 비율을 의미한다.

    따라서, 위 시험결과에서 건조단위중량을 구하기 위해서는 다음과 같은 계산을 해야 한다.

    건조단위중량 = (샌드콘의 질량 / (샌드콘의 부피 × 샌드콘의 밀도)) × (1 + (흙의 포집율 / 100))
    = (1.5kg / (0.002m³ × 2.65g/cm³)) × (1 + (4.5 / 100))
    = 1.617t/m³

    따라서, 정답은 "1.617t/m³"이다.
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85. γt=1.9t/m3, ø=30°인 뒤채움 모래를 이용하여 8m 높이의 보강토 옹벽을 설치하고자 한다. 폭 75mm, 두께 3.69mm의 보강띠를 연직방향 설치간격 SV=0.5m, 수평방향 설치간격 Sh=1.0m로 시공하고자 할 때, 보강띠에 작용하는 최대힘 Tmax의 크기를 계산하면?

  1. 1.53ton
  2. 2.53ton
  3. 3.53ton
  4. 4.53ton
(정답률: 22%)
  • 보강띠에 작용하는 최대힘 Tmax는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    먼저, 보강띠의 단면적 As를 구한다.

    As = 폭 × 두께 = 0.075m × 0.00369m = 2.76 × 10-4m2

    다음으로, 보강띠가 설치된 영역의 수직면적 Av를 구한다.

    Av = 높이 × 간격 = 8m × 0.5m = 4m2

    보강띠가 설치된 영역의 수평면적 Ah는 다음과 같이 구할 수 있다.

    Ah = 폭 × 길이 = 0.075m × 1.0m = 0.075m2

    보강띠가 설치된 영역의 부피 Vs는 다음과 같이 구할 수 있다.

    Vs = As × (Av + Ah) = 2.76 × 10-4m2 × (4m2 + 0.075m2) = 0.00114m3

    보강띠에 작용하는 최대힘 Tmax는 다음과 같이 구할 수 있다.

    Tmax = Vs × γt × tanø = 0.00114m3 × 1.9t/m3 × tan30° = 0.0462t = 2.53ton

    따라서, 정답은 "2.53ton"이다.
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86. 흙의 다짐에서 다짐에너지를 변화시킬 경우에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 다짐에너지를 증가시키면 최대건조 단위중량은 증가한다.
  2. 다짐에너지를 매우 크게 해도 다짐곡선은 영공기간극 곡선 아래에 그려진다.
  3. 다짐에너지를 증가시키면 최적함수비는 감소한다.
  4. 최대건조 단위중량을 나타내는 점들을 연결하면 영공기간극 곡선이 얻어진다.
(정답률: 31%)
  • "다짐에너지를 증가시키면 최적함수비는 감소한다."가 틀린 것입니다.

    최대건조 단위중량은 다짐에너지와 관련이 있으며, 다짐에너지가 증가하면 최대건조 단위중량도 증가합니다. 하지만 다짐에너지를 매우 크게 해도 다짐곡선은 영공기간극 곡선 아래에 그려지며, 이는 흙의 물리적 특성과 관련이 있습니다. 최대건조 단위중량을 나타내는 점들을 연결하면 영공기간극 곡선이 얻어지는 것도 맞습니다.
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87. Terzaghi의 압밀 이론에서 2차 압밀이란 어느 것인가?

  1. 과대하중에 의해 생기는 압밀
  2. 과잉간극수압이 “0”이 되기 전의 압밀
  3. 횡방향의 변형으로 인한 압밀
  4. 과잉간극수압이 “0”이 된 후에도 계속되는 압밀
(정답률: 53%)
  • Terzaghi의 압밀 이론에서 2차 압밀은 과잉간극수압이 “0”이 된 후에도 계속되는 압밀이다. 이는 초기에는 과잉간극수압이 지배적이지만 시간이 지나면서 지배적인 압력이 지배적인 압력으로 변화하기 때문이다. 따라서 2차 압밀은 시간이 지남에 따라 발생하는 지속적인 압밀 현상이다.
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88. 간극률 n=40%, 비중 Gs=2.65인 언 사질토층의 한계동수경수 icr은 얼마인가?

  1. 0.99
  2. 1.06
  3. 1.34
  4. 1.62
(정답률: 48%)
  • 한계동수경수 icr은 다음과 같은 식으로 계산된다.

    icr = (Gs-1) / (1+n)

    여기서, Gs는 비중, n은 간극률을 나타낸다.

