난이도 및 평가

난이도 하,  전단응력의 분포를 분석하는 문제

해설

전단응력은 보의 단면에서 전달력 V에 의해 발생하며, 중립축에서 멀어질수록 전단응력의 크기가 감소

난이도 및 평가

난이도 하, 두 기둥의 좌굴 임계하중의 비율

해설

난이도 및 평가

난이도 중, 얇은 원통형 압력용기의 내압에 의해 발생하는 원통방향 응력​과 길이방향 응력

해설

난이도 및 평가

난이도 상, 트러스 구조에서 주어진 부재 AD의 변형률을 구하는 문제

해설

부재 AD에 작용하는 축 하중 P(AD)는 하중 P가 두 부재 AD와 BD에 분배된다는 점을 고려, 하중은 트러스의 대칭성과 각도에 따라 두 부재로 나누어지며, 부재 AD에 걸리는 하중은 다음과 같이 계산

난이도 및 평가

난이도 중 , 케이블 정리 이용

해설

1. 그림과 같은 부정정보에서 B지점의 수직반력의 크기[kN]는?
(단, 보의 자중은 무시하며, 휨강성 EI는 일정하다)

① 10

② 20

③ 30

④ 40

난이도

난이도 하 

해설

등분포 하중이 가해질 때 처짐과 B지점의 반력으로 인한 처짐의 차이가 0이 되면 반력을 구할 수 있다

공식은 외워두는게 좋다 

2. 그림과 같이 직사각형 단면을 가지는 단주가 있다. 도심으로부터 a만큼 일축 편심되어 수직하중 3P가 작용할 때, C점에서 발생하는 수직응력의 크기는? (단, 기둥의 자중은 무시한다)

난이도

난이도 중

해설

3. 그림과 같이 동일한 크기의 등분포하중 w를 받고 있는 두 개의 탄성보가 있다. 탄성보(a)의 최대 정모멘트의 크기가 10kNㆍm이면, 탄성보(b)의 최대 정모멘트의 크기[kNㆍm]는? (단, 두 보의 자중은 무시하며, 휨강성 EI는 일정하다)

① 10

② 20

③ 30

④ 40

난이도 및 평가

난이도 중 

해설

공식 암기 필수

4. 그림과 같은 3경간 연속보에서 중앙점인 C점의 정성적인 휨모멘트의 영향선은? (단, 보의 휨강성 EI는 일정하다)

난이도 및 평가

난이도 상

해설

5. 그림과 같이 탄성 케이블의 중앙에 수직하중 P가 작용하는 케이블에 40MPa의 인장응력이 발생할 때, 수직하중 P의 크기[kN]는? (단, 케이블의 단면적은 2,500mm²이며, 케이블의 자중은 무시한다)

난이도 및 평가

난이도 중

해설

문제가 그나마 깔끔하게 나온게

피타고라스가 3:4:5로 나와서

y방향의 반력과 케이블의 인장력 비율이
3:5로 계산하면 금방나온다.

난이도 및 평가

난이도 하,  에너지 손실 공식

문 10. 어떤 지역의 4hr-단위도가 다음 표와 같이 주어져 있다. 이 지역의 처음 4시간 유효강우량은 2cm이고 이후 4시간 유효강우량은 3cm일 때, 총 직접유출량[m³/s]은?

① 90 ② 100

③ 110 ④ 120

난이도 및 평가

난이도 상, 유출량 계산

해설

*단위도 Q-t그래프

단위도 면적 : 총 직접유출량 = Q-t그래프 면적

문 11. 유속계를 이용하여 10m 수심의 하천에서 유속을 측정하였다. 수면 아래 2m, 4m, 6m, 8m 지점에서 측정된 유속이 각각 3m/s, 4m/s, 2m/s, 1m/s일 때, 3점법으로 구한 평균유속[m/s]은?

① 2.0 ② 2.3

③ 2.5 ④ 3.0

난이도 및 평가

난이도 하,  측점 수에 따른 평균유속

해설

문 12. 하천의 수위계산에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 수면과 에너지선과의 간격이 크다면, 그 원인은 완만한 하상경사 때문일 가능성이 크다.

② 하천구간 상류와 하류 지점 간에 에너지경사가 급격하게 변화했다면, 두 지점 사이에 계산 단면을 추가하여 다시 계산하는 것이 바람직하다.

