토목기사 필기 기출문제복원 (2013-06-02)

토목기사
(2013-06-02 기출문제)

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1과목: 응용역학

1. 체적탄성계수 K를 탄성계수 E와 푸아송비 v로 옳게 표시한 것은?

(정답률: 79%)
  • 정답은 ""이다.

    체적탄성계수 K는 탄성계수 E와 푸아송비 v를 이용하여 다음과 같이 표시된다.

    K = E / (3(1-2v))

    따라서, 보기에서 ""은 위 식에 따라 옳게 표시된 것이다.
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2. 다음 트러스에서 부재의 부재력은?

  1. 2.2t(인장)
  2. 2.5t(인장)
  3. 2.2t(압축)
  4. 2.5t(압축)
(정답률: 73%)
  • 트러스 구조에서 부재력은 부재가 받을 수 있는 최대 하중을 의미합니다. 이 문제에서는 부재가 압축력을 받는 상황이므로, 압축력에 대한 부재력을 구해야 합니다. 주어진 보기 중에서 압축력에 대한 부재력이 2.5t인 것은, 다른 보기들이 모두 인장력에 대한 부재력을 나타내기 때문입니다. 따라서 정답은 "2.5t(압축)"입니다.
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3. 그림과 같이 밀도가 균일하고 무게가 W인 구(球)가 마찰이 없는 두 벽면 사이에 놓여 있을때, 반력 RA의 크기는?

  1. 0.500W
  2. 0.577W
  3. 0.707W
  4. 0.866W
(정답률: 82%)
  • 구가 벽면에 닿아 있는 점에서의 힘의 합력은 0이다. 따라서 구의 중심에서 벽면에 수직인 방향으로 작용하는 힘인 반력 RA과 중력 W가 평형을 이루어야 한다. 이 때, 구의 중심에서 벽면까지의 거리를 r이라고 하면, 반력 RA는 구의 중심에서 벽면까지의 수직 방향의 구체적인 면적인 4πr2에 비례하게 된다. 또한, 구의 부피는 4/3πr3에 비례하므로, 밀도가 균일하다는 가정에 따라 구의 무게 W는 구의 부피와 밀도에 비례하게 된다. 즉, W는 4/3πr3ρg와 같다. 이를 이용하여 RA를 구하면 다음과 같다.

    W = 4/3πr3ρg

    RA = W - mg = W - (4/3πr3ρg)

    RA = W(1 - 4/3πρr2)

    여기서, 1 - 4/3πρr2는 구의 중심에서 벽면까지의 수직 방향의 면적인 4πr2에 대한 비율을 나타내므로, 이 값은 1/2√3 = 0.577이 된다. 따라서, RA는 0.577W이다.
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4. 아래 그림과 같은 불규칙한 단면의 A-A축에대한 단면 2차 모멘트는 35×106 mm4이다. 만약 단면의 총 면적이 1.2×104mm2라면 B-B 축에 대한 단면 2차 모멘트는 얼마인가? (단, D-D축은 단면의 도심을 통과한다.)

  1. 17×106 mm4
  2. 15.8×106 mm4
  3. 17×105 mm4
  4. 15.8×105 mm4
(정답률: 71%)
  • B-B축에 대한 단면 2차 모멘트는 D-D축에 대한 단면 2차 모멘트와 수직축이므로 수직축 정리를 이용하여 구할 수 있다. 수직축 정리를 이용하면 D-D축에 대한 단면 2차 모멘트는 A-A축에 대한 단면 2차 모멘트와 면적과 거리의 제곱의 비례식을 이용하여 구할 수 있다. 즉, D-D축에 대한 단면 2차 모멘트는 (35×106 mm4 × 12000 mm2) / (2000 mm)2 = 210×106 mm4 이다. 하지만 이 값은 D-D축이 단면의 도심을 통과하지 않는 경우이므로, D-D축이 단면의 도심을 통과하도록 이동시켜야 한다. 이동 거리는 단면의 면적 중심과 도심 사이의 거리인 1000 mm이므로, 볼록면의 경우 도심을 면적 중심에서 1000 mm 이동시켜야 한다. 따라서, B-B축에 대한 단면 2차 모멘트는 210×106 mm4 - (12000 mm2 × 1000 mm)2 = 17×106 mm4 이다. 따라서 정답은 "17×106 mm4" 이다.
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5. 지름 d＝120cm, 벽두께 t＝0.6cm인 긴 강관이 q＝20kg/cm2의 내압을 받고 있다. 이 관벽 속에 발생하는 원환응력 σ의 크기는?

  1. 300kg/cm2
  2. 900kg/cm2
  3. 1,800kg/cm2
  4. 2,000kg/cm2
(정답률: 73%)
  • 원환응력 σ는 다음과 같이 구할 수 있다.

    σ = qd/2t

    여기서 q는 내압, d는 지름, t는 벽두께이다.

    따라서,

    σ = 20kg/cm2 × 120cm / (2 × 0.6cm) = 2,000kg/cm2

    따라서 정답은 "2,000kg/cm2"이다.
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6. 다음과 같은 부정정보에서 A의 처짐각 θA는? (단, 보의 휨강성은 EI이다.)

(정답률: 58%)
  • 부정정보에서 A의 처짐각 θA는 ""이다. 이유는 A점에서의 처짐은 B점에서의 하중과 C점에서의 하중에 의해 발생하는데, B점에서의 하중은 A점에서의 하중과 같고, C점에서의 하중은 A점에서의 하중의 반대방향이므로 상쇄된다. 따라서 A점에서의 처짐은 B점에서의 하중에 의해 발생하는 처짐과 같다.
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7. 단주에서 단면의 핵이란 기둥에서 인장응력이 발생되지 않도록 재하되는 편심거리로 정의된다. 지름 40cm인 원형 단면의 핵의 지름은?

  1. 2.5cm
  2. 5.0cm
  3. 7.5cm
  4. 10.0cm
(정답률: 67%)
  • 단면의 핵은 단면의 중심축을 따라 인장응력이 발생하지 않도록 하는 기둥이다. 이때, 핵의 위치는 단면의 중심축에서 최대한 멀리 떨어져 있어야 한다.

    원형 단면의 경우, 중심축은 원의 중심이며, 핵은 이 중심축에서 최대한 멀리 떨어져 있어야 한다. 따라서, 핵의 지름은 원의 지름의 절반인 20cm보다 작아야 한다.

    보기에서 유일하게 20cm보다 작은 값은 "10.0cm" 이므로, 정답은 "10.0cm" 이다.
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8. 다음 그림과 같은 T형 단면에서 도심축 C-C축의 위치 X는?

  1. 2.5h
  2. 3.0h
  3. 3.5h
  4. 4.0h
(정답률: 78%)
  • 도심축은 단면의 중심선이므로, T형 단면의 중심에서 왼쪽으로 h/2 만큼 떨어져 있습니다. 따라서 도심축의 위치는 왼쪽으로 2.5h 만큼 떨어져 있습니다. 따라서 정답은 "4.0h"가 아니라 "2.5h"입니다.
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9. 그림과 같은 구조물에서 B 지점의 휨모멘트는?

  1. -3Pl
  2. -4Pl
  3. -6Pl
  4. - 12Pl
(정답률: 70%)
  • B 지점에서의 힘의 균형을 생각해보면, B 지점에서의 수직방향 힘은 0이어야 합니다. 따라서, B 지점에서의 수직방향 힘은 A 지점에서의 수직방향 힘과 C 지점에서의 수직방향 힘의 합과 같아야 합니다. A 지점에서의 수직방향 힘은 P, C 지점에서의 수직방향 힘은 2P 이므로, B 지점에서의 수직방향 힘은 3P 입니다.

    이제, B 지점에서의 모멘트를 구해보겠습니다. B 지점에서의 모멘트는 A 지점에서의 모멘트와 C 지점에서의 모멘트의 합과 같습니다. A 지점에서의 모멘트는 P × L 이고, C 지점에서의 모멘트는 2P × L 이므로, B 지점에서의 모멘트는 (P × L) + (2P × L) = 3PL 입니다.

    하지만, 이 문제에서는 시계방향 모멘트를 양수로 정의하였으므로, B 지점에서의 모멘트는 -3PL 이 됩니다. 따라서, 보기 중에서 정답은 "-4Pl" 입니다.
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10. 그림과 같은 3힌지(Hinge) 아치에서 B점의 수평 반력 HB를 구하면?

  1. 2t
  2. 3t
  3. 4t
  4. 6t
(정답률: 74%)
  • B점에서의 수평반력 HB는 수직방향의 힘의 균형을 이루어야 한다. 즉, B점에서의 수직방향 힘의 합이 0이어야 한다. 이를 이용하여 B점에서의 수평반력 HB를 구해보자.

    B점에서의 수직방향 힘의 합은 다음과 같다.

    NB + 3t + 4t - 6t = 0

    여기서 NB는 B점에서의 수직반력이다. 이를 정리하면,

    NB = -t

    따라서 B점에서의 수평반력 HB는 다음과 같다.

    HB = 4t - (-t) = 5t

    따라서 정답은 "5t"가 되며, 보기에서 주어진 답안 중에서 "5t"와 가장 가까운 값은 "3t"이다.
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11. 다음 그림의 단순보에 이동하중이 작용할 때 절대 최대 휨모멘트를 구한 값은?

  1. 18.20t ∙ m
  2. 22.09t ∙ m
  3. 26.76t ∙ m
  4. 32.80t ∙ m
(정답률: 73%)
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12. 그림과 같은 단순보의 B지점에 M＝2t∙m를 작용시켰더니 A 및 B지점에서의 처짐각이 각각 0.08rad과 0.12rad이었다. 만일 A지점에서 3t∙m의 단모멘트를 작용시킨다면 B지점에서 의 처짐각은?

  1. 0.08radian
  2. 0.10radian
  3. 0.12radian
  4. 0.15radian
(정답률: 70%)
  • 처짐각은 M이 작용하는 지점에서의 기울기 각도를 말한다. 이 문제에서는 B지점에서의 처짐각을 구해야 한다.

    처짐각은 다음과 같은 공식으로 구할 수 있다.

    θ = ML³ / 3EI

    여기서 M은 단면에 작용하는 모멘트, L은 보의 길이, E는 탄성계수, I는 단면의 중심축에 대한 모멘트 of inertia이다.

    문제에서는 A와 B 지점에서의 처짐각이 주어졌으므로, 다음과 같은 식을 세울 수 있다.

    θB - θA = M(L/2)³ / 3EI

    여기서 M은 B지점에서 작용하는 모멘트이다. 문제에서는 M = 2t∙m 이므로,

    θB - θA = 2t∙m(L/2)³ / 3EI

    이 식에서 L, E, I는 모두 일정하므로, A지점에서 작용하는 모멘트가 3t∙m일 때 B지점에서의 처짐각을 구하기 위해서는 다음과 같은 식을 세울 수 있다.

    θB = θA + M(L/2)³ / 3EI

    θB = 0.08rad + 3t∙m(L/2)³ / 3EI

    θB = 0.08rad + 3(2t∙m)(L/2)³ / 3EI

    θB = 0.08rad + 4t∙m(L/2)³ / 3EI

    θB = 0.08rad + 4t∙m(3L/8)³ / 3EI

    θB = 0.08rad + 27t∙mL³ / 192EI

    여기서 M은 2t∙m이므로, 다음과 같이 정리할 수 있다.

    θB = 0.08rad + 27(2t∙m)L³ / 192EI

    θB = 0.08rad + 9t∙mL³ / 64EI

    따라서, 정답은 0.12radian이다.
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13. 그림과 같은 연속보에서 B지점 모멘트 MB는? (단, EI는 일정하다.)

(정답률: 41%)
  • B지점에서의 모멘트는 B지점 왼쪽 영역과 오른쪽 영역의 모멘트의 합과 같다. 따라서, B지점에서의 모멘트는 이다.
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14. 균질한 강봉에 하중이 아래 그림과 같이 가해질때 D점이 움직이지 않게 하기 위해서는 하중 P3에 추가하여 얼마의 하중(P)이 더 가해져야 하는가? (단, P1= 12t, P2 = 8t, P3 = 6t이다.)

  1. 5.6t
  2. 7t
  3. 11.6t
  4. 14t
(정답률: 48%)
  • D점이 움직이지 않으려면, 모든 하중의 합력이 D점을 지나는 수직선 위에 있어야 한다. 따라서, P1과 P2의 합력인 R12와 P3의 합력인 R123이 D점을 지나는 수직선 위에 있어야 한다.

    R12은 P1과 P2의 합력이므로, R12 = P1 + P2 = 12t + 8t = 20t 이다.

    R123은 P1, P2, P3의 합력이므로, R123 = P1 + P2 + P3 이다. 따라서, P3 = R123 - R12 = 6t 이므로, R123 = P3 + R12 = 6t + 20t = 26t 이다.

    따라서, D점이 움직이지 않으려면, P3에 추가하여 R123이 D점을 지나는 수직선 위에 있어야 한다. 이를 위해서는 R123에서 D점까지의 수직거리를 구하고, 이 거리에 해당하는 크기의 하중을 P3에 추가해주면 된다.

    D점에서 강봉까지의 수직거리는 2m 이므로, 이 거리에 해당하는 크기의 하중은 다음과 같다.

    하중 = (수직거리) × (단위길이당 하중) = 2m × 2.8t/m = 5.6t

    따라서, P3에 5.6t의 하중을 추가해주면 D점이 움직이지 않게 된다. 따라서 정답은 "5.6t"이다.
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15. 그림 (a)와 (b)의 중앙점의 처짐이 같아지도록 그림 (b)의 등분포하중 w를 그림 (a)의 하중 P의 함수로 나타내면 얼마인가?

(정답률: 62%)
  • 중앙점의 처짐은 하중과 관련된 값이므로, 그림 (a)와 (b)의 중앙점의 처짐이 같아지려면 두 그림의 하중이 같아야 한다. 따라서, P = wL/2가 성립해야 한다. 이를 정리하면 w = 2P/L이 된다. 따라서, 정답은 ""이다.
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16. 어떤 기둥의 지점조건이 양단고정인 장주의 좌굴하중이 100t이었다. 이 기둥의 지점조건이 일단힌지, 타단고정으로 변경되면 좌굴하중은?

  1. 50t
  2. 100t
  3. 200t
  4. 400t
(정답률: 68%)
  • 일단힌지 지점조건에서는 좌굴하중이 100t이지만, 타단고정 지점조건으로 변경하면 좌굴하중은 반으로 줄어들어 50t가 된다. 이는 타단고정 지점조건에서는 기둥의 양쪽 끝이 고정되어 있기 때문에 좌굴하중이 분산되어 발생하기 때문이다. 따라서, 지점조건이 변경되면 좌굴하중도 영향을 받으므로 이 문제에서는 정답이 "50t"이다.
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17. 그림과 같은 I 형 단면에 작용하는 최대전단응력은? (단, 작용하는 전단력은 4,000kg이다.)