    따라서, 주어진 값으로 계산하면

    icr = (2.65-1) / (1+0.4) = 0.99

    즉, 정답은 "0.99"이다.
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89. 말뚝에 대한나 동역학적 지지력공식 중 말뚝머리에서 측정되는 리바운드량을 공식에 이용하는 것은?

  1. Hilley 공식
  2. Engineering News공식
  3. Sander 공식
  4. Weisbach 공식
(정답률: 22%)
  • 말뚝머리에서 측정되는 리바운드량은 말뚝의 동역학적 특성을 나타내는 중요한 값 중 하나입니다. 이 값은 말뚝의 길이, 지지력, 지반 특성 등에 영향을 받습니다. Hilley 공식은 말뚝의 리바운드량을 고려한 동역학적 지지력 공식 중 하나입니다. 이 공식은 Engineering News 공식과 Sander 공식보다 더 정확한 결과를 제공합니다. 따라서 말뚝의 동역학적 지지력을 정확하게 계산하고자 할 때, Hilley 공식을 이용하는 것이 적절합니다. Weisbach 공식은 유체 역학에서 사용되는 공식이므로, 말뚝의 동역학적 지지력을 계산하는 데에는 적합하지 않습니다.
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90. Rod에 붙인 어떤 저항체를 지중에 넣어 관입, 인발 및 회전에 의해 흙의 전단강도를 측정하는 원위치 시험은?

  1. 보링(boring)
  2. 사운딩(sounding)
  3. 시료채취(sampling)
  4. 비파괴 시험(NDT)
(정답률: 76%)
  • 원위치 시험은 지하 구조물 설계 및 건설에 필요한 지반 정보를 수집하기 위한 방법 중 하나입니다. 이 중에서 사운딩은 지중에 있는 저항체를 이용하여 지반의 특성을 파악하는 방법입니다. 즉, Rod에 붙인 저항체를 지중에 넣고 인발 및 회전을 통해 흙의 전단강도를 측정하여 지반의 특성을 파악하는 것입니다. 따라서 정답은 "사운딩"입니다.
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91. 아래 그림에 보인 댐에서 A점에 대한 간극수압은?

  1. 3t/m2
  2. 4t/m2
  3. 5t/m2
  4. 6t/m2
(정답률: 23%)
  • A점 아래쪽에 있는 물의 무게와 A점 위쪽에 있는 물의 무게가 서로 균형을 이루고 있으므로 A점에 대한 압력은 물의 무게와 같다. 따라서 A점에 대한 간극수압은 물의 밀도인 1t/m3에 물의 높이인 5m을 곱한 5t/m2이다.
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92. 다음 그림과 같은 정방향 기초에서 안전율을 3으로 할 때 Terzaghi 공식을 사용하여 지지력을 구하고자 한다. 이 때 한 변의 최소길이는? (단, 흙의 전단강도 c=6t/m2, ø=0°이고, 흙의 습윤 및 포화단위 중량은 각각 1.9t/m2, 2.0t/m2, Nc=5.7, Nq=1.0, Nγ=0이다.)

  1. 1.115m
  2. 1.432m
  3. 1.512m
  4. 1.624m
(정답률: 30%)
  • 먼저, Terzaghi 공식은 다음과 같다.

    P = cN_c + qN_q + 0.5γBN_γ

    여기서, P는 지지력, c는 흙의 전단강도, N_c, N_q, N_γ는 각각 코펜하겐 지지력계수, 베어링 용량계수, 지반중량계수이다. q는 단위면적당 수직하중, γ는 흙의 단위중량, B는 기초의 너비이다.

    이 문제에서는 안전율이 3으로 주어졌으므로, P/3 = cN_c + qN_q + 0.5γBN_γ 이다.

    또한, 기초가 정방형이므로 B = L이다. 따라서, P/3 = cN_c + qN_q + 0.5γLN_γ 이다.

    이제, q를 구해보자. q = 100kN/m2 × 1.9t/m2 = 190kN/m2 이다.

    그리고, γ를 구해보자. γ = 1.9t/m2 × 9.81m/s2 = 18.639kN/m3 이다.

    마지막으로, L을 구해보자. P/3 = cN_c + qN_q + 0.5γLN_γ 에서, P를 구해야 하지만 문제에서는 주어지지 않았다. 따라서, L을 구하기 위해 다음과 같이 식을 변형해보자.

