문 1. 그림과 같이 흙의 삼상체계를 표시할 때, 간극의 부피(Vv), 물만의 중량(Ww), 흙입자만의 중량(Ws)은?
(단 Wa는 공기의 중량, e는 간극비, Gs는 흙입자의 비중, w는 함수비,  γw는 물의 단위중량, Vs는 흙입자만의 부피이다.)

난이도 및 평가

난이도 하,  난이도는 낮지만 생각보다 흙의 삼상을 외우지 않는사람이 많아서 헷갈릴 수 있음

해설

문 2. 그림과 같은 미소요소에 수직응력과 전단응력이 작용하고 있다면, 발생 가능한 최소주응력 및 최대주응력은? (단, Mohr원에서 수직응력의 경우 압축력을 (＋)로, 전단응력의 경우 반시계방향을 (＋)로 표시하며, 단위는 kN/m²이다)

난이도 및 평가

난이도 중,  공식만 외우면 풀기쉬운 문제이기도 하지만 사분면 상에 좌표계로 풀는 방법도 알고 있어야 한다.

해설

문 3. 포화된 점성토의 압밀비배수 삼축압축시험에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 전응력과 유효응력의 파괴포락선은 동일하지 않다.
② 파괴 시 간극수압을 측정할 수 있다.
③ 전단과정에서 시료의 체적변화가 발생한다.
④ 전응력 Mohr원과 유효응력 Mohr원의 크기는 같다.

난이도 및 평가

난이도 , 

해설

① 과잉간극수압이 발생하기 때문에 전응력과 유효응력의 파괴포락선은 다르다.
② 축차응력이 발생하면 과잉간극수압이 발생하고 파괴 시 간극수압을 측정할 수 있다.
③ 축차응력발생 시 전단응력이 발생하나 비배수 상태기 때문에 체적변화는 없다.
④ 간극수압으로 인하여 수직응력의 좌표가 변할뿐이지 모어원 크기는 같다.

문 4. Terzaghi의 1차원 압밀이론에 사용된 가정조건으로 옳지 않은 것은?

① 흙은 완전히 포화되어 있다.
② 흙입자는 압축성이다.
③ Darcy의 법칙이 성립된다.
④ 물은 비압축성이다.

난이도 및 평가

난이도 하,  기사수준에서 자주나오는 문제이며 해설을 외우면 아주 편하다.

해설

Terzaghi 1차원 압밀이론 가정

흙은 균질하며 균등하다

흙은 완전히 포화되어 있다.

흙입자와 물은 비압축성

물은 연직방향으로만 흐르고 흐름방향으로 압밀

Darcy법칙을 따름

문 5. 두께가 2cm인 점토시료에 대해 상재압 20kN/m²으로 일면배수 실내압밀시험을 실시하였을 때, 10분 경과 후 평균과잉간극수압이 12kN/m ² 이 되었다. 동일한 점토로 구성된 4m 두께의 점토층이 양면배수조건에서 40% 압밀되는 데 소요되는 시간은?
(단, 압밀도 40%와 60%에 대한 시간계수 Tv는 각각 0.13과 0.29이다)

① 500분 ② 25,000분 ③ 100,000분 ④ 400,000분

난이도 및 평가

난이도 하,  공식만 알고있으면 쉽게 푸는 문제이다.

해설

2023.01.28 - [토질역학] - 7급 공무원 토질역학 공부법 1탄

2023.02.03 - [토질역학] - 7급 공무원 토질역학 공부법 2탄(단원별 출제포인트)

2023.02.05 - [토질역학] - 7급 공무원 토질역학 공부법 3탄(단원별 출제포인트)

3. 단원별 출제포인트

 4.1.  전단강도

   4.1.1. Mohr원(모어원)★★★

    - 모어원은 응용역학에도 나오지만 토질역학에서도 굉장히 자주나오는 개념이다. 주의할점이라면 응용역학에서는 압축력이 (-)부호 이지만 흙에서는 압축력은 (+)이다. 

이 공식을 외우고 있는게 좋다. 그러나 그래프에 그려서 풀 줄도 알아야한다.