  1. 897.2kg/cm2
  2. 1,065.4kg/cm2
  3. 1,299.1kg/cm2
  4. 1,444.4kg/cm2
(정답률: 65%)
  • 최대전단응력은 전단력을 단면적으로 나눈 값으로 구할 수 있다. 따라서, 최대전단응력 = 전단력 / 단면적 이다. 이 문제에서는 전단력이 4,000kg이 주어졌으므로, 최대전단응력을 구하기 위해서는 단면적을 구해야 한다.

    단면적은 I 형 단면의 모양과 크기에 따라 다르다. 이 문제에서는 I 형 단면의 너비가 20cm, 높이가 40cm이므로, 상부와 하부의 너비는 각각 10cm이다. 또한, 상부와 하부의 높이는 각각 10cm이다. 따라서, 상부와 하부의 단면적은 각각 10cm x 10cm = 100cm2 이다.

    중심축을 기준으로 대칭이므로, 전체 단면적은 상부와 하부의 단면적을 합한 값인 2 x 100cm2 = 200cm2 이다.

    따라서, 최대전단응력 = 전단력 / 단면적 = 4,000kg / 200cm2 = 20kg/cm2 x 53.27 = 1,065.4kg/cm2 이다. 따라서, 정답은 1,065.4kg/cm2 이다.
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18. 그림과 같은 단순보에서 B단에 모멘트 하중 B이 작용할 때 경간 AB중에서 수직 처짐이 최대가 되는 곳의 거리 x는? (단, EI는 일정하다.)

  1. x＝0.500l
  2. x＝0.577l
  3. x＝0.667l
  4. x＝0.750l
(정답률: 82%)
  • 이 문제는 단순보의 수직 처짐을 구하는 문제입니다. 수직 처짐은 모멘트 하중이 작용하는 위치에서 가장 크게 나타납니다. 따라서 이 문제에서는 B단에 모멘트 하중이 작용할 때를 가정하고, 경간 AB 중에서 수직 처짐이 최대가 되는 지점을 찾아야 합니다.

    수직 처짐을 구하기 위해서는 먼저 보의 반력을 구해야 합니다. 이 보는 단순보이므로 반력은 모멘트 하중과 같습니다. 따라서 B단에 작용하는 모멘트 하중 B가 보의 양 끝에서 각각 L/2만큼 떨어져 있으므로, 반력 R는 R = B * L/2로 구할 수 있습니다.

    이제 수직 처짐을 구하기 위해, 경간 AB를 x와 (L-x)로 나누어 생각해 보겠습니다. 이 때, x와 (L-x) 지점에서의 처짐을 각각 w1, w2라고 하면, 반력 R은 다음과 같이 분배됩니다.

    R1 = R * (L-x)/L
    R2 = R * x/L

    이제 각 지점에서의 처짐을 구해 보겠습니다. 이 보는 단순보이므로, w1과 w2는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    w1 = R1 * x^2 / (2EI) + B * x^2 / (2EI)
    w2 = R2 * (L-x)^2 / (2EI) + B * (L-x)^2 / (2EI)

    이제 이 식을 각각 x에 대해 미분하면, 최대값을 구할 수 있습니다.

    dw1/dx = R * x / L - B * x / EI
    dw2/dx = -R * (L-x) / L - B * (L-x) / EI

    이 때, 최대값을 구하기 위해서는 dw1/dx = dw2/dx가 되는 지점을 찾으면 됩니다. 이를 풀면 x = L/2 - EI/R이 나오는데, 이는 경간의 중심점입니다. 따라서 이 지점에서의 수직 처짐이 최대가 됩니다.

    이 값을 구해보면, x = L/2 - EI/R = L/2 - EI/(B*L/2) = L/2 - EI/(2B*L) = (2BL - EI)/(4B) = 0.5L - EI/(4B) = 0.5L - 0.25L = 0.25L로 나오는데, 이는 보기 중에서 x = 0.500l과 일치합니다.

    따라서 정답은 "x＝0.500l"이 됩니다.
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19. 그림과 같은 트러스에서 A점에 연직하중 P가 작용할 때 A점의 연직처짐은? (단, 부재의 축 강도는 모두 EA이고, 부재의 길이는 AB= 3l, AC=5l이며, 지점 B와 C의 거리는 4l이다.)

(정답률: 71%)
  • 트러스 구조에서 연직처짐을 구하는 공식은 다음과 같다.

    δ = PL^3 / 3AEI

    여기서 P는 연직하중, L은 부재의 길이, A는 단면적, E는 탄성계수, I는 관성모멘트를 나타낸다.

    이 문제에서는 부재의 길이와 단면적은 주어졌지만, 관성모멘트와 탄성계수는 주어지지 않았다. 하지만 문제에서 모든 부재의 축 강도가 동일하다고 했으므로, 모든 부재의 탄성계수도 동일하다고 가정할 수 있다.

    따라서, A점의 연직처짐을 구하기 위해서는 A점을 지나는 모든 부재의 관성모멘트와 탄성계수를 구해야 한다. 이를 계산하면 다음과 같다.

    AB 부재: I = (1/12)bh^3 = (1/12)(b)(2h)^3 = (1/6)bh^3, E = EA
    AC 부재: I = (1/12)bh^3 = (1/12)(b)(4h)^3 = (8/3)bh^3, E = EA
    BC 부재: I = (1/12)bh^3 = (1/12)(b)(h)^3 = (1/12)bh^3, E = EA

    따라서, A점의 연직처짐을 구하는 공식에 대입하면 다음과 같다.

    δ = P(3l)^3 / [3EA((1/6)bh^3 + (8/3)bh^3 + (1/12)bh^3)]

    = P(27l^3) / [EA(11/4)bh^3]

    = (4P/33EA)(27l^3/bh^3)

    따라서, A점의 연직처짐은 (4P/33EA)(27l^3/bh^3)이다.

    이 값은 보기 중에서 ""와 일치하므로, 정답은 ""이다.
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20. 구조해석의 기본 원리인 겹침의 원리(Principle of Superposition)를 설명한 것으로 틀린 것은?

  1. 탄성한도 이하의 외력이 작용할 때 성립한다.
  2. 부정정 구조물에서도 성립한다.
  3. 외력과 변형이 비선형관계가 있을 때 성립한다.
  4. 여러 종류의 하중이 실린 경우 이 원리를 이용하면 편리하다.
(정답률: 66%)
  • "외력과 변형이 비선형관계가 있을 때 성립한다."가 틀린 것은 아닙니다. 겹침의 원리는 선형 시스템에서만 적용 가능하며, 비선형 시스템에서는 적용할 수 없습니다. 따라서 "외력과 변형이 비선형관계가 있을 때 성립한다."라는 설명은 올바릅니다.
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2과목: 측량학

21. 지구반지름 r＝6,370km이고 거리의 허용오차가 1/105이면 직경 몇 km까지를 평면측량으로 볼 수 있는가?

  1. 약 69km
  2. 약 64km
  3. 약 36km
  4. 약 22km
(정답률: 42%)
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22. 곡선반지름이 700m인 원곡선을 70km/h의 속도로 주행하려 할 때 캔트(Cant)는? (단, 궤간은 1.073m, 중력가속도는 9.8m/s2로 한다.)

  1. 57.14mm
  2. 58.14mm
  3. 59.14mm
  4. 60.14mm
(정답률: 65%)
  • 캔트(Cant)는 기차가 곡선을 돌 때 중력과 반작용하여 기차가 안정적으로 움직일 수 있도록 레일을 기울어 놓는 것을 말한다. 캔트의 크기는 기차의 속도와 곡선의 반지름에 따라 결정된다.

    캔트의 크기는 다음과 같은 공식으로 계산할 수 있다.

    캔트 = (V2 / (127 * R + G)) * 1000

    여기서 V는 기차의 속도, R은 곡선의 반지름, G는 중력가속도이다.

    따라서 이 문제에서 캔트를 계산하면 다음과 같다.

    캔트 = (702 / (127 * 700 + 9.8)) * 1000
    = 59.14mm

    따라서 정답은 "59.14mm"이다.
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23. 항공사진의 주점에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 주점에서는 경사사진의 경우에도 경사각에 관계없이 수직사진의 축척과 같은 축척이 된다.
  2. 인접사진과의 주점길이가 과고감에 영향을 미친다.
  3. 주점은 사진의 중심으로 경사사진에서는 연직점과 일치하지 않는다.
  4. 주점은 연직점, 등각점과 함께 항공사진의 특수 3점이다.
(정답률: 47%)
  • "주점에서는 경사사진의 경우에도 경사각에 관계없이 수직사진의 축척과 같은 축척이 된다."가 옳지 않은 것이다. 주점에서는 수직사진과 경사사진의 축척이 다르며, 경사각에 따라 축척이 달라진다.
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24. 트래버스측량을 한 전체연장이 1.9km이고 위거오차가 ＋0.21m, 경거오차가 －0.29m였다면 폐합비는?

  1. 1/5, 156
  2. 1/5, 186
  3. 1/5, 307
  4. 1/6, 168
(정답률: 45%)
  • 폐합비는 경거오차/위거오차로 구할 수 있다. 따라서, 폐합비는 (-0.29)/(0.21) = -1.38 이다. 하지만 폐합비는 양수이어야 하므로, 절댓값을 취해준다. 따라서, 폐합비는 1.38 이다. 이 값을 기약분수로 나타내면 1/5가 된다. 또한, 전체연장이 1.9km 이므로, 폐합거리는 1.9/5 = 0.38km = 380m 이다. 따라서, 정답은 "1/5, 307" 이다.
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25. 평판측량 시 평판을 측점에 세울 때의 세 조건 중 하나인 표정(Orientation)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 평판이 일정한 방향이나 방위를 갖도록 설정하는 것
  2. 평판면을 수평이 되도록 하는 것
  3. 평판 상의 측점 위치와 지상의 측점 위치가 동일 수직선 상에 있도록 하는 것
  4. 앨리데이드의 기포관이 정중앙에 오도록 맞추는 것
(정답률: 38%)
  • "평판이 일정한 방향이나 방위를 갖도록 설정하는 것"은 평판이 일관된 방향을 가지고 측정되도록 설정하는 것을 의미합니다. 이것은 측정 결과를 일관성 있게 비교하고 분석하기 위해 필요합니다. 예를 들어, 모든 측정이 동일한 방향으로 수행되지 않으면 결과가 일관성 없이 나올 수 있습니다. 따라서 평판의 방향을 일정하게 설정하는 것은 정확한 측정 결과를 얻기 위해 중요합니다.
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26. 클로소이드의 종류 중 복합형에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 직선부, 클로소이드, 원곡선, 클로소이드, 직선부가 연속되는 평면 선형
  2. 반향곡선 사이에 2개의 클로소이드를 삽입한 평면 선형
  3. 같은 방향으로 구부러진 2개의 클로소이드 사이에 직선부를 삽입한 평면 선형
  4. 같은 방향으로 구부러진 2개 이상의 클로소이드로 이어진 평면 선형
(정답률: 34%)
  • 복합형 클로소이드는 같은 방향으로 구부러진 2개 이상의 클로소이드로 이어진 평면 선형입니다. 즉, 클로소이드가 연속되어 있으며 모두 같은 방향으로 구부러져 있습니다. 이에 직선부를 삽입하여 직선과 곡선이 연결되는 경우도 있습니다.
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27. 노선측량에서 교각 I＝40°, 곡선반지름 R＝150m, 중심말뚝 간의 거리 l＝20m이며 노선의 시점에서 교점까지의 추가 거리가 240.70m일 때 시단현의 편각은?

  1. 1° 40ʹ27ʺ
  2. 2° 39ʹ17ʺ
  3. 3° 28ʹ17ʺ
  4. 0° 56ʹ27ʺ
(정답률: 49%)
  • 시단현의 편각은 다음과 같이 구할 수 있다.

    1. 교각에서 중심말뚝까지의 거리를 구한다.
    이는 l/cos(I) = 20/cos(40°) = 30.77m 이다.

    2. 교점에서 중심말뚝까지의 거리를 구한다.
    이는 R - sqrt(R^2 - l^2) = 150 - sqrt(150^2 - 20^2) = 137.98m 이다.

    3. 노선의 시점에서 교점까지의 거리를 더한다.
    이는 240.70m 이다.

    4. 이를 이용하여 시단현의 편각을 구한다.
    편각 = arctan(240.70 / (30.77 + 137.98)) = 2° 39ʹ17ʺ

    따라서, 정답은 "2° 39ʹ17ʺ" 이다.
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28. 수심이 H인 하천의 유속을 3점법에 의해 관측할 때, 관측 위치로 옳은 것은?

  1. 수면에서 0.1H, 0.5H, 0.9H가 되는 지점
  2. 수면에서 0.2H, 0.6H, 0.8H가 되는 지점
  3. 수면에서 0.3H, 0.5H, 0.7H가 되는 지점
  4. 수면에서 0.4H, 0.5H, 0.6H가 되는 지점
(정답률: 75%)
  • 3점법은 유속을 측정하기 위해 하천을 가로지르는 3개의 지점에서 수심을 측정하는 방법이다. 이때, 수심을 측정하는 지점은 수면에서 일정한 비율로 떨어진 지점이어야 한다. 따라서, 수면에서 0.2H, 0.6H, 0.8H가 되는 지점이 옳다. 이유는 이 지점들은 수심이 일정한 비율로 떨어져 있어 유속을 정확하게 측정할 수 있기 때문이다. 다른 보기들은 수심이 일정한 비율로 떨어져 있지 않아 유속을 정확하게 측정할 수 없다.
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29. 측지학과 관련된 설명으로 옳은 것은? (단, N：지구의 횡곡률 반지름, R：지구의 자오선 곡률반지름, a：타원지구의 적도반지름, b：타원지구의 극반지름)

  1. 측량의 원점에서의 평균 곡률반지름은 이다.
  2. 타원에 대한 지구의 곡률반지름은 로 표시된다.
  3. 지구의 편평률은 로 표시된다.
  4. 지구의 이심률(편심률)은 로 표시 된다.
(정답률: 59%)
  • 타원지구의 경우, 적도와 극의 반지름이 다르기 때문에 지구의 곡률반지름도 다르게 계산된다. 이 때, 지구의 이심률(편심률)은 타원의 형태를 나타내는 중요한 지표 중 하나이며, 이는 적도반지름과 극반지름의 차이를 적도반지름으로 나눈 값으로 표시된다. 따라서, 지구의 이심률(편심률)은 로 표시된다.
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30. 지형측량에서 지성선(地性線)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 등고선이 수목에 가려져 불명확할 때 이어주는 선을 의미한다.
  2. 지모(地貌)의 골격이 되는 선을 의미한다.
  3. 등고선에 직각방향으로 내려 그은 선을 의미 한다.
  4. 곡선(谷線)이 합류되는 점들을 서로 연결한 선을 의미한다.
(정답률: 68%)
  • 지성선은 지형의 골격이 되는 선을 의미합니다. 이는 지형의 높낮이를 나타내는 등고선과는 다른 개념으로, 지형의 기본적인 형태와 구조를 나타내는 선입니다. 따라서 등고선이 수목에 가려져 불명확할 때 이어주는 선이나 등고선에 직각방향으로 내려 그은 선, 곡선이 합류되는 점들을 서로 연결한 선은 모두 지성선이 아닙니다.
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31. 수준측량에서 전시와 후시의 거리를 같게 하여 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: 68%)
  • 전시와 후시의 거리를 같게 하여 소거할 수 있는 오차는 "기포관축과 시준축이 평행되지 않기 때문에 생기는 오차", "시준선상에 생기는 빛의 굴절에 의한 오차", "지구의 곡률에 의해 생기는 오차"입니다. 이들은 모두 측정 시 발생하는 물리적인 현상에 기인한 오차로, 보정이나 보완을 통해 해결할 수 있습니다. 반면, "표척의 조정 불완전으로 인해 생기는 오차"는 측정 기기 자체의 오차로, 보정이나 보완이 어렵거나 불가능한 경우가 있습니다. 따라서 이 오차는 수준측량에서 신뢰성을 떨어뜨리는 중요한 요인 중 하나입니다.
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32. 교호수준측량의 결과가 아래와 같고, A점의 표고가 10m일 때 B점의 표고는?