    L = (P/3 - cN_c - 0.5γBN_γ) / qN_q

    여기서, P/3 = cN_c + qN_q + 0.5γLN_γ 이므로,

    L = ((cN_c + qN_q + 0.5γLN_γ) - cN_c - 0.5γLN_γ) / qN_q

    L = q / (cN_c + 0.5γN_γ)

    L = 190kN/m2 / (6t/m2 × 5.7 + 0.5 × 18.639kN/m3 × 0)

    여기서, N_γ가 0이므로 L = 190kN/m2 / (6t/m2 × 5.7) = 5.263m 이다.

    따라서, 한 변의 최소길이는 L의 제곱근인 1.115m 이다.
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93. 그림과 같이 지표면에 P1=100ton의 집중하중이 작용할 때 지중A점의 집중하중에 의한 수작응력은 얼마인가?

  1. σZ=0.10t/m2
  2. σZ=0.20t/m2
  3. σZ=0.80t/m2
  4. σZ=2.00t/m2
(정답률: 34%)
  • 지중A점에서의 수직방향 수작응력은 P1/A 이다. A점에서의 면적 A는 지면과 수직이므로 A=1m2이다. 따라서 수직방향 수작응력은 100ton/m2 = 0.1t/m2 이다. 따라서 정답은 "σZ=0.10t/m2" 이다.

    그러나 보기에서는 정답이 "σZ=0.80t/m2" 로 나와있다. 이는 오답이다.
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94. γsat=2.0t/m2인 사질토가 20°로 경사진 무한사면이 있다. 지하수위가 지표면과 일치하는 경우 이사면의 안전율이 1이상이 도기 위해서는 흙의 내부마찰각이 최소 몇 도 이상이어야 하는가?

  1. 18.21°
  2. 20.52°
  3. 36.06°
  4. 45.47°
(정답률: 38%)
  • 안전율은 강도/응력으로 정의되며, 이사면의 경우 강도는 내부마찰력이다. 따라서 안전율이 1이상이 되기 위해서는 내부마찰각이 최소한 경사각과 같아야 한다.

    tan(20°) = 0.364

    내부마찰각 = arcsin(γsat/γ) = arcsin(2.0/9.81) = 12.14°

    따라서, 내부마찰각이 최소한 20°와 같아야 하므로, 정답은 36.06°이다.
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95. 다음 흙의강도에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 점성토에서는 내부 마찰각이 작고 사질토에서는 점착력이 작다.
  2. 일축압축 시험은 주로 점성토에 많이 사용한다.
  3. 이론상 모래의 내부마찰각은 0이다.
  4. 흙의 전단응력은 내부마찰각과 점착력의 두 성분으로 이루어 진다.
(정답률: 40%)
  • "이론상 모래의 내부마찰각은 0이다."가 틀린 설명입니다. 이유는 모래는 입자 간의 마찰력으로 인해 내부 마찰각이 존재합니다. 다만, 모래는 입자 간의 마찰력이 크기 때문에 점착력보다 내부 마찰각이 더 큰 영향을 미칩니다. 따라서 모래의 전단응력은 내부 마찰각과 점착력의 성분으로 이루어집니다.
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96. 다음 설명 중 틀린 것은?

  1. 점토의 경우 입고 분포는 상대적으로 공학적 거동에 큰 영향을 미치지 않고 물의 유무가 거동에 매우 큰 영향을 준다.
  2. 액상지수는 자연상태에 있는 점토 지반의 상대적인 연경도를 나타내는데 사용되며 1에 가까운 지반일수록 과압밀 된 상태에 있다.
  3. 활성도가 크다는 것은 점토광물이 조금만 증가하더라도 소성이 매우 크게 증가한다는 것을 의미하므로 지반의 팽창 잠재 능력이 크다.
  4. 흐트러지지 않은 자연상태의 지반인 경우 수축한계가 종종 소성한계보다 큰 지반이 존재하며 이는 특히 민감한 흙의 경우 나타나는 현상으로 주로 흙의 구조 때문이다.
(정답률: 23%)
  • 액상지수는 자연상태에 있는 점토 지반의 상대적인 연경도를 나타내는데 사용되며 1에 가까운 지반일수록 과압밀 된 상태에 있다. (이 설명은 맞는 설명입니다.)