③ 일반적으로 상류흐름(subcritical flow)의 경우, 하천의 하류부터 수위 계산을 시작하여 상류방향으로 진행한다.

④ 직접축차법은 표준축차법에 비하여 계산은 간단하지만 특정 지점의 수위를 직접 계산하기 어려운 단점이 있다.

난이도 및 평가

난이도 상, 하천의 수위계산

해설

*하천 수위 계산법

1.직접 축차 계산법

-기지점 수위로부터 등간격 분할

2.표준 축차 계산법(일반식)

-지배단면으부터 계산

-시행착오 법에 의해 일반화된 수면곡선식 결정

①수면과 에너지선과의 간격이 크다면, 그 원인은 급격한 하상경사 때문일 가능성이 크다.

1. 이암(Mud-stone)의 정의 및 특성

이암(Mud-stone)은 미세한 입자로 구성된 퇴적암의 일종으로, 주로 점토와 실트로 이루어져 있습니다. 이암은 매우 치밀하고 강도가 낮은 편이며, 습윤 상태에서 쉽게 붕괴될 수 있는 특성을 가지고 있습니다.

2. 비화(Slaking) 현상의 정의

비화(Slaking)는 이암이 물에 노출될 때 물리적, 화학적 작용에 의해 부서지고 붕괴되는 현상을 의미합니다. 이 현상은 이암의 구조적 안정성을 크게 저하시켜 공학적 문제를 초래할 수 있습니다.

3. 비화 현상의 원인

흡수력 증가: 이암이 물을 흡수하면서 부피가 팽창하여 미세한 균열이 발생하고, 이로 인해 쉽게 부서짐

화학적 분해: 물과의 화학적 반응으로 인해 이암의 결합력이 약화

기계적 붕괴: 물의 침투로 인해 이암 내부의 입자 간 결합이 약해져 기계적 붕괴가 촉진

4. 비화 현상의 영향

지반 안정성 저하: 비화로 인해 지반의 강도가 저하되어 구조물의 안정성이 위협

침하 및 붕괴: 터널, 도로, 건물 기초 등 구조물의 침하 및 붕괴를 유발

배수 문제: 비화된 이암이 물의 흐름을 방해하여 배수 문제를 발생

5. 기초검토 시 고려사항

5.1. 지질 조사

정밀 지질 조사: 이암의 분포, 두께, 물리적 및 화학적 특성을 정확히 조사합니다.

수분 상태 평가: 이암의 수분 함량과 지하수의 위치를 평가하여 비화 가능성을 예측합니다.

5.2. 설계 고려사항

기초 유형 선정: 비화에 민감한 지역에서는 깊이 기초나 말뚝 기초와 같은 보강된 기초 시스템을 고려

배수 설계: 지하수 및 표면수의 침투를 최소화할 수 있는 적절한 배수 시스템을 설계

5.3. 시공 단계

시공 중 배수 관리: 시공 중 물의 유입을 최소화하고 배수 관리

보강재 사용: 필요시 지반 보강재를 사용하여 이암의 강도를 향상

5.4. 유지보수 및 모니터링

정기 모니터링: 구조물 주변 지반의 상태를 정기적으로 모니터링

사후 관리: 비화 현상이 발생할 경우 즉각적인 보수 작업을 실시하여 구조물의 안전을 유지

1. 정의

굴진율(TBM Penetration Rate)은 TBM이 단위 시간 동안 전진한 거리를 의미합니다. 일반적으로 m/day 또는 mm/min 단위로 표현되며, 굴진 작업의 효율성을 평가하는 중요한 지표

NPR=P×RPM

NPR은 순굴진율로, TBM의 굴진율을 더욱 구체적으로 표현하는 방식

P는 한 회전당 굴착된 거리 (mm/rev)

RPM은 분당 회전수 (revolutions per minute)

2. 굴진율의 중요성

높은 굴진율은 공사 기간을 단축하고 비용을 절감할 수 있으며, 반대로 낮은 굴진율은 프로젝트 지연과 추가 비용을 초래

3. 굴진율 최대화를 위한 고려사항

정밀한 지질 조사: 굴착 구간의 지질 조건을 사전에 철저히 조사하여 TBM의 종류와 설정을 최적화합니다.