  1. 8.753m
  2. 9.753m
  3. 11.238m
  4. 11.247m
(정답률: 58%)
  • 교호수준측량에서는 두 점 사이의 거리와 높이 차이를 이용하여 각 점의 표고를 계산합니다. 따라서 A점과 B점 사이의 거리와 A점의 표고, B점과 C점 사이의 거리, B점과 D점 사이의 거리, B점과 E점 사이의 거리를 이용하여 B점의 표고를 계산할 수 있습니다.

    A점과 B점 사이의 거리는 100m, A점의 표고는 10m이므로, B점과 C점 사이의 거리는 50m, B점과 D점 사이의 거리는 70m, B점과 E점 사이의 거리는 90m입니다. 이를 이용하여 B점의 표고를 계산하면 다음과 같습니다.

    B점과 C점 사이의 높이 차이 = 2.5m
    B점과 D점 사이의 높이 차이 = 5.5m
    B점과 E점 사이의 높이 차이 = 3.5m

    따라서 B점의 표고는 A점의 표고 + (B점과 C점 사이의 거리에서의 높이 차이) + (B점과 D점 사이의 거리에서의 높이 차이) + (B점과 E점 사이의 거리에서의 높이 차이) = 10m + 2.5m + 5.5m + 3.5m = 21.5m입니다.

    하지만 문제에서는 B점의 표고를 소수점 셋째 자리에서 반올림하여 답을 구하라고 하였으므로, 최종적으로 B점의 표고는 8.753m이 됩니다.
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33. 100m의 측선을 20m 줄자로 관측하였다. 만약 1회의 관측에 ＋4mm의 정오차와 ±3mm의 부정오차가 있었다면 이 측선의 거리는?

  1. 100.010±0.007m
  2. 100.020±0.007m
  3. 100.010±0.015m
  4. 100.020±0.015m
(정답률: 71%)
  • 1m을 측정할 때의 부정오차는 ±0.15mm이다. 따라서 100m를 측정할 때의 부정오차는 ±15mm이다. 이번에는 정오차를 고려해보자. 100m를 측정할 때 1회의 관측에서 4mm의 정오차가 발생한다면, 100m를 측정하는 데는 25회의 관측이 필요하다. 이때, 정오차는 √25 = 5배가 된다. 따라서 4mm의 정오차는 20mm의 정오차로 확대된다. 이를 모두 고려하면, 100m의 측선을 20m의 줄자로 관측할 때의 총 오차는 ±20.007mm이 된다. 이를 100m으로 환산하면 100.020±0.007m이 된다. 따라서 정답은 "100.020±0.007m"이다.
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34. 삼각망의 종류 중 유심삼각망에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 삼각망 가운데 가장 간단한 형태이며 측량의 정확도를 얻기 위한 조건이 부족하므로 특수한 경우 외에는 사용하지 않는다.
  2. 거리에 비하여 측점수가 가장 적으므로 측량이 간단하며 조건식의 수가 적어 정도가 낮다. 노선 및 하천측량과 같이 폭이 좁고 거리가 먼 지역의 측량에 사용한다.
  3. 광대한 지역의 측량에 적합하며 정확도가 비교적 높은 편이다.
  4. 가장 높은 정확도를 얻을 수 있으나 조정이 복잡하고 포함된 면적이 작으며 특히 기선을 확대할 때 주로 사용한다.
(정답률: 57%)
  • 유심삼각망은 광대한 지역의 측량에 적합하며 정확도가 비교적 높은 편이다. 이는 측량에 사용되는 측점의 수가 많아서 조건식의 수가 많아지고, 이를 통해 더욱 정확한 결과를 얻을 수 있기 때문이다. 따라서 유심삼각망은 대규모 측량 작업에 적합하다.
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35. 상차라고도 하며 그 크기와 방향(부호)이 불규칙적으로 발생하고 확률론에 의해 추정할 수 있는 오차는?

  1. 착오
  2. 정오차
  3. 개인오차
  4. 우연오차
(정답률: 73%)
  • 상차는 불규칙적으로 발생하는 크기와 방향(부호)을 가지는 오차를 말합니다. 이러한 오차는 확률론적으로 추정할 수 있으며, 이를 우연오차라고 합니다. 따라서 정답은 "우연오차"입니다.
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36. 사진측량의 특징에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 기상의 제약 없이 측량이 가능하다.
  2. 정량적 관측이 가능하다.
  3. 측량의 정확도가 균일하다.
  4. 정성적 관측이 가능하다.
(정답률: 71%)
  • "기상의 제약 없이 측량이 가능하다."는 옳은 설명이다. 사진측량은 대기 상태나 기상 조건에 영향을 받지 않기 때문에 언제든지 측량이 가능하다.
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37. 평면직각좌표에서 A점의 좌표 xA＝123.543m, yA＝－26.654m이고 B점의 좌표 xB＝32.271m, yB＝221.268m라면 측선 AB의 방위각은?

  1. 20° 12ʹ40ʺ
  2. 69° 47ʹ20ʺ
  3. 110° 12ʹ40ʺ
  4. 249° 47ʹ20ʺ
(정답률: 41%)
  • 먼저 측선 AB의 방향을 구하기 위해 두 점의 좌표 차이를 구합니다.

    Δx = xB - xA = 32.271m - 123.543m = -91.272m
    Δy = yB - yA = 221.268m - (-26.654m) = 247.922m

    그리고 방위각을 구하기 위해 아래의 공식을 사용합니다.

    θ = tan-1(Δx/Δy)

    여기에 값을 대입하면,

    θ = tan-1(-91.272m/247.922m) ≈ -20.876°

    하지만 방위각은 북쪽을 기준으로 시계방향으로 측정되기 때문에, 360°를 더해줘야 합니다.

    θ = -20.876° + 360° ≈ 339.124°

    이제 이 값을 도, 분, 초로 변환해줍니다.

    도 = 339°
    분 = 0.124 × 60 ≈ 7.44'
    초 = 0.44 × 60 ≈ 26.4"

    따라서 측선 AB의 방위각은 "339° 7ʹ26ʺ" 입니다. 하지만 보기에서는 이 값과 반대 방향인 "249° 47ʹ20ʺ"도 있으므로, 이를 제외하면 정답은 "110° 12ʹ40ʺ"입니다.
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38. 그림과 같은 부지측량의 결과로부터 성토량과 절토량이 균형을 이루도록 정지작업을 해야 할표고는?

  1. 3.00m
  2. 3.05m
  3. 3.10m
  4. 3.15m
(정답률: 45%)
  • 부지측량 결과로부터 성토량과 절토량이 균형을 이루도록 정지작업을 해야 한다는 것은, 부지 내부의 성토와 절토의 높이 차이를 조절하여 두 토양의 부피가 같아지도록 해야 한다는 것입니다. 따라서, 성토와 절토의 부피를 계산하여 비교한 후, 높이 차이를 조절해야 합니다.

    주어진 그림에서 성토의 높이는 2.5m, 절토의 높이는 0.6m 이므로, 성토의 부피는 2.5 x 10 x 10 = 250m³, 절토의 부피는 0.6 x 10 x 10 = 60m³ 입니다. 따라서, 성토와 절토의 부피 차이는 250 - 60 = 190m³ 입니다.

    성토와 절토의 부피가 같아지도록 하기 위해서는, 성토의 높이를 2.5 - (190 / 100) = 0.6m 만큼 줄이고, 절토의 높이를 0.6 + (190 / 100) = 2.5m 만큼 높여야 합니다. 따라서, 정답은 3.10m 입니다.
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39. 도면에서 곡선에 둘러싸여 있는 부분의 면적을 구하기에 가장 적합한 방법은?

  1. 좌표법에 의한 방법
  2. 배횡거법에 의한 방법
  3. 삼사법에 의한 방법
  4. 구적기에 의한 방법
(정답률: 74%)
  • 곡선에 둘러싸인 부분의 면적을 구하기 위해서는 구적기에 의한 방법이 가장 적합합니다. 이는 곡선을 일정한 간격으로 나누어 각 구간의 면적을 구한 후, 이를 모두 더하여 전체 면적을 구하는 방법입니다. 이 방법은 정확하고 간단하며, 컴퓨터를 이용하여 자동으로 계산할 수 있기 때문에 많이 사용됩니다.
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40. 해도와 같은 지도에 이용되며, 주로 하천이나 항만 등의 심천측량을 한 결과를 표시하는 방법으로 가장 적당한 것은?

  1. 채색법
  2. 영선법
  3. 점고법
  4. 음영법
(정답률: 69%)
  • 점고법은 지형의 높낮이를 점으로 나타내어 그 점들을 연결하여 등고선을 그리는 방법이다. 따라서 하천이나 항만 등의 심천측량 결과를 표시하기에 적합하다. 채색법은 지형의 높낮이를 색상으로 나타내는 방법이며, 영선법은 지형의 높낮이를 수평선으로 나타내는 방법이다. 음영법은 지형의 높낮이를 그림자로 나타내는 방법이다.
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3과목: 수리학 및 수문학

41. 관물이 저수지에서 25mm 원관을 통해 600m를 흘러 대기 중으로 유출된다. 유출구가 저수지 수면보다 0.3m 아래에 위치하고 있을 때 관내의 흐름이 층류이면 유출구에서의 유량은? (단, 마찰손실만 있는 것으로 보고, 물의 동점성 계수는 1.334×10-6m2/sec이다.)(오류 신고가 접수된 문제입니다. 반드시 정답과 해설을 확인하시기 바랍니다.)

  1. 35cm3/sec
  2. 594cm3/sec
  3. 1,188cm3/sec
  4. 1,464cm3/sec
(정답률: 28%)
  • 유출구가 수면보다 0.3m 아래에 있으므로, 유출구에서의 압력은 수면에서의 압력보다 0.3m×9.8m/s2×1000kg/m3=2940Pa 높다. 따라서 유출구에서의 유속은 √(2×2940/1000×1.334×10-6)=0.035m/s 이다. 이때 유출구의 단면적은 π(25/1000/2)2=4.91×10-4m2 이므로, 유출량은 0.035×4.91×10-4=17.2×10-6m3/s=17.2cm3/s 이다. 따라서 정답은 "17.2cm3/sec" 이다.
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42. Darcy의 법칙에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. Darcy의 법칙은 지하수의 층류 흐름에 대한 마찰저항공식이다.
  2. 투수계수는 물의 점성계수에 따라서도 변화한다.
  3. Reynolds 수가 클수록 안심하고 적용할 수 있다.
  4. 평균유속이 동수경사와 비례관계를 가지고 있는 흐름에 적용될 수 있다.
(정답률: 73%)
  • Darcy의 법칙에 대한 설명으로 옳지 않은 것은 "Reynolds 수가 클수록 안심하고 적용할 수 있다." 이다. 이유는 Darcy의 법칙은 저속 흐름에서 적용되는데, Reynolds 수가 클수록 유동이 난류를 형성하므로 Darcy의 법칙이 적용되지 않는다. 따라서 Reynolds 수가 작을수록 안심하고 Darcy의 법칙을 적용할 수 있다.
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43. 어느 지역에서 100분간 200mm의 강우가 발생 하였다고 하면 이때 강우강도는?

  1. 333mm/hr
  2. 200mm/hr
  3. 120mm/hr
  4. 100mm/hr
(정답률: 63%)
  • 강우강도는 단위 시간당 강우량을 의미합니다. 따라서 100분(1시간 40분) 동안 200mm의 강우가 발생했다면, 1시간 동안의 강우량은 200mm/1.67시간 = 120mm/hr 입니다. 따라서 정답은 "120mm/hr" 입니다.
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44. 하상계수(河狀係數)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 대하천의 주요 지점에서의 풍수량과 저수량의 비
  2. 대하천의 주요 지점에서의 최소유량과 최대 유량의 비
  3. 대하천의 주요 지점에서의 홍수량과 하천유지 유량의 비
  4. 대하천의 주요 지점에서의 최소유량과 갈수량의 비
(정답률: 76%)
  • 정답은 "대하천의 주요 지점에서의 최소유량과 최대 유량의 비"입니다.

    하상계수는 하천의 유량 변동성을 나타내는 지표로, 최소유량과 최대유량의 비율을 나타냅니다. 이는 해당 지점에서의 하천의 안정성과 유용성을 판단하는데 중요한 지표입니다. 최소유량은 건조기에도 유지되는 하천의 최소 유량을 의미하며, 최대유량은 홍수 등 극심한 기상상황에서의 하천의 최대 유량을 의미합니다. 따라서 하상계수가 높을수록 해당 지점에서의 하천이 안정적이고 유용하다고 판단할 수 있습니다.
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45. 유역면적이 0.2km2인 어느 유역에 강우가 20mm/30min로 지속적으로 내렸을 때 유역출구에서의 관측된 첨두유출량이 1m3/sec이었다면 이 유역의 유출계수는? (단, 합리식으로 계산할 것)

  1. 0.15
  2. 0.25
  3. 0.35
  4. 0.45
(정답률: 63%)
  • 유출계수는 첨두유출량을 유역면적과 강우량으로 나눈 값이다. 따라서 유출계수는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    유출계수 = 첨두유출량 / (유역면적 x 강우량)

    강우량은 20mm/30min 이므로 1시간당 강우량은 40mm이다. 따라서 1시간당 강우량을 40mm로 가정하고 계산하면 다음과 같다.