    - "점토의 경우 입고 분포는 상대적으로 공학적 거동에 큰 영향을 미치지 않고 물의 유무가 거동에 매우 큰 영향을 준다." : 점토의 입도 분포는 공학적 거동에 큰 영향을 미치며, 물의 유무도 중요하지만 입도 분포와 함께 고려되어야 합니다. 따라서 이 설명은 틀린 설명입니다.
    - "활성도가 크다는 것은 점토광물이 조금만 증가하더라도 소성이 매우 크게 증가한다는 것을 의미하므로 지반의 팽창 잠재 능력이 크다." : 활성도가 크다는 것은 점토광물이 물과 상호작용하여 팽창하는 정도가 크다는 것을 의미하며, 이는 지반의 팽창 잠재 능력과 관련이 있습니다. 따라서 이 설명은 맞는 설명입니다.
    - "흐트러지지 않은 자연상태의 지반인 경우 수축한계가 종종 소성한계보다 큰 지반이 존재하며 이는 특히 민감한 흙의 경우 나타나는 현상으로 주로 흙의 구조 때문이다." : 흐트러지지 않은 자연상태의 지반인 경우 수축한계와 소성한계는 비슷한 수준에서 나타나며, 이는 지반의 구조와 함께 고려되어야 합니다. 따라서 이 설명은 틀린 설명입니다.
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97. 동일한 등분포 하중이 작용하는 그림과 같은(A)와 (B)두개의 구형기초판에서 A와B점의 수직 Z되는 깊이에서 증가되는 지중응력을 각각 σA, σB라 할 때 다음 중 옳은 것은? (단, 지반 흙의 성질은 동일함)

  3. σA=2σB
  4. σA=4σB
(정답률: 53%)
  • 동일한 등분포 하중이 작용하는 경우, 지중응력은 깊이에 비례한다. 따라서 A와 B점의 지중응력은 깊이에 따라 비례하여 증가한다. 그러므로 A와 B점의 지중응력은 깊이가 같을 때 같다. 하지만 A와 B점의 깊이가 다르므로, A와 B점의 지중응력은 다르다.

    A점의 깊이가 B점의 깊이의 2배이므로, A점의 지중응력은 B점의 지중응력의 2배가 된다. 따라서 σA=2σB이다.

    하지만, 지반 흙의 성질이 동일하므로 A와 B점에서의 지중응력이 같아지려면, A점의 지중응력이 B점의 지중응력의 4배가 되어야 한다. 따라서 σA=4σB이다.
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98. 흙의 동상에 영향을 미치는 요소가 아닌 것은?

  1. 모관 상승고
  2. 흙의 투수계수
  3. 흙의 전단강도
  4. 동결온도의 계속시간
(정답률: 59%)
  • 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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99. 어떤 흙의 전단실험결과 C=1.8kg/cm2, ø=35°, 토립자에 작용하는 수직응력 σ=3.6kg/cm2일 때 전단 강도는?

  1. 4.89kg/cm2
  2. 4.32kg/cm2
  3. 6.33kg/cm2
  4. 3.86kg/cm2
(정답률: 53%)
  • 전단 강도는 τ=C/2tan(ø)으로 계산된다. 따라서, τ=1.8/2tan(35°)≈1.44kg/cm²이다. 하지만, 전단응력은 수직응력의 절반인 경우에 최대가 된다. 따라서, 전단 강도는 1.44*2=2.88kg/cm²이다. 따라서, 보기에서 정답은 "4.32kg/cm²"이 아니라 "2.88kg/cm²"이다.
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100. 흙시료 채취에 관한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. Post Hole형의 Auger는 비교적 연약한 흙을 Boring 하는데 적합하다.
  2. 비교적 단단한 흙에는 Screw 형의 Auger가 적합하다.
  3. Auger Boring은 흐트러지지 않는 시료를 채취하는데 적합하다.
  4. 깊은 토층에서 시료를 채취할 때는 보통 기계 Boring을 한다.
(정답률: 50%)
  • "깊은 토층에서 시료를 채취할 때는 보통 기계 Boring을 한다."는 옳지 않은 설명입니다. 실제로 깊은 토층에서도 Auger Boring을 사용하여 시료를 채취할 수 있습니다. Auger Boring은 흐트러지지 않는 시료를 채취하는데 적합하며, 흙의 단단함에 따라 적합한 Auger 형태가 다르게 사용됩니다. Post Hole형의 Auger는 비교적 연약한 흙을 Boring하는데 적합하고, 비교적 단단한 흙에는 Screw 형의 Auger가 적합합니다.
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6과목: 상하수도공학

101. 상수도 송수시설의 용량산정을 위한 계획송수량의 원칙적 기준이 되는 수량은?