  4.1.2. 삼축압축시험★★★

    - 그냥 약방의 감초다.  거의 두문제이상씩 나오는데 모든것을 다외우고 있어야한다.
     1) 종류
       1-1) UU테스트
       1-2) CU테스트
       1-3) CD테스트
이것을 다 비교할줄 알아야한다.
학생들이 어려워하는 내용중에 하나지만 그 이유는 삼축압축시험을 해보지 않아서 어려운경우가 대부분이다. 그러나 외우면 충분히 다 풀만하니 걱정하지 않아도된다.
여기서 나오는 장점 

1. 간극수압 측정가능
2. 현장상태를 잘 알수 있음
3. 파괴면 응력경로 등을 재현할 수 있음

단점 그냥 시험이 어렵고, 응력을 무시해야하는 경우도 있는정도이다.

   - A, B, D계수는 어려운듯 하지만 이해하면 쉬운 부분이다. 점토질 지반에 압력이 발생할 때 과잉간극수압이 발새하는데 응력증가분에 대한 간극수압의 변화량 비를 말하는데 쉽게 말하면 아래와 같다.

또 각 시험마다 적용하는 곳을 외워두어야한다.

UU : 성토 후, 굴착할때, 완료직후
CU : 수위급강하, 시간차 성토
CD : 천천히 성토, 사질토, 정상침투

  4.1.3. 직접전단시험★★

   - 직접전단시험도 굉장히 자주나오는 문제중 하나이나 문제는 쉬운편이다. 챙겨야 할것으로는 장점과 단점, 적용가능한 토질, 용도 등이다.

1. 장점으로는 시험이 간단하고 배수조건에 적합하다.
2. 단점으로는 간극수압을 측정 불가하다. 그리고 모서리에 진행성파괴가 일어난다.
3. 이용하는 분야는 사면안정, 응력해석, 토압계산 등이 있다.

  4.1.4. 일축압축시험★★

   - 일축압축시험을 왜하는지에 대해서 첫번째로 잘 알고있어야한다. 일축압축시헝믄 시험이 간단하고 수많은 데이터가 있기 때문이다. 하지만 단점이 굉장히 명확한데,

1. 배수조절이 불가능하여 UU시험만 가능하다.
2. 흙이 교란이 잘된다.
3. 적용가능한 흙이 적음

그리고 이용하는 것은 연경도, 탄성계수, 예민비, 점착력을 구하는데 대표적으로 쓰인다.

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2023.01.28 - [토질역학] - 7급 공무원 토질역학 공부법 1탄

2023.02.03 - [토질역학] - 7급 공무원 토질역학 공부법 2탄(단원별 출제포인트)

 3.2. 투수 및 댐

  3.3.1.  Darcy 법칙 ★★★

   굉장히 자주나온다. 그렇기 때문에 모든 선지를 다 이해하고 있어야한다.

Darcy법칙
침투수력
한계동수구배

대표적으로 3가지를 알고있어야 하며 그리고 다르시법칙의 적용조건을 알아야한다.

다공층을 구성하고 있는 물질의 특성이 균일하고 동질이다.
대수층(aquifer) 내에 모관수대가 존재하지 않는다.
흐름은 층류이다.

이 세가지가 대표적인 조건이며 특히 압밀에서 Darcy조건이 만족이 되어야 압밀이 된다는 것을 알고 있어야 한다.

  3.3.2. 모관현상과 유효응력 ★★

 유효응력만 알고 있으면 풀리는 문제는 아주쉬운 문제이고 모관현상이 발생할 때 유효응력을 구하는 것은 모관현상에 대해 정확하게 알고있어야 쉽게 풀 수 있으므로 명확하게 이해하고 가야한다. 따라서 기출문제 뿐만아니라 전공서의 문제도 필수로 참고해야한다. 또한 모관현상과 관련된 동해, 동상에 관련된 내용도 같이 연계될 수 있다.

  3.3.3. 간극수압계산 문제 ★★

   간극수압계산 문제는 기사에서보면 쉬워보이지만 기준면에 대한 이해가 없으면 쉽게 풀리지 않는다. 제일 중요한것은 기준면을 0으로 잡고 시작하는 것인데 이 전제조건을 깔지 않고 풀면 어렵다.
물론 전제를 깔고 가더라도 어렵다. 가로로 놓이든 세로로 놓이든 똑같이 이해해야한다.
그리고 Darcy법칙도 연계되기 때문에 개념이 탄탄히 잡혀 있어야한다.
나오면 고난이도라고 생각하면 된다.