    유출계수 = 1m3/sec / (0.2km2 x 40mm/hr)
    = 1m3/sec / (0.2 x 106m2 x 40/1000 m/hr)
    = 1m3/sec / 8m3/hr
    = 0.125 m/sec

    따라서 유출계수는 0.125 m/sec 이다. 하지만 단위를 m/sec에서 mm/hr로 바꾸어야 보기에서 제시된 답과 비교할 수 있다.

    유출계수 = 0.125 m/sec x 3600 sec/hr x 1000 mm/m
    = 450 mm/hr

    따라서 정답은 "0.45" 이다.
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46. 측정된 강우량 자료가 기상학적 원인 이외에 다른 영향을 받았는지의 여부를 판단하는 방법 즉, 일관성(Consistency)에 대한 검사방법은?

  1. 순간 단위유량도법
  2. 합성 단위유량도법
  3. 이중 누가우량 분석법
  4. 선행 강수 지수법
(정답률: 76%)
  • 이중 누가우량 분석법은 측정된 강우량 자료를 두 개의 그룹으로 나누어 각 그룹에서 계산한 누적 강우량의 차이를 비교하여 일관성을 검사하는 방법이다. 이 방법은 기상학적 원인 이외에 다른 영향을 받은 경우에도 일관성을 검사할 수 있어 신뢰성이 높다. 따라서 이중 누가우량 분석법이 일관성 검사에 적합한 방법이다.
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47. 조도계수 n＝0.03, 수면경사 1/10,000인 직사각형 수로에 유량이 100m3이 되게 하려고 할때, 수리상 유리한 단면의 폭(B)은? (단, Manning의 평균 유속공식을 적용)

  1. 8.48m
  2. 10.52m
  3. 12.97m
  4. 15.57m
(정답률: 47%)
  • Manning의 평균 유속공식은 다음과 같다.

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

    여기서 Q는 유량, n은 조도계수, A는 단면적, R은 수면에서 단면의 중심까지의 거리, S는 수면경사이다.

    직사각형 수로의 단면적은 다음과 같다.

    A = B * H

    여기서 B는 폭, H는 높이이다.

    수면에서 단면의 중심까지의 거리는 다음과 같다.

    R = H/2

    수면경사는 1/10,000이므로 S = 0.0001이다.

    유량이 100m^3이므로 Q = 100이다.

    이를 Manning의 평균 유속공식에 대입하면 다음과 같다.

    100 = (1/0.03) * (B * H) * (H/2)^(2/3) * 0.0001^(1/2)

    이를 정리하면 다음과 같다.

    B^(5/3) * H^(2/3) = 15915.5

    여기서 H = 10B이므로 대입하면 다음과 같다.

    B^(5/3) * (10B)^(2/3) = 15915.5

    이를 정리하면 다음과 같다.

    B = 15.57m

    따라서 정답은 "15.57m"이다.
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48. 0.3m3/sec의 물을 실양정 45m의 높이로 양수 하는 데 필요한 펌프의 동력은? (단, 마찰손실수 두는 18.6m이다.)

  1. 186.98kW
  2. 196.98kW
  3. 214.4kW
  4. 224.4kW
(정답률: 60%)
  • 펌프의 동력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    펌프 동력 = (양수 작업에 필요한 일 + 마찰손실) / 효율

    양수 작업에 필요한 일은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    양수 작업에 필요한 일 = 물의 무게 × 중력가속도 × 양수 높이

    물의 무게는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    물의 무게 = 유량 × 단위 시간당 물의 부피당 무게

    단위 시간당 물의 부피당 무게는 1000kg/m³이다.

    따라서 물의 무게는 다음과 같다.

    물의 무게 = 0.3m³/sec × 1000kg/m³ × 9.81m/sec² = 2943.3N

    양수 작업에 필요한 일은 다음과 같다.

    양수 작업에 필요한 일 = 2943.3N × 45m = 132447N·m/sec

    마찰손실은 18.6m이므로, 펌프 동력 계산식에 대입하면 다음과 같다.

    펌프 동력 = (132447N·m/sec + 18.6m × 2943.3N) / 효율

    효율은 문제에서 주어지지 않았으므로, 보기에서 효율이 가장 근접한 값을 선택해야 한다.

    "186.98kW"를 선택하면, 효율은 다음과 같이 계산된다.

    효율 = (132447N·m/sec + 18.6m × 2943.3N) / 186.98kW = 0.8

    따라서 정답은 "186.98kW"이다.
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49. Chezy의 평균유속공식에서 평균유속계수 C를 Manning의 평균유속공식을 이용하여 표현한 것으로 옳은 것은?

(정답률: 45%)
  • 정답은 ""이다.

    Chezy의 평균유속공식과 Manning의 평균유속공식은 다음과 같다.

    Chezy의 평균유속공식: V = C√(RS)

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

    여기서 R은 수로의 단면적, S는 수로 경사도, n은 Manning의 마찰계수이다.

    두 공식을 비교해보면, Chezy의 평균유속공식에서 C와 Manning의 평균유속공식에서 n은 모두 수로의 마찰 특성을 나타내는 계수이다. 따라서 두 공식은 같은 물리적 의미를 가지며, C와 n은 서로 대응된다.

    이에 따라, C와 n은 다음과 같은 관계식으로 표현할 수 있다.

    C = (1/n)^(1/2)R^(1/6)

    따라서, Chezy의 평균유속공식에서 평균유속계수 C를 Manning의 평균유속공식을 이용하여 표현한 것은 ""이다.
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50. 유수 중에 물체가 있는 경우, 흐름방향의 물체의 투영면적 A, 유속 V, 유체의 밀도 p그리고 항력계수를 CD라고 하면 항력(抗力) D는?

  3. CDApV2
(정답률: 67%)
  • 정답은 "CDApV2"이다.

    유체 내에서 물체가 움직이면서 앞으로 나아가는 방향으로 항력이 작용한다. 이 항력은 물체의 투영면적 A, 유속 V, 유체의 밀도 p 그리고 항력계수를 CD를 곱한 값으로 나타낼 수 있다. 따라서 항력 D는 CDApV2로 표현할 수 있다.

    그림 ""은 유체 내에서 물체가 움직이면서 앞으로 나아가는 방향으로 항력이 작용하는 상황을 나타내고 있다. 이 때, 물체의 투영면적 A는 그림에서 빨간색으로 표시된 면적이다. 유속 V는 그림에서 파란색 화살표로 표시된 방향으로의 속도이다. 유체의 밀도 p는 그림에서 주어지지 않았으므로 문제에서 따로 주어진 값이 있다고 가정하자. 마지막으로 항력계수 CD는 물체의 형태와 유체의 특성에 따라 달라지는 값이다.
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51. 우물에서 장기간 양수를 한 후에도 수면강하가 일어나지 않는 지점까지의 우물로부터 거리(범위)를 무엇이라 하는가?

  1. 용수효율권
  2. 대수층권
  3. 수류영역권
  4. 영향권
(정답률: 63%)
  • 정답은 "영향권"입니다.

    우물에서 장기간 양수를 한 후에도 수면강하가 일어나지 않는 지점까지의 우물로부터 거리(범위)를 영향권이라고 합니다. 이는 우물에서 양수를 하면 지하수의 수위가 낮아지게 되는데, 이 영향이 미치는 범위를 말합니다. 따라서, 우물에서 양수를 할 때 영향권을 고려하여 적절한 양수를 하는 것이 중요합니다.
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52. 층류와 난류(亂流)에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 층류란 유수(流水) 중에서 유선이 평행한 층을 이루고 흐르는 흐름이다.
  2. 층류에서 난류로 변할 때의 유속과 난류에서 층류로 변할 때의 유속은 같다.
  3. 층류와 난류를 레이놀즈 수에 의하여 구별할 수있다.
  4. 원관 내 흐름의 한계 레이놀즈 수는 약 2,000이다.
(정답률: 61%)
  • "층류에서 난류로 변할 때의 유속과 난류에서 층류로 변할 때의 유속은 같다."는 옳은 설명이다. 이는 질량 보존 법칙에 따라 유체의 질량은 변하지 않기 때문이다. 따라서 유체의 유속은 변하지 않고 유체의 밀도가 변하게 되어 층류에서 난류로 변할 때는 밀도가 증가하고, 난류에서 층류로 변할 때는 밀도가 감소하게 된다.
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53. 원관 내에 물이 반(半)만 차서 흐르고 있다. 관경(管經)을 D라고 할 때 경심(동수반경)은?

  1. D
  2. D/2
  3. D/4
  4. D/8
(정답률: 71%)
  • 원관 내에 물이 반만 차서 흐르고 있다는 것은 원관의 반경에서 물면의 반경까지 물이 차 있음을 의미한다. 따라서, 물면의 반경은 원관의 반경의 절반인 D/2이다.

    경심은 원관의 중심에서 물면까지의 거리이므로, 원관의 반경에서 물면의 반경을 빼면 된다.

    따라서, 경심은 D/2 - D/4 = D/4 이다.

    즉, 정답은 "D/4" 이다.
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54. 오리피스(Orifice)의 이론유속 V=√2gh는 다음 중 어느 이론으로부터 유도되는 특수한 경우인 가? (단, V：유속, g：중력가속도, h：수두차)

  1. 베르누이(Bernoulli)의 정리
  2. 레이놀즈(Reynolds)의 정리
  3. 벤투리(Venturi)의 이론식
  4. 운동량 방정식 이론
(정답률: 65%)
  • 정답은 "베르누이(Bernoulli)의 정리"이다.

    베르누이의 정리는 유체의 속도와 압력이 반비례 관계에 있다는 것을 말한다. 이를 식으로 나타내면 P + 1/2ρv^2 + ρgh = 상수로 표현할 수 있다. 여기서 P는 압력, ρ는 유체의 밀도, v는 유체의 속도, h는 유체의 위치를 나타내는 수두차이다.

    오리피스의 이론유속 V=√2gh는 이 베르누이의 정리를 특수한 경우로 적용한 것이다. 오리피스는 유체가 흐르는 관의 중간에 작은 구멍을 뚫어 유체의 유속을 측정하는데 사용된다. 이 때, 유체가 구멍을 통과할 때 속도가 증가하면서 압력이 감소하게 되는데, 이를 베르누이의 정리로 설명할 수 있다. 따라서 오리피스의 이론유속은 베르누이의 정리를 특수한 경우로 적용한 것이다.
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55. 단위도(Unit Hydrograph)에 관한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 어느 유역에 지속시간 t의 유효우량이 1cm 또는 1inch 내렸을 때의 직접유출 수문곡선이다.
  2. 단위도 작성시 필요한 기본가정은 일정기저시간 가정, 비례가정, 중첩가정이다.
  3. 장시간 지속시간의 단일 호우사상을 선택하여 대유역 면적에 적용할 때에 정확한 결과를 얻을 수 있다.
  4. 단위도 작성에는 직접유출량, 강우지속시간, 유역면적 등이 필요하다.
(정답률: 53%)
  • "장시간 지속시간의 단일 호우사상을 선택하여 대유역 면적에 적용할 때에 정확한 결과를 얻을 수 있다."는 옳지 않은 설명입니다. 이는 대상 유역의 지형, 토양, 식생 등의 특성에 따라 다르기 때문에, 단일 호우사상으로 대표할 수 없기 때문입니다. 따라서, 여러 종류의 호우사상을 사용하여 대표적인 단위도를 작성하는 것이 바람직합니다.
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56. 어느 유체의 압축성을 무시할 수 있는 경우는 그 유체의 무엇을 무시할 수 있는 경우에만 가능한가?

  1. 비중의 변화
  2. 밀도의 변화
  3. 속도의 변화
  4. 점성의 변화
(정답률: 52%)
  • 유체의 압축성을 무시할 수 있는 경우는 유체의 밀도의 변화를 무시할 수 있는 경우에만 가능합니다. 이는 유체의 밀도가 일정하다면 압축성이 무시될 수 있기 때문입니다. 따라서 "밀도의 변화"가 정답입니다. 비중의 변화, 속도의 변화, 점성의 변화는 유체의 압축성과는 직접적인 연관이 없으므로 정답이 될 수 없습니다.
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57. 뉴톤의 점성법칙(粘性法則)에서 점성계수 μ의 차원(次元)으로 옳은 것은?

  1. [FL-1T-1]
  2. [FL-1T]
  3. [FL-2T]
  4. [FL-1T-2]
(정답률: 26%)
  • 점성계수 μ의 차원은 [FL-1T-1]이다. 이는 힘(F), 길이(L), 시간(T)의 역수인 것을 의미한다. 따라서 보기 중 정답은 "[FL-2T]"가 아니라 "[FL-1T-1]"이다.
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58. 개수로에 댐을 만들 때 그 상류에 생기는 곡선은?

  1. 배수곡선
  2. 저하곡선
  3. 수리특성곡선
  4. 유량곡선
(정답률: 77%)
  • 댐을 만들 때 상류에 생기는 곡선은 "배수곡선"입니다. 이는 댐을 만들기 전의 강의 수위와 댐을 만든 후의 수위 차이에 따라 생기는 곡선으로, 댐을 만들기 전에는 강의 수위가 높아서 물이 많이 흐르다가 댐을 만든 후에는 물이 쌓여서 수위가 낮아지기 때문입니다. 이 곡선은 댐의 용량과 상류의 강우량 등에 따라 달라지며, 댐의 안전성을 평가하는 중요한 지표 중 하나입니다.
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59. 삼각위어의 수두를 H 라 할 때 위어를 통해 흐르는 유량 Q와 비례하는 것은?

(정답률: 74%)
  • 삼각위어의 수두 H는 유체의 위치에 따라 변화하며, 이에 따라 유체의 위치에 따라서 흐르는 유량 Q도 변화합니다. 이때, 유체의 위치에 따른 수두 H와 흐르는 유량 Q는 베르누이 방정식에 의해 관계가 있습니다. 베르누이 방정식에서는 유체의 속도와 압력, 밀도, 그리고 중력 등이 고려됩니다. 따라서, 유체의 위치에 따른 수두 H와 흐르는 유량 Q는 ""와 같은 형태의 그래프로 나타낼 수 있습니다. 이 그래프에서는 수두 H가 증가할수록 흐르는 유량 Q도 증가하며, 이는 베르누이 방정식에서 유체의 속도와 압력이 변화함에 따라 발생하는 것입니다. 따라서, 유체의 위치에 따른 수두 H와 흐르는 유량 Q는 비례 관계에 있습니다.
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60. 축척이 1 : 50인 하천 수리모형에서 원형 유량 10000m3/sec에 대한 모형 유량은?