  1. 계획 1일 최대 급수량
  2. 계획 1일 평균 급수량
  3. 계획 1인 1일 최대 급수량
  4. 계획 1인 1일 평균 급수량
(정답률: 39%)
  • 상수도 송수시설의 용량산정을 위한 계획송수량의 원칙적 기준은 "계획 1일 최대 급수량"이다. 이는 하루 중 가장 많은 수요가 발생하는 시간대에도 충분한 양의 물을 공급할 수 있도록 하기 위함이다. 따라서 이 기준을 바탕으로 송수시설의 용량을 산정하게 된다.
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102. 원수의 알카리도가 50ppm, 탁도가 500ppm일 때 황산알루미늄의 소비량은 60ppm이다. 이러한 원수가 48000m3/day로 흐를 때 5%용액의 황산알루미늄이 1일 필요량은? (단, 액체의 비중을 1으로 가정)

  1. 40.6m3/day
  2. 47.6m3/day
  3. 50.6m3/day
  4. 57.6m3/day
(정답률: 20%)
  • 황산알루미늄의 소비량은 원수의 알카리도와 탁도에 비례하므로, 원수의 양이 48000m3/day일 때 황산알루미늄의 소비량은 다음과 같다.

    60ppm × 48000m3/day = 2880kg/day

    이 소비량을 5% 용액으로 계산하면 다음과 같다.

    2880kg/day ÷ 0.05 = 57600kg/day

    따라서, 5% 용액의 황산알루미늄 1일 필요량은 57.6m3/day이다.

    즉, 1일에 57.6m3의 5% 용액을 만들어야 원수의 황산알루미늄 농도를 유지할 수 있다는 뜻이다.
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103. 다음 중 처리장에 대한 기본 계획시 고려사항으로 잘못 된 것은? (단, 처리장의 시설은 처리시설과 처리장내 연결관거로 구분한다.)

  1. 처리장 위치는 주변의 환경조건을 고려하여 정한다.
  2. 분류식의 처리시설은 우천시 계획오수량을 기준으로 하여 계획한다.
  3. 처리장의 부지면적은 장래확장 및 고도처리계획 등을 고려하여 계획한다.
  4. 처리장은 건설비 및 유지관리비 등의 경제성, 유지관리의 난이도 및 확실성 등을 고려하여 정한다.
(정답률: 42%)
  • "분류식의 처리시설은 우천시 계획오수량을 기준으로 하여 계획한다."이 잘못된 것은 아니다. 분류식 처리시설은 우천시 오수량이 많아지면 처리능력이 높아지기 때문에 계획오수량을 기준으로 계획하는 것이 적절하다.
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104. 유연면적 5km2, 인구밀도 300인/ha. 1인 1일 최대오수량 250L/인ㆍ일 일 때 이도시의 계획 1일 평균오수량은 얼마 정도인가? (단, 지하수량을 포함한 기타배수량은 고려하지 않는다.)

  1. 약 15000m3/day
  2. 약 30000m3/day
  3. 약 45000m3/day
  4. 약 60000m3/day
(정답률: 29%)
  • 유연면적 5km2에서 인구밀도 300인/ha이므로, 전체 인구는 5km2 × 100ha/km2 × 300인/ha = 1500000인이다. 이때, 1인 1일 최대오수량 250L/인ㆍ일 이므로, 전체 오수량은 1500000인 × 250L/인ㆍ일 = 375000000L/일이다. 이를 m3/day로 변환하면, 375000m3/day이다. 하지만, 이는 최대오수량이므로, 계획 1일 평균오수량은 이보다 적을 것이다. 따라서, 보기 중에서 가장 적합한 답은 "약 30000m3/day"이다.
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105. 다음은 급수용 저수지의 필요수량을 결정하기 위한 유량누가곡선도이다. 틀린 설명은?

  1. 필요(유효)저수량 이다.
  2. 저수시작점은 C이다.
  3. 구간에서는 저수지의 수위가 상승한다.
  4. 이론적 산출방법으로 Ripple's method라 한다.
(정답률: 43%)
  • 유량누가곡선도는 시간에 따른 유입량과 유출량의 차이에 따라 저수지의 수위가 어떻게 변화하는지를 나타내는 그래프이다. 따라서 구간에서는 유입량이 유출량보다 크기 때문에 저수지의 수위가 상승하게 된다. 이는 유량누가곡선도에서 기울기가 양수인 구간이기 때문이다. Ripple's method는 유량누가곡선도를 이용하여 필요한 저수량을 계산하는 이론적인 방법이다.
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106. 혐기성 소화조 운전시 소화가스 발생량 저하의 원인과 가장 거리가 먼 것은?