  3.3.4. 동결, 융해현상★

    개념으로 자주 묻는 것이기 때문에 이해는 필수고 문제와 선지를 외워두는 것이 좋다. 7급 문제를 다 풀었다면 기사에서도 풀어두는 것이 좋다. 3~4년 주기로 한번씩 나오며 묻는 것은

- 동상의 조건(물공급, 흙의 종류 등)
- 방지방법( 배수시설, 차단층, 단열재 등)
- 동상의 문제점( 지지력, 침하 등)

- 동상의 원인(배수, 지하수 등)

인데 외워두도록 하자. 

  3.3.5. 투수계수 관련 ★★

   투수계수를 측정하기 위한 시험에 대한것은 출제하지 않는다. 지금까지 출제된적이 없다. 그러나 모래, 실트, 점토에 대한 투수계수를 알고있으면 좋다.
그러면 투수계수의 영향인자를 이해하기 편한데 
대표적으로 흙 투수계수의 영향인자는 입경, 구조(면모, 이산), 확산이중층, 간극비 등이 있다.

  3.3.6. 유선망★★

   유선망 문제의 경우 투수량 계산하는 문제가 대부분이므로 기출문제가 적으나 기사에는 자주나온 문제이므로 기사문제로 학습해보면 좋다. 유선망의 조건을 잘 이해하고 가야하는데
대표적으로
- 이웃한 유선사이에는 유량이 같다.

- 유선과 등수두선은 직교

- 유선망은 이론적으로 정사각형

이렇게 있는데 무조건 외워두어야 한다.

계산문제 자체는 어렵지 않으니 걱정할 필요는 없다.

 3.3.7. 파이핑

   파이핑, 히빙, 보일링이 다 듣다보면 비슷한데 일어나는 조건을 잘 이해해야한다.
원인, 일어나는지 검토방법, 대책을 알아두면 좋은데 대책을 묻는 문제는 없다. 대책에 관련된 문제는 기사를 찾아보면 가끔 나오니 한번 풀어보도록 하자.

단순히 개념을 물으면 쉬운문제지만 옆과 같이 발생조건을 검토하고 유선망의 개념도 들어가면 아주 어려운 문제가 된다.
파이핑은 문제로 나온적이 없으며 보일링, 히빙은 나온적이 있다.
파이핑은 댐에서 일어나는 현상인데 이때 필터재에 관한 문제는 나온적이 있으나 이런게 있다라는 정도를 알고 한번 보고 넘어가는게 좋다.

4탄에서 계속

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2023.01.28 - [토질역학] - 7급 공무원 토질역학 공부법 1탄

3. 단원별 출제포인트

 3.1.  흙의 성질

   - 흙의 물리, 풍화, 용해작용에 의해 흙의 생성원인과 흙 생성형태, 점토광물 등을 묻는 단원인데 토질역학의 아주 기본기이다. 솔직히 별로 안 중요해 보이지만, 초반에 기본기를 잘해놓지 않으면 나중에 응용문제가 잘 안 풀린다. 공부할 것들을 나열해 보면

<점토광물>
 ㅇ 카올리나이트(Kaolinite)
 ㅇ 일라이트(Illite)
 ㅇ 몬모릴로나이트(Montmorillonite)

 3.1.1. 기본공식★★★

정의		단위중량
간극비		포화
간극율		습윤
포화도		건조
함수비		수중
관계식

  3.1.2. 액성한계, 소성한계

이 둘을 통해 흙을 분류할 수 있고 액성지수, 압축지수, 압밀계수, 활성도까지 알 수가 있다. 이를 종합해서 고난도의 문제가 나오기도 하므로 자주 나오지는 않지만 이것을 이해해야 흙을 분류하고 전체적으로 이해하는데 도움이 된다.

  3.1.3. 입도시험
입도시험을 통해 흙을 분류를 하게 되고 이를 통해 균등계수, 곡률계수, 투수계수까지 나아가고 수리수문학과 연계되는 모관상승고까지 알 수 있게 된다.