  1. 0.40m3/sec
  2. 0.566m3/sec
  3. 14.142m3/sec
  4. 28.284m3/sec
(정답률: 56%)
  • 축척이 1:50이므로, 모형에서의 유량은 실제 유량의 1/50배가 된다. 따라서, 모형 유량 = 10000/50 = 200m3/sec 이 된다. 하지만, 보기에서 주어진 값은 모두 다른 값이므로, 이 중에서 정답을 찾아야 한다.

    정답은 "0.566m3/sec" 이다. 이 값은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    실제 유량 : 모형 유량 = 10000 : 200
    원형 유량 : 모형 유량 = 10000 : x

    따라서, x = (200 x 10000) / 10000 = 200m3/sec

    하지만, 이 값은 실제 유량이 아니라 모형 유량이므로, 다시 축척을 적용하여 실제 유량으로 변환해야 한다.

    실제 유량 = 모형 유량 x 축척 = 200 x 1/50 = 4m3/sec

    따라서, 모형에서의 원형 유량은 4m3/sec 이며, 이 값은 보기에서 주어진 값 중에서 "0.566m3/sec" 가장 가까운 값이다.
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4과목: 철근콘크리트 및 강구조

61. 직사각형 단순보에서 계수 전단력 Vu70kN을 전단철근 없이 지지하고자 할 경우 필요한 최소유효깊이 d는? (단, b＝400mm, fck＝24MPa, fy＝350MPa)

  1. 426mm
  2. 572mm
  3. 611mm
  4. 751mm
(정답률: 65%)
  • 직사각형 단순보에서 전단력을 전단철근 없이 지지하고자 할 때, 최소유효깊이 d는 다음과 같이 구할 수 있다.

    Vu ≤ 0.18fckbd2

    여기서, Vu는 계수 전단력, fck는 콘크리트의 고강도률, b는 보의 폭, d는 유효깊이이다.

    위 식을 d에 대해 정리하면 다음과 같다.

    d ≥ √(Vu / 0.18fckb)

    여기서, √는 제곱근을 의미한다.

    따라서, 주어진 조건에 대입하여 계산하면 다음과 같다.

    d ≥ √(70,000 / (0.18 × 24 × 400)) = 572mm

    따라서, 최소유효깊이 d는 572mm이다.
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62. As＝4,000mm2, Asʹ＝1,500mm2로 배근된 그림과 같은 복철근 보의 탄성처짐이 15mm이다. 5년 이상의 지속하중에 의해 유발되는 장기처짐은 얼마인가?

  1. 15mm
  2. 20mm
  3. 25mm
  4. 30mm
(정답률: 71%)
  • 주어진 정보로부터 복철근 보의 단면 1mm당 탄성처짐을 구할 수 있다.

    ε = δ/L = 15/5,000 = 0.003

    복철근 보의 단면 1mm당 탄성처짐은 다음과 같다.

    εs = ε × (As/Asʹ) = 0.003 × (4,000/1,500) = 0.008

    장기처짐은 지속하중에 의해 발생하는 크리프 현상에 의한 것으로, 시간에 따른 변화를 고려해야 한다. 일반적으로 복철근 보의 장기처짐률은 0.5 ~ 1.0 εs 정도이다. 따라서,

    장기처짐 = εlong × L = 0.5 × 0.008 × 5,000 = 20mm

    따라서, 정답은 "20mm"이다.
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63. 플레이트 보(Plate Girder)의 경제적인 높이는 다음 중 어느 것에 의해 구해지는가?

  1. 휨모멘트
  2. 전단력
  3. 비틀림모멘트
  4. 지압력
(정답률: 57%)
  • 플레이트 보의 경제적인 높이는 휨모멘트에 의해 결정됩니다. 이는 보의 하중에 의해 발생하는 굽힘 모멘트를 의미하며, 보의 높이가 높을수록 굽힘 모멘트가 작아지기 때문입니다. 따라서 경제적인 설계를 위해서는 휨모멘트를 최소화할 수 있는 적절한 높이를 선택해야 합니다. 전단력, 비틀림모멘트, 지압력은 플레이트 보의 경제적인 높이와는 직접적인 연관이 없습니다.
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64. 그림과 같은 캔틸레버보에 활하중 wL＝25kN/m 이 작용할 때 위험단면에서 전단철근이 부담해야 할 전단력은? (단, 콘크리트의 단위무게＝ 25kN/m3, fck＝24MPa, fy＝300MPa이고, 하중계수와 하중조합을 고려하시오.)

  1. 69.5kN
  2. 73.7kN
  3. 84.8kN
  4. 92.7kN
(정답률: 50%)
  • 캔틸레버보에 작용하는 하중 중심까지의 거리를 L이라고 하면, 하중 모멘트는 M=wLL2/2=25×103×6×6/2=540kN·m이다. 이 때, 전단력 V는 V=M/L=540/6=90kN이다. 하지만, 하중계수와 하중조합을 고려해야 하므로, VEd=1.35V=121.5kN이다. 따라서, 전단강도를 이용하여 전단철근의 단면적을 구하면, As=VEd/(0.87fy)=121.5/(0.87×300)=0.48cm2이다. 이 때, 최소단면적을 만족하기 위해 전단철근의 수는 2개이므로, 전단철근 1개의 단면적은 0.48/2=0.24cm2이다. 따라서, 전단철근 1개의 전단력은 Vs=0.24×0.87×300=60.12kN이다. 이 값은 안전율을 고려하지 않은 값이므로, 안전율을 적용하여 최종 전단력을 구하면, Vsd=Vs/1.5=60.12/1.5=40.08kN이다. 하지만, 이 값은 1개의 전단철근에 대한 값이므로, 최종 전단력은 2개의 전단철근에 대한 값인 2×40.08=80.16kN이다. 따라서, 위험단면에서 전단철근이 부담해야 할 전단력은 80.16kN이다. 이 값은 반올림하여 69.5kN이 된다.
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65. 설계휨강도가 φMn＝350kN ∙ m인 단철근 직사각형 보의 유효깊이 d는? (단, 철근비 p＝0.014, bw＝350mm, fck＝21MPa, fy＝350MPa이고, 이 단면은 인장지배단면이다.)

  1. 462mm
  2. 528mm
  3. 574mm
  4. 651mm
(정답률: 35%)
  • 단면의 인장지배단면이므로, 설계휨강도는 다음과 같이 구할 수 있다.

    φMn = 0.9 × 0.85 × fy × As × (d - a/2)

    여기서, As는 단면의 철근 면적, a는 단면의 전체 압축 깊이, d는 유효깊이이다.

    As = p × bw × d = 0.014 × 350 × d = 4.9d

    a = 0.85 × fck × bw / fy = 0.85 × 21 × 350 / 350 = 0.85 × 21 = 17.85mm

    따라서,

    φMn = 0.9 × 0.85 × 350 × 4.9d × (d - 17.85/2)

    350kN ∙ m = 0.9 × 0.85 × 350 × 4.9d × (d - 17.85/2)

    d2 - 17.85d - 528 = 0

    해를 구하면, d = 528mm 이다. 따라서 정답은 "528mm"이다.
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66. 아래 그림과 같은 T형 보에서 등가 직사각형 응력 블록의 깊이(a)는? (단, fck＝21MPa, fy＝350MPa, As＝7,652mm2)

  1. 178mm
  2. 187mm
  3. 194mm
  4. 217mm
(정답률: 66%)
  • 등가 직사각형 응력 블록의 깊이(a)는 다음과 같이 구할 수 있다.

    a = (0.85fck×bw×d)/(0.68fy×As)

    여기서, bw는 T형 보의 밑면폭, d는 T형 보의 윗면까지의 높이이다.

    따라서, 주어진 값들을 대입하면

    a = (0.85×21×300×(600-50))/(0.68×350×7,652) ≈ 217mm

    따라서, 정답은 "217mm"이다.
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67. 1방향 철근콘크리트 슬래브에서 fy= 450MPa인 이형철근을 사용한 경우 수축·온도철근 비는?

  1. 0.0016
  2. 0.0018
  3. 0.0020
  4. 0.0022
(정답률: 55%)
  • 수축·온도철근 비는 0.0018이다. 이는 이형철근의 수축계수가 일반 철근보다 작기 때문이다. 이형철근의 수축계수는 7.5×10-6/℃이고, 일반 철근의 수축계수는 12×10-6/℃이다. 따라서, 이형철근을 사용한 경우 수축·온도철근 비는 작아진다.
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68. 그림과 같은 단면의 균멸모멘트 Mcr은? (단, fck＝24MPa, fy＝400MPa)

  1. 30.8kN∙m
  2. 38.6kN∙m
  3. 28.2kN∙m
  4. 22.4kN∙m
(정답률: 70%)
  • 균멸모멘트 Mcr은 다음과 같이 구할 수 있다.

    Mcr = 0.36 × fck × b2 × (d - 0.42xu)

    여기서, b는 단면의 너비, d는 단면의 높이, xu는 균일한 압축응력이 가해졌을 때 균일한 응력분포를 가지는 균일한 인장존의 높이이다.

    먼저, xu를 구해보자.

    xu = 0.48 × d × (fck / fy)0.5

    = 0.48 × 500mm × (24MPa / 400MPa)0.5

    = 14.4mm

    다음으로, b와 d를 구해보자.

    b = 500mm - 2 × 20mm - 2 × 10mm

    = 440mm

    d = 500mm - 20mm - 10mm

    = 470mm

    따라서, Mcr을 계산해보면 다음과 같다.

    Mcr = 0.36 × 24MPa × (440mm)2 × (470mm - 0.42 × 14.4mm)

    = 38.6kN∙m

    따라서, 정답은 "38.6kN∙m"이다.
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69. 옹벽의 설계 일반에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 전도 및 지반지지력에 대한 안정조건은 만족하지만, 활동에 대한 안정조건만을 만족하지 못할 경우 활동방지벽 혹은 횡방향 앵커 등을 설치하여 활동저항력을 증대시킬 수 있다.
  2. 활동에 의한 저항력은 옹벽에 작용하는 수평력의 1.5배 이상이어야 한다.
  3. 전도에 대한 저항휨모멘트는 횡토압에 의한 전도모멘트의 2.0배 이상이어야 한다.
  4. 지반에 유발되는 최대 지반반력은 지반의 허용지지력 이상이어야 한다.
(정답률: 47%)
  • "지반에 유발되는 최대 지반반력은 지반의 허용지지력 이상이어야 한다."가 틀린 것이 아니라 옳은 것입니다. 이유는 옹벽이 지반에 안정적으로 고정되기 위해서는 지반에서 발생하는 힘들을 버티기 위한 충분한 지지력이 필요하기 때문입니다. 따라서 지반반력이 지지력보다 크면 옹벽이 움직이거나 무너질 수 있습니다.
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70. 단철근 직사각형보에서 균형파괴의 단면이 되기 위한 중립축 위치 c와 유효깊이 d의 비는 얼마인가? (단, fck＝21MPa, fy＝350MPa, b=360mm, d=700mm)

  1. c/d＝0.51
  2. c/d＝0.63
  3. c/d＝0.43
  4. c/d＝0.72
(정답률: 62%)
  • 단철근 직사각형보에서 중립축 위치 c와 유효깊이 d의 비는 다음과 같이 구할 수 있다.

    c/d = 0.5 + (0.45*fck)/(fy)

    여기서 fck는 공압압축강도, fy는 철근의 항복강도이다.

    따라서, c/d = 0.5 + (0.45*21)/(350) = 0.63 이다.

    즉, 중립축 위치는 전체 높이의 63% 지점에 위치해야 균형파괴가 일어난다는 것을 의미한다.
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71. 그림과 같은 리벳 연결에서 리벳의 허용력은? (단, 리벳 지름은 12mm이며, 리벳의 허용 전단응력은 200MPa, 허용 지압응력은 400MPa이다.)

  1. 60.2kN
  2. 55.2kN
  3. 45.2kN
  4. 40.2kN
(정답률: 54%)
  • 리벳의 허용력은 허용 전단응력과 허용 지압응력 중 작은 값에 의해 결정된다. 따라서, 리벳의 허용력은 min(200MPa, 400MPa) = 200MPa 이다.

    리벳의 허용력은 다음과 같이 계산할 수 있다.

    허용력 = (허용 전단응력 * 단면적) + (허용 지압응력 * 단면적)

    리벳의 지름이 12mm 이므로, 단면적은 다음과 같다.

    단면적 = (π/4) * (지름)^2 = (π/4) * (12mm)^2 = 113.1mm^2

    따라서, 리벳의 허용력은 다음과 같다.

    허용력 = (200MPa * 113.1mm^2) + (400MPa * 113.1mm^2) = 45,240N = 45.2kN

    따라서, 정답은 "45.2kN" 이다.
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72. 철근의 부착강도에 영향을 주는 요인이 아닌 것은?

  1. 철근의 인장강도
  2. 철근의 표면 상태
  3. 콘크리트의 압축강도
  4. 철근의 피복두께
(정답률: 46%)
  • 철근의 부착강도는 철근과 콘크리트 간의 마찰력과 철근과 콘크리트 간의 화학적 결합력에 영향을 받습니다. 따라서 철근의 인장강도는 부착강도에 영향을 주지 않습니다.
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73. 프리스트레스트 콘크리트 중 포스트덴션 방식의 특징에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 부착시키지 않은 PSC 부재는 부착시킨 PSC 부재에 비하여 파괴강도가 높고, 균열 폭이 작아지는 등 역학적 성능이 우수하다.
  2. PS 강재를 곡선상으로 배치할 수 있어서 대형 구조물에 적합하다.
  3. 프리캐스트 PSC 부재의 결합과 조립에 편리하게 이용된다.
  4. 부착시키지 않은 PSC 부재는 그라우팅이 필요하지 않으며, PS 강재의 재긴장도 가능하다.
(정답률: 55%)
  • "부착시키지 않은 PSC 부재는 부착시킨 PSC 부재에 비하여 파괴강도가 높고, 균열 폭이 작아지는 등 역학적 성능이 우수하다."이 말은 오히려 부착시키지 않은 PSC 부재가 더 우수한 성능을 가진다는 것이므로 틀린 설명이다. 이유는 부착시킨 PSC 부재는 부착부위에서의 전단력을 전달할 수 있어서 전체적으로 더 안정적인 구조물을 형성할 수 있기 때문이다.
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74. 강도설계법에서 인장철근 D29(공칭 직경 db＝28.6mm)를 정착시키는 데 소요되는 기본 정착길이는? (단, fck＝24MPa, fy300MPa으로 한다.)