  1. 소화 슬러지의 과잉배출
  2. 소화가스의 누출
  3. 조내 온도 상승
  4. 과다한 산생성
(정답률: 29%)
  • 혐기성 소화조 운전시 소화가스 발생량은 조내 온도에 크게 영향을 받습니다. 조내 온도가 상승하면 혐기성 분해 과정이 촉진되어 소화가스 발생량이 증가하게 됩니다. 따라서 조내 온도 상승은 소화가스 발생량 저하의 원인과 가장 거리가 먼 것입니다.
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107. 하수도 계획의 목표년도 원칙적으로 몇 년 정도 인가?

  1. 10년
  2. 20년
  3. 30년
  4. 40년
(정답률: 49%)
  • 하수도 계획의 목표년도는 일반적으로 20년 정도이다. 이는 하수도 시설의 수명이 대체로 20년 이상이기 때문이다. 따라서 20년마다 계획을 업데이트하고 개선해야 하며, 이를 통해 지속적인 하수도 시설 유지보수와 개선이 이루어진다.
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108. 급수방식에 대한 다음 설명 중 맞지 않은 것은?

  1. 급수방식은 직결식과 저수도식으로 나누며 이를 병용하기도 한다.
  2. 배수관의 관경과 수압이 충분할 경우는 직결식을 사용한다.
  3. 재해시나 사고 등에 의한 수도의 단수나 강수시에도 물을 반드시 확보해야 할 경우는 직결식으로 한다.
  4. 배수관의 압력변동에 관계없이 상시 일정한 수량과 압력을 필요로 하는 경우는 저수조식으로 한다.
(정답률: 48%)
  • "재해시나 사고 등에 의한 수도의 단수나 강수시에도 물을 반드시 확보해야 할 경우는 직결식으로 한다."가 맞는 설명이다. 이유는 직결식은 수압이 충분하고 물을 바로 공급할 수 있기 때문에 긴급한 상황에서 빠르게 대처할 수 있다.
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109. 정수시설인 급속여과지의 여과속도는 어느 정도를 표준으로 하는가?

  1. 75~90m/day
  2. 90~100m/day
  3. 120~150m/day
  4. 180m/day내외
(정답률: 45%)
  • 급속여과지는 대량의 물을 빠르게 처리해야 하므로 여과속도가 빠르다. 일반적으로 급속여과지의 여과속도는 120~150m/day로 설정되어 있다. 이는 대부분의 물 처리 시설에서 사용되는 표준값이며, 이 속도로 여과하면 효율적인 물 처리가 가능하다. 따라서, 보기 중에서 정답은 "120~150m/day"이다.
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110. 다음은 우수조정지에 대한 설명으로 잘못된 것은?

  1. 하류관거의 유하능력이 부족한 곳에 설치한다.
  2. 하류지역의 펌프장 능력이 부족한 곳에 설치한다.
  3. 우수의 방류방식은 펌프가압식을 원칙으로 한다.
  4. 구조형식은 댐식, 굴착식 및 지하식으로 한다.
(정답률: 40%)
  • 잘못된 것은 "우수의 방류방식은 펌프가압식을 원칙으로 한다." 이다. 우수조정지의 방류방식은 중력방식과 펌프가압식 두 가지가 있으며, 선택적으로 적용된다. 중력방식은 하류지역의 유하능력이 충분한 경우에 적용되며, 펌프가압식은 하류지역의 유하능력이 부족한 경우에 적용된다.
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111. 송수펌프의 전양정을 H, 관로손실수두의 합을 Σhf, 실양정을 ha, 관로밀단의 잔류속도수두를 ho라 할 때 관계식으로 옳은 것은?

  1. H=ha+Σhf+ho
  2. H=ha-Σhf-ho
  3. H=ha-Σhf+ho
  4. H=ha+Σhf-ho
(정답률: 35%)
  • 정답은 "H=ha+Σhf+ho"이다.

    송수펌프의 전양정 H은 실양정 ha, 관로손실수두의 합 Σhf, 그리고 관로밀단의 잔류속도수두 ho로 이루어져 있다. 따라서 H=ha+Σhf+ho가 옳다.
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112. 수원에서 가장까지의 급수계통을 나타낸 것 중 바르게 나열한 것은?

  1. 취수 및 집수시설-도수시설-정수시설-송수시설-배수시설-급수시설
  2. 취수 및 집수시설-도수시설-배수시설-송수시설-정수시설-급수시설
  3. 취수 및 집수시설-송수시설-정수시설-도수시설-배수시설-급수시설
  4. 취수 및 집수시설-송수시설-도수시설-배수시설-정수시설-급수시설
(정답률: 43%)
  • 정답은 "취수 및 집수시설-도수시설-정수시설-송수시설-배수시설-급수시설" 입니다.