TBM의 적절한 유지 보수: 정기적인 유지 보수를 통해 TBM의 성능을 유지하고, 컷터 헤드 등의 주요 부품을 적시에 교체합니다.

작업 환경 관리: 작업 환경을 최적화하여 작업자의 피로를 줄이고, 효율성을 높입니다.

실시간 모니터링 시스템: TBM의 작업 상태를 실시간으로 모니터링하여 문제 발생 시 신속히 대응할 수 있도록 합니다.

적절한 운영 전략: 지반 조건에 따라 굴착 속도와 압력을 적절히 조절하여 최적의 굴진율을 유지합니다.

4. 굴진율 영향 요소

지질 조건: 암석의 강도, 지하수의 존재 등

TBM의 성능: TBM의 종류, 컷터 헤드의 상태 등

운영 조건: 작업자의 숙련도, 작업 환경, 유지 보수 상태 등

지하수 및 압력 조건: 지하수의 존재와 압력 상태가 굴진율에 영향을 미침

5. 굴진율 향상 사례

서울 지하철 9호선 건설 시 TBM을 사용한 터널 굴착에서 굴진율 향상을 위해 사전 지질 조사를 철저히 하고 최신 TBM을 도입한 결과, 계획된 일정보다 20% 이상 빠르게 프로젝트를 완료하였고 이를 통해 TBM의 굴진율을 향상시키는 것이 얼마나 중요한지를 잘 보여줍니다.

문 6. 그림은 점토에 대한 압밀비배수 삼축압축시험에 대한 응력경로를 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 전응력경로와 유효응력경로 사이의 평균응력 차이는 과잉간극수압이다.

② ㉠은 정규압밀점토의 유효응력경로이고, ㉡은 정규압밀점토의 전응력경로이다.

③ ㉢은 과압밀점토의 유효응력경로이고, ㉣은 과압밀점토의 전응력경로이다.

④ ㉤은 과압밀점토의 정(＋)의 과잉간극수압이 발생하는 유효응력경로이다.

난이도 및 평가

난이도 상,  응력경로의 의미를 정확하게 파악하고 있어야 풀수 있는 문제이며 개념을 완벽하게 이해해야 한다.

해설

④㉤의 경로는 존재 하지 않는다.

문 7. 순수 모래를 이용하여 250kPa의 구속압 상태에서 삼축압축시험을 수행하였을 때, 파괴 시 축차응력이 500kPa로 측정되었다. 이 시료의 내부마찰각과 수평면으로부터 파괴면의 각도는?

난이도 및 평가

난이도 하,  공식을 통해풀거나 그래프를 통해 푸는 문제이며 빈출문제이다.

해설

문 8. 아주 오래 전에 조성된 점토사면이 집중 강우로 붕괴되었다. 붕괴된 사면을 보수 보강하기 위한 점토 사면의 안정해석에 적절한 전단강도정수 산정 시험은?

① 압밀배수(CD) 삼축시험

② 압밀비배수(CU) 삼축시험

③ 비압밀비배수(UU) 삼축시험

④ 압밀비배수(CU)와 비압밀비배수(UU) 삼축시험 둘 다

난이도 및 평가

난이도 중,  각 시험이 어떠한 경우에 시행되는지 알아야하며 어렵지는 않으나 그래프와 함께 이해할 필요가 있다.

해설

문 9. 그림과 같은 침투 조건에 대한 설명으로 옳은 것은? (단, 각 흙의 단면적은 일정하다)

① 1번 흙에서의 유속이 가장 빠르다.

② 3번 흙에서의 유속이 가장 빠르다.

③ 3번 흙에서의 동수경사가 가장 크다.

④ 1번 흙과 2번 흙의 동수경사는 동일하다.

난이도 및 평가

난이도 최상,  가로로 투수가 되는것 같지만 실제로는 위에서 아래로 흐르는 흐름이라는 걸 파악하는게 제일 중요하다.

해설

난이도 및 평가

난이도 ,  극한지지력 계산

해설

 소하천정비법 제정 : '95.1

1. 소하천정비법의 목적

1)소하천의 정비, 이용, 관리 및 보전에 관한 사항을  규정함으로써 재해를 예방하고 생활환경의 개선에 기여함을 목적으로 함

2. 용어 정의

1)소하천 : 하천법의 적용 또는 준용을 받지 아니하는 하천으로서 제3조의 규정에 의하여 그 명칭과 구간이 지정․고시된 것을 말함

2)소하천구역 : 다음 각목의 1에 해당하는 구역을 말한다.