  3.1.3. 흙 시험
흙 시험을 통해 함수비, 비중, 액성한계, 소성한계를 알 수 있는 시험이 있고 구체적으로 알 필요는 없지만 시험이 어떻게 진행되는지 순서, 목적 등을 알 필요가 있다.

  3.1.4. 통일분류법

통일 분류법을 잘해야 하는 것이 고난도 문제가 통일분류법이다. 흙을 총 24가지로 분류를 할 수 있으며 
문자마다 의미를 첫 번째로 알아두어야 한다. 그리고 분류기호를 외우고 이에 따라 흙을 어디에 적용할 수 있는지, 문제점이 무엇인지 특징까지 알아두어야 한다. 
한 번에 마스터하는 것이 아니라 차근차근 잘해두어야 한다.

  3.1.5. 조립토와 세립토★ 

조립토와 세립토에 따라서 일어나는 파이핑현상, 히빙현상, 액상화, 강도저하, 소성, 배수·비배수, 예민비 등 조립토와 세립토의 특징으로 물어보는 문제가 정말 많다. 그러므로 조립토와 세립토에 대한 모든 특징을 암기하고 있어야 한다. 이것도 한 번에 하는 것이 아니라 문제를 풀다 보면 자연스럽게 알게 되고 그리고 공부를 하면 할수록 공부할 것이 많다는 것을 느끼게 될 것이라 본다.

 3.1.6.영공기간극곡선

다짐에 대한 그래프가 나올 때 영공기간극곡선의 특징을 물어보는 문제가 기사와 공무원시험에 둘 다 나온다. 그리고 다짐그래프를 보고 특징을 암기하고 이것이 어떻게 적용되는지 이해하는 능력이 필요하다. 

3.2. 다짐

  3.2.1. 압밀과 다짐★★★

압밀과 다짐에 대해 비교하는 문제는 나오지는 않지만 압밀과 다짐을 확실하게 구분해두어야 한다.
구분해야 하는 것은 함수비와 배출하는 것, 시간적 요소, 특징 이렇게 크게 4가지를 구분해야 하며
나중에 공부하다 보면 둘이 비슷해 보인다.
하지만 확실하게 다르다는 것을 알아두어야 한다.

  3.2.2. 관련된 용어정리★ 

다짐곡선, 영공기간극곡선, 최적함수비선 등을 알고 있어야 다짐의 특징을 이해하는데 편하다. 
이 곡선에 따라 최대건조밀도와 최적함수비를 알게 되고 여기서 상대밀도, 다짐도까지 연결된다.
여기서 더 공부를 하면 CBR까지 공부하게 되는데 이것은 군무원 7급에서 가끔씩 출제되곤 한다.
공무원 시험에서는 크게 출제가 되지 않으니 눈으로 훑는 정도로 끝내자.

  3.2.3. 그래프 건조 측 습윤 측 비교★★

흙은 습윤 측에서 다지느냐 건조 측에서 다지느냐 이 둘에 따라서 선지를 7개까지 만들 수 있다. 
투수성, 압축성, 구조, 강도, 탄성계수, 체적팽창, 파괴 시 간극수압 
습윤 측 특징의 반대가 건조 측 특징이 되지만 둘 다 암기하고 명확하게 정리해두어야 한다.
면모구조와 습윤구조를 나눌 때 앞에서 배운 점토광물 개념이 들어가니 앞의 내용이 잘 학습되어 있어야 한다.

3탄에서 계속

1. 들어가기 앞서

7급 공무원 토목직에서 토질역학과 수리수문학을 잘해야 시험에 합격할 확률이 높아진다.

<그 이유>

첫번째로 응용역학은 9급과 달리 7급은 생각할 것도 많고 활용도 많이해서 제때 풀어도 좋은점수를 받기 어렵다.
특히 계산과정도 복잡하기에 검산을 할 시간이 따로 없다. 한번에 제대로 푼다고 생각해야한다.
실제로 9급에서 100점을 맞는 사람이 7급 응용역학에서 50점 이하로 받는것도 보았다.
보의 상부 하부 온도의 차를 응용하여 처짐계산, 복잡한 식계산 다양하게 응용을 해서 9급보다 훨씬 어렵다고 생각을한다.
토질역학과 수리수문학에서 점수를 잘 확보해놓아야 응용역학, 물리학을 커버할 수 있다.
물론 물리학은 쉬운편이라 생가한다.