    취수 및 집수시설에서는 수원에서 물을 취수하고, 도수시설에서는 물을 여과하고 소독하여 정수시설로 보냅니다. 정수시설에서는 물을 더 깨끗하게 정화하고, 송수시설을 통해 다른 지역으로 보냅니다. 배수시설에서는 사용된 물을 처리하고, 급수시설에서는 다시 깨끗한 물을 공급합니다. 따라서, 취수 및 집수시설-도수시설-정수시설-송수시설-배수시설-급수시설 순서로 이루어지는 것이 올바릅니다.
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113. 직경이 800mm인 하수관을 매설하려고 한다. 매설토와 단위 중량이 18kN/m3이고 흙의 종류, 흙두께, 굴착폭 등에 따라 결정되는 계수 C1=1.35이며 관의 상부 90°부분에서의 관매설을 위하여 굴토한 도랑의 폭이 1.5m일 때 매설관이 받는 하중을 마스톤(Marston)공식을 이용하여 구하면 얼마인가?

  1. 27.4kN/m
  2. 34.3kN/m
  3. 54.7kN/m
  4. 71.5kN/m
(정답률: 18%)
  • 마스톤(Marston)공식은 다음과 같다.

    q = C1γ1D50

    여기서 q는 매설관이 받는 단위길이 하중, γ1은 토양의 단위중량, D50은 토양 입자의 중간지름, C1은 계수이다.

    주어진 조건에 따라 계산하면 다음과 같다.

    - 토양의 단위중량: 18kN/m3
    - 토양 입자의 중간지름: 흙두께 = 1.5m
    - 계수: C1 = 1.35

    따라서,

    q = 1.35 × 18 × 1.5 = 36.135kN/m

    하지만, 이 값은 도랑의 폭이 무한히 넓을 때의 값이므로, 상부 90°부분에서의 관매설을 위하여 굴토한 도랑의 폭이 1.5m일 때의 하중을 구해야 한다.

    이를 위해, 도랑의 폭이 무한히 넓을 때의 하중과 도랑의 폭이 1.5m일 때의 하중을 비교하여 보정계수를 구해야 한다.

    보정계수는 다음과 같다.

    Kh = 1 + 0.2(D50/B)

    여기서 B는 도랑의 폭이다.

    토양 입자의 중간지름 D50은 다음과 같이 구할 수 있다.

    D50 = 0.5mm × 2n-1

    여기서 n은 토양 입자의 분포곡선에서 중간값을 나타내는 지수이다. 이 문제에서는 n=3으로 가정한다.

    따라서,

    D50 = 0.5mm × 22 = 2mm

    보정계수를 구하면 다음과 같다.

    Kh = 1 + 0.2(2/1.5) = 1.267

    따라서, 도랑의 폭이 1.5m일 때의 하중은 다음과 같다.

    qcorr = q × Kh = 36.135 × 1.267 = 45.8kN/m

    따라서, 정답은 "54.7kN/m"이 아닌 "45.8kN/m"이다.
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114. 도수시설 중 접합정에 대한 설명으로 맞지 않는 것은?

  1. 원형 또는 각형의 콘크리트 혹은 철근콘크리트로 축조 한다.
  2. 수압이 높은 경우에는 필요에 따라 수압제어용 밸브를 설치한다.
  3. 유출관의 유출구 중심 높이는 저수위에서 관경의 3배이상 낮게 하는 것을 원칙으로 한다.
  4. 유입속도가 큰 경우에는 접합정 내에 월류벽 등을 설치하여 유속을 감쇄시킨다.
(정답률: 32%)
  • "유출관의 유출구 중심 높이는 저수위에서 관경의 3배이상 낮게 하는 것을 원칙으로 한다."가 맞지 않는다. 이는 오히려 유출구 중심 높이를 관경의 3배 이상 높게 하는 것이다. 이는 접합정 내에서 유체의 움직임을 원활하게 하기 위한 것이다.
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115. 함수율95%인 슬러지를 농축시켰더니 최초 부피의 1/2이 되었다. 농축된 슬러지의 함수율(%)은? (단, 농축 전후의 슬러지 비중은 1로 가정한다.)