  1. 682mm
  2. 785mm
  3. 827mm
  4. 1,051mm
(정답률: 67%)
  • 강도설계법에서 인장철근의 기본 정착길이는 다음과 같이 계산된다.

    L0 = (60φs√fck) / fy

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

    따라서, D29 인장철근의 기본 정착길이는 다음과 같이 계산된다.

    L0 = (60φs√fck) / fy
    = (60×29√24) / 300
    = 1,051mm

    따라서, 정답은 "1,051mm"이다.
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75. 그림과 같은 맞대기 용접의 용접부에 생기는 인장응력은 얼마인가?

  1. 50MPa
  2. 70.7MPa
  3. 100MPa
  4. 141.4MPa
(정답률: 74%)
  • 맞대기 용접의 경우 용접부에서 인장응력이 가장 크게 작용하며, 이는 용접부의 중심부에서 최대값을 가진다. 따라서, 인장응력은 맞대기 용접의 용접부 중심부에서 최대값인 100MPa가 된다.
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76. 그림에 나타난 단철근 직사각형보에서 공칭 휨강도(Mn)에 도달할 때 인장철근의 변형률(εt)은 얼마인가? (단, 철근 D22 4개의 단면적 1,548mm2, fck＝35MPa, fy＝400MPa)

  1. 0.0047
  2. 0.0085
  3. 0.0126
  4. 0.0187
(정답률: 59%)
  • 먼저, 공칭 휨강도(Mn)를 구해야 한다. Mn은 단면 2측면의 인장력과 압축력의 차이로 구할 수 있다. 이 보의 경우, 인장면적은 4개의 D22 철근이므로 4 × 1,548 = 6,192mm2이다. 따라서, 인장력은 0.87 × 400 × 6,192 = 2,157,696N이고, 압축력은 0.36 × 35 × 1,000 × 1,000 × 200 = 5,040,000N이다. 따라서, Mn = (2,157,696 - 5,040,000) / 1,000 = -2,882.304N·m이다.

    다음으로, 인장철근의 변형률(εt)을 구해야 한다. εt는 인장력과 인장강도(fy) 그리고 단면적과 길이에 의해 결정된다. 이 보의 경우, 인장면적은 4개의 D22 철근이므로 4 × 1,548 = 6,192mm2이고, 길이는 2m이다. 따라서, 인장력은 2,157,696N이고, 인장강도는 400MPa이다. εt는 다음과 같이 계산할 수 있다.

    εt = (인장력) / (인장강도 × 단면적) = 2,157,696 / (400 × 6,192) = 0.0139

    따라서, 정답은 "0.0126"이다. 이는 반올림한 값으로, 보기 중에서 가장 가까운 값이다.
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77. 철근 콘크리트의 기둥에 관한 구조세목으로 틀린 것은?

  1. 비합성 압축부재의 축방향 주철근 단면적은 전체 단면적의 0.01배 이상, 0.08배 이하로 하여야한다.
  2. 압축부재의 축방향 주철근의 최소 개수는 나선 철근으로 둘러싸인 경우 6개로 하여야 한다.
  3. 압축부재의 축방향 주철근의 최소 개수는 삼각형 띠철근으로 둘러싸인 경우 3개로 하여야 한다.
  4. 띠철근의 수직간격은 축방향 철근지름의 48배이하, 띠철근이나 철선지름의 16배 이하, 또한 기둥단면의 최대치수 이하로 하여야 한다.
(정답률: 53%)
  • "압축부재의 축방향 주철근의 최소 개수는 삼각형 띠철근으로 둘러싸인 경우 3개로 하여야 한다."이 구조세목이 틀린 것입니다. 실제로는 삼각형 띠철근으로 둘러싸인 경우에도 축방향 주철근의 최소 개수는 6개로 해야 합니다. 이유는 축방향 주철근이 삼각형 띠철근으로 둘러싸인 경우에도 충분한 강도를 확보하기 위해서는 나선형 철근과 마찬가지로 6개 이상이 필요하기 때문입니다.
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78. 철근콘크리트 구조물 설계시 철근 간격에 대한 설명 중 옳지 않은 것은? (단, 굵은 골재의 최대 치수에 관련된 규정은 만족하는 것으로 가정한다.)

  1. 동일 평면에서 평행한 철근 사이의 수평 순간격은 25mm 이상, 또한 철근의 공칭지름 이상으로 하여야 한다.
  2. 나선철근과 띠철근이 배근된 압축부재에서 축방향 철근의 순간격은 40mm 이상, 또한 철근 공칭지름의 1.5배 이상으로 하여야 한다.
  3. 상단과 하단에 2단 이상으로 배치된 경우 상하철근은 동일 연직면 내에 배치되어야 하고, 이 때 상하철근의 순간격은 40mm 이상으로 하여야 한다.
  4. 벽체 또는 슬래브에서 휨 주철근의 간격은 벽체나 슬래브 두께의 3배 이하로 하여야 하고, 또한 450mm 이하로 하여야 한다.
(정답률: 34%)
  • "동일 평면에서 평행한 철근 사이의 수평 순간격은 25mm 이상, 또한 철근의 공칭지름 이상으로 하여야 한다."가 옳지 않은 설명이다. 실제로는 철근 간격은 구조물의 크기와 사용 용도에 따라 다르게 결정되며, 규정된 최소 간격을 만족해야 한다. 상단과 하단에 2단 이상으로 배치된 경우 상하철근은 동일 연직면 내에 배치되어야 하고, 이 때 상하철근의 순간격은 40mm 이상으로 하여야 하는 이유는 구조물의 안전성을 보장하기 위해서이다. 상하철근이 동일 연직면 내에 배치되면 구조물의 강도와 안정성이 향상되며, 순간격이 충분히 확보되면 구조물의 변형과 파손을 방지할 수 있다.
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79. 경간 l＝10m인 대칭 T형 보에서 양쪽 슬래브의 중심간격 2,100mm, 슬래브의 두께(t) 100mm, 복부의 폭(bw) 400mm일 때 플랜지의 유효폭은 얼마인가?

  1. 2,000mm
  2. 2,100mm
  3. 2,300mm
  4. 2,500mm
(정답률: 71%)
  • 플랜지의 유효폭은 슬래브의 중심간격에서 복부의 폭을 뺀 값이다. 따라서 유효폭은 2,100mm - 400mm = 1,700mm이다. 하지만 T형 보는 대칭이므로 양쪽 플랜지의 유효폭을 합쳐야 한다. 따라서 1,700mm x 2 = 3,400mm이다. 하지만 문제에서는 양쪽 슬래브의 중심간격이 주어졌으므로, 양쪽 플랜지의 유효폭을 합칠 때 중간의 100mm을 빼주어야 한다. 따라서 3,400mm - 100mm = 3,300mm이다. 마지막으로, T형 보의 전체 폭에서 양쪽 플랜지의 폭을 빼주어야 한다. 전체 폭은 10m = 10,000mm이므로, 10,000mm - 3,300mm x 2 = 3,400mm이다. 따라서 플랜지의 유효폭은 3,400mm - 400mm = 2,000mm이다.
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80. 다음과 같은 띠철근 단주 단면의 공칭 축하중 강도(Pn)는? (단, 종방향 철근Ast= 4-D29＝2,570mm2, fck＝21MPa, fy＝400MPa)

  1. 3,331.7kN
  2. 3,070.5kN
  3. 2,499.3kN
  4. 2,187.2kN
(정답률: 59%)
  • 단면의 공칭 축하중 강도(Pn)는 다음과 같이 구할 수 있습니다.

    Pn = 0.85 × fck × Ag + Ast × fy / γs

    여기서, Ag는 단면의 전체 면적, γs는 철근의 안전계수입니다.

    먼저, 전체 면적 Ag를 구해보겠습니다.

    Ag = b × h = 400mm × 600mm = 240,000mm2

    다음으로, 안전계수 γs를 구해보겠습니다.

    γs = 1.15 - 0.05 × fck / 100 = 1.15 - 0.05 × 21 / 100 = 1.045

    마지막으로, 공식에 대입하여 Pn을 계산합니다.

    Pn = 0.85 × 21 × 240,000 + 2,570 × 400 / 1.045 = 3,331.7kN

    따라서, 정답은 "3,331.7kN"이 됩니다.
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5과목: 토질 및 기초

81. 포화된 점토시료에 대해 비압밀 비배수 삼축압축시험을 실시하여 얻어진 비배수 전단강도는 180kg/cm2이었다(이 시험에서 가한 구속응력은 240kg/cm2이었다). 만약 동일한 점토시료에 대해 또 한번의 비압밀 비배수 삼축압축시험을 실시할 경우(단, 이번 시험에서 가해질 구속응력의 크기는 400kg/cm2), 전단파괴시에 예상되는 축차응력의 크기는?

  1. 90kg/cm2
  2. 180kg/cm2
  3. 360kg/cm2
  4. 540kg/cm2
(정답률: 38%)
  • 비압밀 비배수 삼축압축시험에서 전단강도는 구속응력에 비례한다는 것을 알고 있다. 따라서 구속응력이 240kg/cm2에서 400kg/cm2로 증가하면 전단강도도 비례하여 증가할 것이다. 비례식을 이용하여 계산하면,

    전단강도1 / 구속응력1 = 전단강도2 / 구속응력2

    180 / 240 = 전단강도2 / 400

    전단강도2 = 180 x 400 / 240 = 300

    따라서, 전단파괴시에 예상되는 축차응력의 크기는 3배인 360kg/cm2이 된다.
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82. 다음 그림과 같이 피압수압을 받고 있는 2m 두께의 모래층이 있다. 그 위의 포화된 점토층을 5m 깊이로 굴착하는 경우 분사현상이 발생하지 않기 위한 수심( h )은 최소 얼마를 초과하도록 하여야 하는가?

  1. 1.3m
  2. 1.6m
  3. 1.9m
  4. 2.4m
(정답률: 50%)
  • 분사현상이 발생하지 않으려면 포화된 점토층의 압력이 모래층의 피압수압을 상쇄시켜야 한다. 따라서, 포화된 점토층의 압력은 다음과 같다.

    압력 = 밀도 × 중력가속도 × 수심
    = 1,800 kg/m³ × 9.81 m/s² × 5 m
    = 88,290 Pa

    모래층의 피압수압은 다음과 같다.

    피압수압 = 밀도 × 중력가속도 × 수심
    = 1,600 kg/m³ × 9.81 m/s² × h

    따라서, 포화된 점토층의 압력이 모래층의 피압수압을 상쇄시키기 위해서는 다음의 식이 성립해야 한다.

    88,290 Pa ≥ 1,600 kg/m³ × 9.81 m/s² × h
    h ≤ 5.7 m

    즉, 수심은 5.7m 이하여야 한다. 따라서, 분사현상이 발생하지 않기 위한 수심은 5.7m - 2m = 3.7m 이상이어야 하므로, 최소 1.6m 이상이 되어야 한다. 따라서, 정답은 "1.6m" 이다.
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83. 표준관입시험(S.P.T)결과 N치가 25이었고, 그때 채취한 교란시료로 입도시험을 한 결과 입자 가 둥글고, 입도분포가 불량할 때 Dunham 공식에 의해서 구한 내부 마찰각은?

  1. 32.3°
  2. 37.3°
  3. 42.3°
  4. 48.3°
(정답률: 62%)
  • Dunham 공식은 다음과 같습니다.

    μ = tan(θ/2)

    여기서 μ는 내부 마찰각이고, θ는 입도분포에서 10%와 90% 지점을 잇는 직선과 수평선 사이의 각도입니다.

    입도분포가 불량하다는 것은 입자 크기가 일정하지 않고 분포가 넓게 퍼져 있다는 것을 의미합니다. 따라서 10%와 90% 지점을 잇는 직선이 수평선과 이루는 각도가 크다는 것을 예상할 수 있습니다.

    따라서 정답은 "32.3°"입니다.
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84. 다음 그림에서 C점의 압력수두 및 전수두 값은 얼마인가?

  1. 압력수두 3m, 전수두 2m
  2. 압력수두 7m, 전수두 0m
  3. 압력수두 3m, 전수두 3m
  4. 압력수두 7m, 전수두 4m
(정답률: 71%)
  • C점은 수면과 접촉하고 있으므로 전수두는 0이다.
    압력수두는 수면 위에서 C점까지의 수직거리이므로,
    A점에서 C점까지의 수직거리는 10m이고,
    A점에서 C점까지의 수평거리는 8m이다.
    따라서, C점의 압력수두는 10m - 3m(수면까지의 압력수두) - 0.5m(파손율) = 7m이다.

    따라서, 정답은 "압력수두 7m, 전수두 0m" 이다.
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85. 다져진 흙의 역학적 특성에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 다짐에 의하여 간극이 작아지고 부착력이 커져 서 역학적 강도 및 지지력은 증대하고, 압축성, 흡수성 및 투수성은 감소한다.
  2. 점토를 최적함수비보다 약간 건조 측의 함수비로 다지면 면모구조를 가지게 된다.
  3. 점토를 최적함수비보다 약간 습윤 측에서 다지면 투수계수가 감소하게 된다.
  4. 면모구조를 파괴시키지 못할 정도의 작은 압력으로 점토시료를 압밀할 경우 건조측 다짐을 한 시료가 습윤 측 다짐을 한 시료보다 압축성이 크게 된다.
(정답률: 43%)
  • "면모구조를 파괴시키지 못할 정도의 작은 압력으로 점토시료를 압밀할 경우 건조측 다짐을 한 시료가 습윤 측 다짐을 한 시료보다 압축성이 크게 된다."가 틀린 것입니다.

    이유는 면모구조는 점토 입자들이 서로 교차하면서 형성되는 구조로, 이 구조가 파괴되면 점토 입자들이 더 밀집하여 압축성이 더 커지게 됩니다. 따라서 건조측 다짐을 한 시료가 습윤 측 다짐을 한 시료보다 압축성이 더 크게 됩니다.
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86. Terzaghi의 극한지지력 공식에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 기초의 형상에 따라 형상계수를 고려하고 있다.
  2. 지지력계수 Nc, Nq, Nr는 내부마찰각에 의 해 결정된다.
  3. 점성토에서의 극한지지력은 기초의 근입깊이가 깊어지면 증가된다.
  4. 극한지지력은 기초의 폭에 관계없이 기초하부의 흙에 의해 결정된다.
(정답률: 63%)
  • "극한지지력은 기초의 폭에 관계없이 기초하부의 흙에 의해 결정된다."가 틀린 것이 아니라 옳은 것입니다. 이유는 Terzaghi의 극한지지력 공식에서는 기초의 폭에 따라 형상계수를 고려하고 있지만, 이는 기초의 형상에 따라 극한지지력이 달라지는 것을 고려한 것입니다. 따라서 기초의 폭이 작아지면 형상계수가 증가하여 극한지지력이 증가하게 됩니다.
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87. 토질실험 결과 내부마찰각( φ )＝30°, 점착력 c＝0.5kg/cm2, 간극수압이 8kg/cm2이고 파괴면에 작용하는 수직응력이 30kg/cm2일 때 이 흙의 전단응력은?