가. 소하천의 형상과 기능을 유지하고 있는 토지의 구역

나. 소하천시설이 설치된 토지의 구역

다. 제방이 있는 곳은 그 제방으로부터 물이 흐르는 측의 토지의 구역

3. 소하천의 지정 및 관리청

①  소하천은 특별자치시장ㆍ시장ㆍ군수 또는 구청장이 지정하거나 그 지정을 변경 또는 폐지한다.

② 특별자치시장ㆍ시장ㆍ군수 또는 구청장은 제1항에 따라 소하천을 지정하거나 그 지정을 변경 또는 폐지하려는 경우에는 관계 특별시장ㆍ광역시장ㆍ도지사ㆍ특별자치도지사와 협의한 후 기초소하천관리위원회 또는 광역소하천관리위원회의 심의를 거쳐야 한다.

③ 소하천의 정비와 그 유지관리는 이 법 또는 다른 법률에 특별한 규정이 있는 경우를 제외하고는 소하천을 지정한 시장․군수 및 자치구의 구청장이 이를 관장한다.

4. 소하천 지정기준(시행령)

1)대상 : 일시적이 아닌 유수가 있거나 있을 것으로 예상되는 구역

2)규모 : 평균하폭 2m 이상, 총연장 500m 이상

5. 법정하천의 분류(하천법상)

1) 국가하천 : 국토보전상 또는 국민경제상 중요한 하천으로서

국가가 관리하는 하천(과거, 직할하천)

1.1. 유역면적 합계가 200제곱킬로미터 이상인 하천

1.2. 다목적댐의 하류 및 댐 저수지로 인한 배수영향이 미치는 상류의 하천

1.3. 유역면적 합계가 50제곱킬로미터 이상이면서 200제곱킬로미터 미만인 하천

2) 지방하천: 지방의 공공이해와 밀접한 관계가 있는 하천으로서 시ㆍ도지사가 그 명칭과 구간을 지정하는 하천

1. 기본홍수량

1.1정의

하천이나 유역에서 인위적 유역 개발이나 유량 조절 시스템에 의해 영향을 받지 않고 자연 상태에서 발생하는 홍수량을 의미

1.2 산정방법

 홍수빈도 분석을 사용하여  장기간에 걸친 수문 데이터를 기반으로 하여 일정 기간 내에 발생할 수 있는 최대 홍수량을 예측

특정 연도 빈도(예: 100년 빈도 홍수)의 홍수량을 산정하기 위해 일반적으로 극치 이론에 기반한 통계 모델이 사

2. 계획홍수량

2.1정의

하천 유역 개발, 홍수 방어 계획, 이수 계획, 내수 배제 계획 등에 따라 조절되는 홍수량. 기본홍수량을 기반으로 하여 인위적으로 조정되며, 하천의 효율적 관리 및 홍수 피해 최소화를 목표

2.2 산정방법

1. 유역 모델링: 유역의 지형학적, 기상학적 특성을 분석하여 유역 모델을 개발합니다. 이는 강우-유출 모델을 생성하는 데 사용

2. 강우 시나리오 생성: 다양한 강우 시나리오를 생성하여 예상되는 강우 패턴과 강도를 모델링합니다.

3. 유출 분석: 생성된 강우 시나리오를 기반으로 유출량을 계산합니다. 이 과정에서 하천의 유량 조절 능력과 하천 시설의 영향을 평가합니다.

4. 조절 댐과 수문 운영 시뮬레이션: 조절 댐과 수문의 운영을 시뮬레이션하여 최적의 운영 계획을 수립합니다.

5. 위험 분석 및 조정: 계획홍수량을 조정하여 하천의 안전성을 최대화하고, 하류 지역의 홍수 위험을 최소화합니다.

3. 결론

기본홍수량과 계획홍수량을 정확하게 산정하고 이를 효과적으로 관리하는 것은 하천의 지속 가능한 개발 및 홍수 위험 감소에 기여하며 두 수치는 하천 설계, 유역 개발, 그리고 재난 관리 계획의 기초로서, 과학적이고 체계적인 접근을 필요로 하며 이를 통해 보다 안전하고 지속 가능한 하천 환경을 조성하는데 기