<토질역학이 쉬운 이유>

1. 이론을 물어보는 문제가 많기때문에 일단 과락은 피하기 쉽다.
 1.1 이론을 물어보더라도 기사수준의 이론을 물어보는 것이 많다. 그렇기에 기사문제는 병행해야한다.

실제로 위의 문제들을 보았을때  7급 문제가 그렇게 어렵다고 생각이  들지않고, 실제로 기사문제가 더 어려운 경우도 있다.

2.  계산을 어렵게 하는 문제가 많지 않다.
 2.1. 계산을 하더라도 구 서울시 문제만큼 어렵지는 않다.
   - 그 이유는 서울시 2014년도 문제부터 보면 

옆은 2014년 7급 서울시 토질역학 기출문제인데 소수점 3째 자리까지 계산하고 있다. 
이게 뭔..물론 앞자리만 잘 계산하면 대충 맞추겠지만 쉽지않다는것을 알 수 있다.

 2.2. 계산을 어려운 문제는 군무원7급이 더럽다.
   - 이것을 따로 알 필요는 없지만, 군무원7급 토질역학, 응용역학은 아주 정말 더럽다 거기는 문제를 공개하지 않아서 기출문제를 알 수 없지만 군무원7급에서 수석한 입장으로서 거기는 응용역학도 소수점 3째 자리 까지 있었다. 아주 더럽기 짝이 없었다.

2. 본격적 공부준비

 2.1. 인강 수강여부

   2.1.1 . 나는 노베이스다

   -  노베이스 인경우는 아주 귀찮겠지만 기사 인강부터 듣고오자 한솔아카데미든 에듀윌이든 요즘 인강 설명 잘하는곳이 많다. 유튜브에는 있는지는 모르겠지만 기본베이스는 깔고가야한다.
거기서 더 필요하다고 싶으면 공무원 전용 토질역학 기본강의를 듣기를 바란다. 
공무원 전용 토질역학 강의는 조금더 심화된 내용이 있으나 기사수준보다 조금 더 높은수준이지 크게 높지는 않다.

  2.1.2 . 대학생때 공부좀 했다

   - 대학생때 공부를 좀 했다면 토목기사도 쉽게 취득했을 것이고 이 경우에는 그냥 전공서를 보고 기출을 독학하거나 기본인강을 보고 접근하기를 바란다. 

  2.2. 교재 선택

   2.2.1.  필수교재

    - 필수교재는 수험을 하면서 필요한 교재들이다. 기출문제 같은경우는 그냥 뽑아 쓰면 되지만 토질역학이나 수리수문학 같은경우에는 공무원용 수험서 말고 따로 전공서가 필요한데
그냥 내가 이 수험서 저 수험서 쓰면서 괜찮았던 교재를 추천해보려고한다

1. 저자 : 이인모 / 책 제목: 토질역학의 원리
2. 저자 : Braja M. Das, Nagaratnam Sivakugan  / 책 제목 : DAS 토질역
3. 저자 : 백영식 / 책 제목 : 토질역학

  2.2.2.  선택교재

  - 요즘('23년) 보니까 토질역학 해설을 한 책도 나왔더라 이것은 선택에 따라 구매하면 될거 같다.
사실 현재 시중에 나온 3개의 해설문제집을 다 보았는데 고만고만하더라.
참고용으로 보면 될거같다.  해설은 자기가 직접 만들었으면 한다.

  2.2.3. 교재는 새거? 헌거?

 - 교재를 살때 항상 신판을 사야하는지 구판을 사야하는지 궁금해하는 사람이 있다.  솔직히 기술직은 행정직과 달리 공식이나 기술적인 부분이 수정이 되지 않으므로 구판을 사용해도 상관이 없다.
그러나 개인적으로는 신판을 썼으면 한다. 
구판에 비해 더 자세히 설명이 되어있는 경우도 있고, 전년도 기출문제에 새롭게 나온 문제를 반영해서 새로운 개념을 넣은경우도 있다.
하지만 새로운판을 낼때 그러한 개정부분을 올려주는 책이면 따로 살 필요는 없다.

2탄에서 계속됨

2023.02.03 - [토질역학] - 7급 공무원 토질역학 공부법 2탄(단원별)