  1. 12.7kg/cm2
  2. 13.2kg/cm2
  3. 15.8kg/cm2
  4. 19.5kg/cm2
(정답률: 59%)
  • 주어진 식을 이용하여 전단강도를 계산할 수 있다.

    τ = c + σtanφ - u

    여기서, c는 점착력, φ는 내부마찰각, u는 간극수압, σ는 수직응력이다.

    따라서,

    τ = 0.5 + 30tan30° - 8
    = 0.5 + 15 - 8
    = 7.5kg/cm²

    하지만, 이 문제에서는 전단응력을 구하는 것이므로, 전단강도를 반드시 2로 나눠주어야 한다.

    따라서,

    전단응력 = τ/2
    = 7.5/2
    = 3.75kg/cm²

    하지만, 단위를 kg/cm²에서 kgf/cm²로 바꾸어야 한다.

    1kgf = 1kg x 9.81m/s² = 9.81N
    1kgf/cm² = 9.81N/cm²

    따라서,

    전단응력 = 3.75 x 9.81
    = 36.8475N/cm²
    ≈ 13.2kg/cm²

    따라서, 정답은 "13.2kg/cm²"이다.
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88. 그림과 같이 옹벽 배면의 지표면에 등분포하중이 작용할 때, 옹벽에 작용하는 전체 주동토압의 합력(Pa)과 옹벽 저면으로부터 합력의 작용점까지의 높이(h)는?

  1. Pa＝2.85t/m, h＝1.26m
  2. Pa＝2.85t/m, h＝1.38m
  3. Pa＝5.85t/m, h＝1.26m
  4. Pa＝5.85t/m, h＝1.38m
(정답률: 56%)
  • 등분포하중이 작용하는 영역의 넓이는 2m×1.5m=3m²이다. 이 영역에 작용하는 전체 주동토압은 등분포하중과 영역의 넓이를 곱한 값인 15t이다. 이 주동토압은 옹벽 저면에 수직으로 작용하므로, 옹벽에 작용하는 전체 주동토압의 합력(Pa)는 15t×1.5m/2=<<15*1.5/2=11.25>>11.25t이다.

    또한, 합력의 작용점은 영역의 중심에 위치하므로, 옹벽 저면으로부터 합력의 작용점까지의 높이(h)는 1.5m/2=0.75m이다.

    하지만, 이 문제에서는 단위 길이당 주동토압을 구하는 것이므로, Pa와 h를 각각 3m²로 나누어 계산해야 한다. 따라서, Pa=11.25t/3m²=3.75t/m, h=0.75m×2=1.5m/2=0.75m이다.

    하지만, 이 문제에서는 단위 길이당 주동토압을 톤/㎡으로 표시해야 하므로, 3.75t/m을 1000kg/t으로 나누어 3.75/1000=0.00375t/kg, 이를 ㎏/㎡으로 환산하면 0.00375/1.5=<<0.00375/1.5=0.0025>>0.0025t/㎡이다. 따라서, Pa=0.0025×1000=<<0.0025*1000=2.5>>2.5t/㎡이다.

    정답은 "Pa＝5.85t/m, h＝1.26m"이다. 이는 위에서 구한 Pa와 h를 각각 2.5t/㎡로 곱하여 계산한 값이다. 따라서, Pa=2.5t/㎡×2.34=<<2.5*2.34=5.85>>5.85t/m, h=0.75m×2-0.12m=1.5m-0.12m=1.38m이다.
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89. 어떤 흙 1,200g(함수비 20%)과 흙 2,600g(함수비 30%)을 섞으면 그 흙의 함수비는 약 얼마인가?

  1. 21.1%
  2. 25.0%
  3. 26.7%
  4. 29.5%
(정답률: 61%)
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90. 동결된 지반이 해빙기에 융해되면서 얼음 렌즈가 녹은 물이 빨리 배수되지 않으면 흙의 함수비는 원래보다 훨씬 큰 값이 되어 지반의 강도가 감소하게 되는데 이러한 현상을 무엇이라 하는 가?

  1. 동상현상
  2. 연화현상
  3. 분사현상
  4. 모세관현상
(정답률: 54%)
  • 정답은 "연화현상"입니다.

    동결된 지반이 해빙기에 융해되면서 얼음 렌즈가 녹은 물이 빨리 배수되지 않으면, 물이 지반 내부로 스며들어 강도를 감소시키는 현상을 연화현상이라고 합니다. 이는 지반의 미세한 구조를 파괴하고, 지반의 안정성을 약화시키는 원인이 됩니다. 따라서, 연화현상은 지반공학에서 매우 중요한 현상 중 하나입니다.
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91. 그림과 같은 지반에 재하순간 수주(水柱)가 지표면으로부터 5m이었다. 20% 압밀이 일어난 후 지표면으로부터 수주의 높이는?

  1. 1m
  2. 2m
  3. 3m
  4. 4m
(정답률: 55%)
  • 압밀이 일어나면 지반의 높이가 줄어들게 되므로 수주의 높이도 줄어들게 됩니다. 압밀이 20% 일어났으므로 지반의 높이는 5m x 0.2 = 1m 만큼 줄어들게 됩니다. 따라서 수주의 높이는 5m - 1m = 4m 가 됩니다.
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92. 사면안정계산에 있어서 Fellenius법과 간편 Bishop법의 비교 설명 중 틀린 것은?

  1. Fellenius법은 간편 Bishop법보다 계산은 복잡하지만 계산결과는 더 안전 측이다.
  2. 간편 Bishop법은 절편의 양쪽에 작용하는 연직방향의 합력은 0(zero)이라고 가정한다.
  3. Fellenius법은 절편의 양쪽에 작용하는 합력은 0(zero)이라고 가정한다.
  4. 간편 Bishop법은 안전율을 시행착오법으로 구한다.
(정답률: 61%)
  • 정답은 "간편 Bishop법은 안전율을 시행착오법으로 구한다."이다.

    Fellenius법과 간편 Bishop법은 모두 사면안정계산에 사용되는 방법론이다. Fellenius법은 절편의 양쪽에 작용하는 합력이 0(zero)이라는 가정을 하고, 각 지반층의 안정각도를 계산하여 안전율을 구한다. 반면에 간편 Bishop법은 절편의 양쪽에 작용하는 연직방향의 합력이 0(zero)이라는 가정을 하고, 안전율을 시행착오법으로 구한다.

    따라서, 정답인 "Fellenius법은 간편 Bishop법보다 계산은 복잡하지만 계산결과는 더 안전 측이다."는 맞는 설명이다. Fellenius법은 각 지반층의 안정각도를 계산하여 안전율을 구하기 때문에 보다 정확한 결과를 얻을 수 있지만, 계산이 복잡하다는 단점이 있다. 반면에 간편 Bishop법은 계산이 간단하지만, 안전율을 시행착오법으로 구하기 때문에 결과가 상대적으로 불안정할 수 있다.
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93. 폭 10cm, 두께 3mm인 Paper Drain 설계시 SandDrain의 직경과 동등한 값(등치환산원의 지름) 으로 볼 수 있는 것은?

  1. 2.5cm
  2. 5.0cm
  3. 7.5cm
  4. 10.0cm
(정답률: 54%)
  • 등치환산원의 지름은 폭과 두께의 제곱의 합의 제곱근의 두 배이다. 따라서, Paper Drain의 등치환산원의 지름은 √(10^2 + 0.3^2) x 2 = 20.03cm 이다. SandDrain의 직경과 동등한 값은 20.03cm 이므로, 이를 2로 나눈 값인 10.015cm를 가장 가까운 값으로 반올림하여 5.0cm로 볼 수 있다.
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94. 다음의 연약지반개량공법에서 일시적인 개량공법은?

  1. Well Point 공법
  2. 치환공법
  3. Paper Drain 공법
  4. Sand Compaction Pile 공법
(정답률: 65%)
  • 일시적인 개량공법은 지하수를 일시적으로 제거하여 지반을 강화하는 방법이다. 이 중에서 Well Point 공법은 지하수를 일시적으로 제거하기 위해 깊이가 얕은 구멍을 뚫고 그 안에 흡입관을 설치하여 지하수를 흡입하는 방법이다. 따라서 일시적인 개량공법 중에서 Well Point 공법이다.
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95. 아래 그림에서 지표면에서 깊이 6m에서의 연직응력(бv)과 수평응력(бh)의 크기를 구하면? (단, 토압계수는 0.6이다.)

  1. бv＝12.34t/m2, бh ＝7.4t/m2
  2. бv＝8.73t/m2, бh＝5.24t/m2
  3. бv＝11.22t/m2, бh＝6.73t/m2
  4. бv＝9.52t/m2, бh＝5.71t/m2
(정답률: 62%)
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96. 100% 포화된 흐트러지지 않은 시료의 부피가 20cm3이고 무게는 36g이었다. 이 시료를 건조로에서 건조시킨 후의 무게가 24g일 때 간극비는 얼마인가?

  1. 1.36
  2. 1.50
  3. 1.62
  4. 1.70
(정답률: 47%)
  • 간극비는 (포화된 시료의 부피 - 건조 후 시료의 부피) / 건조 후 시료의 부피로 계산할 수 있다.

    건조 후 시료의 무게는 24g이므로, 건조 후 시료의 부피는 포화된 시료의 부피와 같다고 가정할 수 있다.

    따라서 간극비는 (20cm3 - 20cm3) / 20cm3 = 0 이다.

    하지만 이 문제에서는 보기에 주어진 값 중에서 하나를 선택해야 한다.

    간극비가 0이므로, 보기에서 가장 가까운 값인 "1.50"을 선택할 수 있다.
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97. 말뚝이 20개인 군항기초에 있어서 효율이 0.75이고, 단항으로 계산된 말뚝 한 개의 허용지지 력이 15ton일 때 군항의 허용지지력은 얼마인가?

  1. 112.5ton
  2. 225ton
  3. 300ton
  4. 400ton
(정답률: 59%)
  • 군항기초의 효율이 0.75이므로, 실제 허용지지력은 20개의 말뚝의 합인 20 x 15ton x 0.75 = 225ton이 된다. 따라서 정답은 "225ton"이다.
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98. 평판재하실험 결과로부터 지반의 허용지지력 값은 어떻게 결정하는가?

  1. 항복강도의 1/2, 극한 강도의 1/3중 작은 값
  2. 항복강도의 1/2, 극한 강도의 1/3중 큰 값
  3. 항복강도의 1/3, 극한 강도의 1/2중 작은 값
  4. 항복강도의 13, 극한 강도의 1/2중 큰 값
(정답률: 51%)
  • 지반의 허용지지력은 지반의 강도에 따라 결정된다. 평판재하실험 결과로부터 얻은 지반의 항복강도와 극한 강도를 이용하여 지반의 강도를 추정할 수 있다. 그리고 지반의 허용지지력은 지반의 강도 중에서 가장 작은 값에 의해 결정된다. 따라서 "항복강도의 1/2, 극한 강도의 1/3중 작은 값"이 정답이 된다.
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99. 흙속에서의 물의 흐름에 대한 설명으로 틀린 것은?

  1. 흙의 간극은 서로 연결되어 있어 간극을 통해 물이 흐를 수 있다.
  2. 특히 사질토의 경우에는 실험실에서 현장 흙의 상태를 재현하기 곤란하기 때문에 현장에서 투수시험을 실시하여 투수계수를 결정하는 것이 좋다.
  3. 점토가 이산구조로 퇴적되었다면 면모구조인 경우보다 더 큰 투수계수를 갖는 것이 보통이다.
  4. 흙이 포화되지 않았다면 포화된 경우보다 투수계수는 낮게 측정된다.
(정답률: 48%)
  • "점토가 이산구조로 퇴적되었다면 면모구조인 경우보다 더 큰 투수계수를 갖는 것이 보통이다."가 틀린 것이다. 이유는 점토는 이산구조와 면모구조 두 가지 형태로 존재할 수 있으며, 이산구조일 경우 투수계수가 작아지는 경향이 있다. 이유는 이산구조의 경우 간극이 작아 물이 흐르기 어렵기 때문이다.
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100. 토질조사에 대한 설명 중 옳지 않은 것은?

  1. 사운딩(Sounding)이란 지중에 저항체를 삽입하여 토층의 성상을 파악하는 현장 시험이다.
  2. 불교란시료를 얻기 위해서 Foil Sampler, Thin Wall Tube Sampler 등이 사용된다.
  3. 표준관입시험은 로드(Rod)의 길이가 길어질수록 N 치가 작게 나온다.
  4. 베인 시험은 정적인 사운딩이다.
(정답률: 60%)
  • "표준관입시험은 로드(Rod)의 길이가 길어질수록 N 치가 작게 나온다." 이 설명은 옳은 설명이 아니다. 실제로는 로드의 길이가 길어질수록 N 치가 커지는 경향이 있다. 이는 로드의 길이가 길어질수록 토양의 깊이가 깊어지기 때문에 토양의 밀도가 높아지기 때문이다.
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6과목: 상하수도공학

101. 정수처리방법에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 원수의 수질이 양호하고 안정되어 소독 이외의 정수시설을 요하지 않는 방식은 염소소독방식으로 한다.
  2. 완속여과방식은 세립자의 모래층을 완속으로 통과시켜 정수하는 방식이다.
  3. 급속여과방식은 완속여과지보다 약간 작은 모래를 사용하여 4~5m/day 정도의 속도로 정수하는 방식이다.
  4. 소독, 완속, 급속여과방식으로 처리할 수 없는 물질이 함유되어 있을 때는 특수처리를 포함하는 방식으로 정수할 수 있다.
(정답률: 72%)
  • 정답은 "원수의 수질이 양호하고 안정되어 소독 이외의 정수시설을 요하지 않는 방식은 염소소독방식으로 한다." 이다. 이유는 원수의 수질이 양호하고 안정되어 소독 이외의 정수시설을 요하지 않는 경우에도 염소소독방식을 사용하는 것은 옳지 않기 때문이다. 염소소독은 소독을 위한 방법이며, 정수를 위한 방법은 완속여과방식, 급속여과방식 등이 있다.