  1. 75
  2. 80
  3. 85
  4. 90
(정답률: 31%)
  • 농축 전의 슬러지와 농축 후의 슬러지의 비중은 같으므로, 농축 전의 부피는 농축 후의 부피의 2배이다. 따라서, 농축 후의 함수율은 농축 전의 함수율의 2배가 된다. 농축 전의 함수율이 95%이므로, 농축 후의 함수율은 95% x 2 = 190%이다. 하지만 함수율은 100%를 넘을 수 없으므로, 농축 후의 함수율은 100%가 된다. 따라서, 정답은 "90"이 아닌 다른 보기들은 모두 오답이다.
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116. 다음 그림은 펌프 표준득성 곡선이다. 펌프의 양정을 나타내는 곡선 형태는?

  1. A
  2. B
  3. C
  4. D
(정답률: 55%)
  • 정답은 "A"이다. 이유는 펌프 표준득성 곡선은 양정이 증가함에 따라 펌프의 헤드가 감소하는 형태를 나타내기 때문이다. 즉, 양정과 헤드는 반비례 관계에 있으며, 이 곡선은 이를 나타내는 것이다.
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117. 원심력 펌프의 규정회전수 N=8회/sec, 펌프의 규정토출량 Q=47m3/min, 펌프의 규정양정 H=13m일 때, 이 펌프의 비회전도(Ns)는 약 얼마인가?

  1. 37
  2. 147
  3. 239
  4. 481
(정답률: 43%)
  • 원심력 펌프의 비회전도(Ns)는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    Ns = N(Q/H)^(1/2)

    여기서 N은 규정회전수, Q는 규정토출량, H는 규정양정이다.

    따라서, Ns = 8(47/13)^(1/2) ≈ 481

    정답은 "481"이다.

    이유는 위의 공식에 따라 계산하면 된다. 규정회전수, 규정토출량, 규정양정이 주어졌으므로, 각 값을 공식에 대입하여 계산하면 된다.
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118. 하수 둥의 질소와 인을 동시 제거하기 위해 이용될 수 있는 고도처리시스템은?

  1. 협기호호기조합법
  2. 3단 활성슬러지법
  3. Phostrip 법
  4. 혐기무산소호기조합법
(정답률: 48%)
  • 하수 둥에는 질소와 인이 함유되어 있습니다. 이 둘을 동시에 제거하기 위해서는 고도처리시스템이 필요합니다. 이 중에서 "혐기무산소호기조합법"이 선택될 수 있는 이유는, 이 방법은 질소와 인을 동시에 제거할 수 있는 방법 중 하나이기 때문입니다. 이 방법은 무산소 상태에서 질소와 인을 제거하기 때문에 에너지 소비가 적고, 처리 효율이 높다는 장점이 있습니다. 따라서 이 방법이 하수 둥의 질소와 인을 동시에 제거하기 위해 이용될 수 있는 고도처리시스템으로 선택될 수 있습니다.
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119. 정수장에서 전염소처리법(prechloriantion)의 목적으로 가장 거리가 먼 것은?

  1. 맛과 냄새의 제거
  2. 암모니아성질수와 유기물 등의 처리
  3. 철과 망간의 제거
  4. 적정한 잔류염소량 유지
(정답률: 31%)
  • 전염소처리법(prechlorination)의 목적은 물 속에 있는 세균, 바이러스 등의 병원체를 제거하기 위한 것입니다. 따라서 가장 중요한 것은 물 속에 적정한 잔류염소량을 유지하는 것입니다. 이를 통해 물 속의 병원체를 제거하고, 안전한 물을 공급할 수 있습니다. 다른 보기들은 맛, 냄새, 암모니아성질수, 유기물, 철, 망간 등을 처리하는 것이지만, 이들은 전염병 예방에 직접적인 영향을 미치지 않습니다.
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120. 하수처리 설비에서 슬러지 수송관 설계시 고려되어야 할 사항 중 틀린 것은?

  1. 관은 스테인리스, 주철관 등 견고하고 내식성 및 내구성 있는 것을 사용한다.
  2. 배관은 동수경사선 이상으로 한다.
  3. 배관은 가능하면 직선이 되도록 해야 한다.
  4. 필요한 곳에서는 제수밸브, 이토밸브, 공기밸브 등의 안전 설비를 설치한다.
(정답률: 50%)
  • "배관은 동수경사선 이상으로 한다."가 틀린 것이 아니라 올바른 것입니다. 슬러지는 고체 물질이 포함되어 있기 때문에 배관 내부에서 막히는 것을 방지하기 위해 경사각을 최소한 1/100 이상으로 유지해야 합니다. 이유는 슬러지가 배관 내부에서 움직이는 데 필요한 최소한의 속도를 유지하기 위해서입니다. 따라서 "배관은 동수경사선 이상으로 한다."는 올바른 설계 원칙입니다.
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