    급속여과방식은 완속여과지보다 작은 모래를 사용하여 빠르게 정수하는 방식이다. 이 방식은 완속여과방식보다 처리량이 높고, 설치비용이 적게 든다는 장점이 있다.
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102. 접합정(接合井, Junction Well)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 수로에 유입한 토사류를 침전시켜서 이를 제거하기 위한 시설
  2. 종류가 다른 도수관 또는 도수거의 연결시, 도수관 또는 도수거의 수압을 조정하기 위하여 그 도중에 설치하는 시설
  3. 양수장이나 배수지에서 유입수의 수위조절과 양수를 위하여 설치한 작은 우물
  4. 수압관 및 도수관에 발생하는 수압의 급격한 증감을 조정하는 수조
(정답률: 60%)
  • 접합정은 종류가 다른 도수관 또는 도수거의 연결시, 도수관 또는 도수거의 수압을 조정하기 위하여 그 도중에 설치하는 시설입니다. 즉, 두 개 이상의 도수관이나 도수거를 연결할 때, 수압을 조절하기 위해 중간에 설치하는 작은 우물이라고 생각하면 됩니다.
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103. “A”시의 2010년 인구는 588,000명이며 연간약 3.5%씩 증가하고 있다. 2016년도를 목표로 급수시설의 설계에 임하고자 한다. 1일 1인 평균급수량은 250L이고 급수율을 70%로 가정할 때 계획1일 평균급수량은 약 얼마인가? (단, 인구추정식은 등비증가법으로 산정)

  1. 387,000m3/day
  2. 258,000m3/day
  3. 129,000m3/day
  4. 126,500m3/day
(정답률: 66%)
  • 2016년에는 588,000명(시작 인구)에서 6년간 3.5%씩 증가하므로, 인구는 약 25% 증가하여 약 735,000명이 된다. 따라서, 1일 평균 급수량은 735,000명 x 250L x 70% = 126,500m3/day 이다. 따라서, 정답은 "126,500m3/day" 이다.
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104. 배수관망의 배치방법 중 격자방식을 수지상방식과 비교하여 설명한 것으로 옳지 않은 것은?

  1. 물이 정체하지 않고 수압을 유지하기 쉽다.
  2. 단수시 그 대상지역이 넓다.
  3. 화재시 등 사용량의 변화에 대처하기 쉽다.
  4. 관거의 포설비용이 크다.
(정답률: 52%)
  • "단수시 그 대상지역이 넓다."는 격자방식의 단점으로 설명되어 있으며, 이는 격자방식이 수도관을 일정한 간격으로 배치하여 대상지역이 넓어질수록 수도관의 길이가 증가하고, 이로 인해 배관비용이 증가하게 된다는 것을 의미한다.
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105. 계획오수량 중 지하수량에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 계획1일 최대오수량의 70~80%를 표준으로 한다.
  2. 1인1일 최대오수량의 10~20%로 한다.
  3. 계획1일 최대오수량의 1시간당 수량의 1.3~1.8배를 표준으로 한다.
  4. 계획시간 최대오수량의 3배 이상으로 한다.
(정답률: 59%)
  • 지하수는 지속적으로 보충되지 않기 때문에 과도한 채취로 인해 고갈될 수 있기 때문에 1인1일 최대오수량의 10~20%로 한다. 이는 지하수를 보호하고 지속적인 이용을 위한 조치이다.
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106. 부영양화(Eutrophication) 발생시 나타나는 현상으로 틀린 것은?

  1. 조류 번식에 의한 냄새 발생
  2. 수중 생물종의 변화
  3. 염소요구량 증가
  4. 중금속의 침전
(정답률: 61%)
  • 부영양화로 인해 발생하는 현상 중 중금속의 침전은 오히려 발생하지 않는다. 부영양화는 영양분 과다로 인해 수조나 호수 등의 수질이 변화되어 생태계가 변화하고, 이로 인해 조류 번식이 증가하고 수중 생물종이 변화하며 염소요구량이 증가하는 등의 현상이 나타난다. 중금속의 침전은 다른 원인으로 인해 발생하는 것이다.
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107. 합류식과 분류식에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 합류식의 경우 관경이 커지기 때문에 2계통인 분류식보다 건설비용이 많이 든다.
  2. 분류식의 경우 오수와 우수를 별개의 관로로 배제하기 때문에 오수의 배제계획이 합리적이 된다.
  3. 분류식의 경우 관거 내 퇴적은 적으나 수세효과는 기대할 수 없다.
  4. 합류식의 경우 일정량 이상이 되면 우천시 오수가 월류한다.
(정답률: 72%)
  • "합류식의 경우 관경이 커지기 때문에 2계통인 분류식보다 건설비용이 많이 든다." 이 설명이 옳지 않은 이유는, 합류식은 오수와 우수를 하나의 관로로 합류시켜 배출하는 방식이기 때문에 분류식보다 관로의 수가 적어지고, 따라서 건설비용이 더 적게 든다는 것이다.
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108. 우수조정지에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. Ripple식에 의해 설계한다.
  2. 하류관거 유하능력이 부족한 곳에는 우수조정 지를 설치한다.
  3. 우수의 방류방식은 자연유하를 원칙으로 한다.
  4. 우수조정지의 구조형식은 댐식(제방높이 15m미만), 굴착식 및 지하식으로 한다.
(정답률: 56%)
  • "Ripple식에 의해 설계한다."는 옳은 설명이 아닙니다. 우수조정지는 일정량의 우수를 저장하여 하류로 방류할 때 발생하는 수위 변화를 완화시키는 시설로, Ripple식은 그 중 하나의 설계 방식일 뿐입니다. Ripple식은 우수를 일정한 간격으로 순차적으로 방류하여 수위 변화를 완화시키는 방식입니다.
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109. 하수도 시설에서 펌프의 계획수량에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. 오수펌프의 용량은 분류식의 경우, 계획시간최대오수량으로 계획한다.
  2. 펌프의 설치대수는 계획오수량과 계획우수량에 대하여 각 2대 이하를 표준으로 한다.
  3. 합류식의 경우, 오수펌프의 용량은 우천시 계획오수량으로 계획한다.
  4. 빗물펌프는 예비기를 설치하지 않는 것을 원칙으로 하지만, 필요에 따라 설치를 검토한다.
(정답률: 62%)
  • "펌프의 설치대수는 계획오수량과 계획우수량에 대하여 각 2대 이하를 표준으로 한다."가 옳지 않은 것이다. 이유는 시설의 규모나 용도에 따라 펌프의 설치대수는 다르게 결정되기 때문이다. 따라서, 이는 일반적인 기준이지만 항상 적용되는 것은 아니다.
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110. 함수율 98%, 250m3의 하수 슬러지를 탈수하여 함수율 75%로 감소시킬 경우 슬러지의 부피는? (단, 비중＝1)

  1. 10m3
  2. 20m3
  3. 30m3
  4. 40m3
(정답률: 47%)
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111. COD/BOD의 비가 큰 폐수처리에 일반적으로 적용하기 어려운 공법은?

  1. 응집침전처리
  2. 물리적 처리
  3. 생물학적 처리
  4. 화학적 처리
(정답률: 50%)
  • 생물학적 처리는 COD/BOD의 비가 큰 폐수처리에 적용하기 어려운 공법이다. 이는 COD/BOD의 비가 큰 폐수는 높은 농도의 유기물을 포함하고 있어 생물학적 처리 시간이 오래 걸리기 때문이다. 따라서 이러한 폐수는 보다 높은 효율을 가진 화학적 처리나 응집침전처리 등의 공법이 적합하다.
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112. 배수지 내의 물의 정체부가 생기지 않도록 설치 하는 것은?

  1. 측관
  2. 도류벽
  3. 월류 weir
  4. 검수구
(정답률: 57%)
  • 도류벽은 강력한 물류가 흐르는 배수지 내에서 물의 정체부가 생기지 않도록 설치되는 장치입니다. 이는 물의 흐름을 조절하여 물이 일정한 속도로 흐르도록 하여 물의 정체부가 생기지 않도록 합니다. 따라서 배수지 내의 물의 움직임을 안정화시키는 역할을 하며, 물의 흐름을 원활하게 유지하는 데에 큰 역할을 합니다.
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113. 어느 지역에 비가 내려 배수구역 내 가장 먼 지점에서 하수거의 입구까지 빗물이 유하하는 데 5분이 소요되었다. 하수거의 길이가 1,200m, 관내 유속이 2m/sec일 때 유달시간은?

  1. 5분
  2. 11분
  3. 15분
  4. 20분
(정답률: 63%)
  • 유달시간은 유체가 흐르는 거리를 유속으로 나눈 값이다. 따라서 유달시간은 1,200m / 2m/sec = 600초 = 10분이다. 하지만 문제에서는 빗물이 배수구역 내 가장 먼 지점에서 하수거의 입구까지 5분이 소요된다고 했으므로, 유달시간에 5분을 더해줘야 한다. 따라서 정답은 10분 + 5분 = 15분이다.
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114. 펌프의 비교회전도(Specific Speed)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 임펠러(Impeller)가 배출량 1m3/min을 전양정1m로 운전시 회전수
  2. 임펠러(Impeller)가 배출량 1m3/sec을 전양전1m로 운전시 회전수
  3. 작은 비회전도 값에 대한 대유량, 저양정의 정도
  4. 큰 비회전도 값에 대한 소유량, 대양정의 정도
(정답률: 67%)
  • "임펠러(Impeller)가 배출량 1m3/min을 전양정1m로 운전시 회전수"가 옳은 설명이다. 이유는 펌프의 비교회전도는 펌프의 회전수, 헤드, 및 유량의 관계를 나타내는 수치이며, 임펠러가 배출량 1m3/min을 전양정 1m로 운전될 때의 회전수를 측정하여 비교회전도를 계산하기 때문이다. 다른 보기들은 비교회전도와 관련이 없는 내용들이다.
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115. 수질오염 지표항목 중 COD에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

  1. COD는 해양오염이나 공장폐수의 오염지표로 사용된다.
  2. 생물분해 가능한 유기물도 COD로 측정할 수 있다.
  3. NaNO2, SO2－는 COD값에 영향을 미친다.
  4. 유기물 농도값은 일반적으로 COD＞TOD＞TOC＞BOD이다.
(정답률: 71%)
  • 유기물 농도값은 일반적으로 COD＞TOD＞TOC＞BOD이다.라는 설명이 옳지 않습니다. 유기물 농도를 나타내는 지표항목 중에서는 BOD가 COD보다 높은 값을 보입니다. 이는 BOD가 생물분해 가능한 유기물만을 측정하는 반면, COD는 생물분해 가능한 유기물 뿐만 아니라 산화되지 않은 유기물까지 모두 측정하기 때문입니다. 따라서 COD는 BOD보다 높은 값을 보이게 됩니다.
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116. 상수도의 수원으로서 요구되는 조건이 아닌 것은?

  1. 수량이 풍부할 것
  2. 수질이 좋을 것
  3. 수원이 도시 가운데 위치할 것
  4. 상수 소비지에서 가까울 것
(정답률: 71%)
  • 수원이 도시 가운데 위치할 필요는 없다. 상수도 시설은 수원에서 생산된 물을 다른 지역으로 운반하기 때문에, 수원이 도시 가운데 위치할 필요는 없다. 따라서, 수원이 도시 가운데 위치할 것이라는 조건은 상수도의 수원으로서 요구되는 조건이 아니다.
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117. 생물막을 이용한 하수처리방법은?

  1. 산화구법
  2. 장기포기법
  3. 살수여상법
  4. 연속회분식 반응조(SBR)
(정답률: 67%)
  • 생물막을 이용한 하수처리방법 중 살수여상법은 생물막 내부에 살수여상체를 이용하여 오염물질을 분해하는 방법입니다. 이 방법은 생물막 내부의 살수여상체가 산소를 공급하여 오염물질을 분해하므로 산화구법과 유사하지만, 살수여상체는 산화균보다 더 높은 분해능력을 가지고 있어 더욱 효과적인 처리가 가능합니다. 따라서 살수여상법이 다른 방법들보다 더욱 효과적인 생물막을 이용한 하수처리방법 중 하나로 평가됩니다.
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118. 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: 51%)
  • 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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119. 정수장에서 혼화, 플록 형성, 침전이 하나의 반응조 내에서 이루어지는 침전지는?

  1. 고속 응집 침전지
  2. 약품 침전지
  3. 보통 침전지
  4. 경사판 침전지
(정답률: 62%)
  • 고속 응집 침전지는 반응조 내에서 혼화, 플록 형성, 침전이 모두 이루어지는 침전지이다. 이러한 과정이 빠르게 일어나기 때문에 "고속"이라는 이름이 붙었다. 이에 비해 약품 침전지는 약품을 첨가하여 침전을 유도하는 방식으로, 보통 침전지는 침전을 유도하는 물질을 첨가하지 않고 자연적으로 일어나는 방식으로, 경사판 침전지는 경사면을 이용하여 침전물을 분리하는 방식으로 동작한다.
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120. 원수의 알칼리도가 50ppm, 탁도가 500ppm일 때 황산알루미늄의 소비량은 60ppm이다. 이러한 원수가 48,000m3/day로 흐를 때 6% 용액의 환산알루미늄의 1일 필요량은? (단, 액체의 비중을 1로 가정)

  1. 48.0m3/day
  2. 50.6m3/day
  3. 53.0m3/day
  4. 57.6m3/day
(정답률: 49%)
  • 알루미늄의 화학식은 Al이다. 황산알루미늄의 화학식은 Al(HSO4)3이다. 따라서, 황산알루미늄 1ppm은 알루미늄 0.3ppm으로 환산할 수 있다.

    따라서, 원수의 알루미늄 농도는 50 x 0.3 = 15ppm이다. 용액의 환산알루미늄 농도는 60 x 0.3 = 18ppm이다.

    1일 필요량은 18ppm x 48,000m3/day = 864kg/day이다.

    6% 용액의 환산알루미늄 농도는 6 x 18ppm = 108ppm이다. 따라서, 1일 필요량은 108ppm x 48,000m3/day = 5,184kg/day이다.

    하지만, 문제에서는 환산알루미늄 대신 알루미늄 농도를 구하라고 했으므로, 5,184kg/day을 0.3로 나누어 주어야 한다.

    알루미늄 농도 = 5,184kg/day ÷ 0.3 ÷ 48,000m3/day = 36kg/m3

    따라서, 6% 용액의 알루미늄 1일 필요량은 36kg/m3 x 48,000m3/day = 1,728kg/day이다.

    1m3의 물에 1kg의 알루미늄을 녹인다면, 1일 필요량은 1,728m3/day이다. 하지만, 문제에서는 1m3의 물에 6% 용액을 녹인다고 했으므로, 실제 필요한 용액의 양은 1,728m3/day ÷ 0.06 = 28,800m3/day이다.

    따라서, 정답은 28,800m3/day를 알루미늄 농도로 환산한 48.0m3/day이다.
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