문 16. 지반의 미소요소에 그림과 같은 응력이 작용하고 있다면, 수평면과 45° 기울어진 단면 A－A에 작용하는 수직응력과 전단응력은? (단, Mohr원에서 수직응력의 경우 압축력을 (＋)로 전단응력의 경우 반시계방향회전을 (＋)로 표시하며, 응력의 단위는 kN/m²이라 가정한다)

수직응력 전단응력

① 300   －100

② 300       100

③ 100   －100

④ 100       100

난이도 및 평가

난이도 하,  Mohr－Coulomb의 파괴이론에서 공식만 잘 뽑아쓰면 된다

해설

위 공식으로부터 숫자를 대입하면

문 17. 점성토 지반의 내부마찰각(Φ)이 30°, 선행압밀압력(Pc)이 200kN/m², 현재 받고 있는 유효연직응력(P)이 50kN/m²일 때, 과압밀계수(OCR)를 활용하여 구한 이 점성토 지반의 정지토압계수는?

① 2.0
② 1.5
③ 1.0
④ 0.5

난이도 및 평가

난이도 중상,  과압밀비를 이해하고 과압밀비에 따라 지반의 상태를 파악하고 이에따라 정지토압계수를 구하는 것이 달라진다. 그리고 2019년 2020년? 시험에서 과압밀점토일때 정지토압계수를 새롭게 정의했으므로 암기하고 가야한다.

해설

문 18. 흙의 간극을 물이 아닌 기름이 채우고 있다. 흙의 비중(Gs)이 2.65, 물의 단위중량(γw)이 10kN/m³ 기름의 단위중량(γoil)은 9kN/m³기름의 포화도(S)는 50%이며 간극비(e)가 1일 때, 이 흙의 단위중량은?

① 16.5kN/³
② 16.0kN/³
③ 15.5kN/³
④ 15.0kN/³

난이도 및 평가

난이도 상,  흙의 3상을 이해하지 못하면 어려운 문제이다.

해설

문 19. 다짐 시 최적의 다짐상태는 최적함수비보다 함수비가 작은 건조 측에서 또는 최적함수비보다 함수비가 큰 습윤 측에서 도달될 수 있다. 이와 관련하여 점성토의 다짐에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 낮은 압력에서는 최적함수비의 건조 측 압축성이 습윤 측 압축성보다 작다.
② 최적함수비의 건조 측 투수계수가 습윤 측 투수계수보다 작다.
③ 높은 압력에서는 최적함수비의 건조 측 압축성이 습윤 측 압축성보다 크다.
④ 최적함수비의 건조 측 강도가 습윤 측 강도보다 크다.

난이도 및 평가

난이도 중,  기사에서도 자주나오는 문제이고 앞으로도 자주 출제될 문제이니 잘 봐두도록 하

해설

① 낮은 압력에서는 면모구조를 파괴할 압력에 미치지 못하므로 면모구조 압축성이 습윤 측 압축성보다 작다.
② 최적함수비의 건조 측 투수계수가 습윤 측 투수계수보다 크며 그 이유는 건조 측에서는 입자 배열이 불규칙적이므로 물이 통과할 수 있는 공극이 많기 때문이다.
③ 높은 압력에서는 면모구조 사이사이 공극을 더 크게 줄이므로 이산구조보다 압축성이 크다.
④ 면모구조가 이산구조보다 결합력이 크므로 강도가 더 크다.

문 20. 지반 내에서 발생할 수 있는 모세관현상에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 모세관현상의 상승고는 입경이 작을수록 증가한다.
② 모세관현상이 발생된 구역에서는 부(－)의 간극수압이 발생하므로, 전응력이 유효응력보다 작다.
③ 모세관현상이 시작되는 자유수면에서의 간극수압은 물의 단위중량×모세관의 상승고이다.
④ 모세관현상이 발생하는 구역이라 할지라도 포화도가 반드시 100%인 것은 아니며, 자유수면으로부터의 높이에 따라 포화도는 변할 수 있다.

난이도 및 평가

난이도 , 

해설

모세관현상의 공식은 두개로 이루어지는데.

이로부터

1. 모세관상승고 높이는 입경이 작을수록 증가한다.

2.  모세관현상이 발생하는 경우 수면을 전수두0으로 가정할 경우 부의 간극수압이 발생한다.

3. 자유수면의 간극수압은 0이다.

4. 모세관현상이 발생하였다고 포화된것은 아니다

문 16. 그림과 같은 흙기둥에서 물이 A에서 C로 흐르고 있다. 상부 및 하부 수위가 그림과 같이 항상 일정하게 유지되면서 10초 동안에 100cm³의 유량이 통과하였을 때, 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, 모든 손실수두는 흙에서만 일어나고, 흙의 포화단위중량은 20kN/m³, 물의 단위중량은 10kN/m³, 흙기둥의 단면적은 40cm²이다)

① A점과 B점의 압력수두 차이는 3m이다.

난이도 상으로 정확한 이해가 필요하다.

해설

위의 그림만보면 이해가 갈 것이다.

문 17. 암석시료 채취기(Sampler)의 관입깊이가 100cm이었고, 이때 채취된 암석 시료를 상부로부터 차례대로 배열하면 암석 코아 길이가 각각 5cm, 8cm, 12cm, 6cm, 15cm, 9cm, 23cm, 12cm이었다. 이런 경우에 암석의 회수율(Recovery Ratio)과 RQD(Rock Quality Designation)는?

회수율 RQD

① 1.0        0.38

② 1.0        0.62

③ 0.9        0.38

④ 0.9        0.62

해설

= (5++8+12+6+15+9+23+12)/100 = 90/100

RQD= ∑10cm이상 회수Core길이 / 굴진 깊이 = 62 / 100 =0.62

문 18. 수평방향 투수계수와 수직방향 투수계수가 각각 9×10^(-2)mm/sec와 4×10^(-2)mm/sec인 지반에 강널말뚝을 타입하고, 강널말뚝 앞뒤의 수위차를 10m로 유지하였다. 물 흐름을 해석하기 위해 좌표변환을 수행하여 지반내(지반 경계선 포함)에서 작도된 유선망이 11개의 등수두선과 6개의 유선으로 이루어졌다면, 지반을 통한 단위폭 당 침투유량[m³/sec/m]은?

해설

문 19. 과압밀 점토시료를 사용하여 압밀 비배수 삼축압축시험을 수행하였다. 시험 결과에 가장 부합하는 유효응력경로는?

 

난이도 상이지만 한번 이해를 하면 풀기 쉬운문제이다. 기사에서는 자주 나오지 않지만 공무원시험에서는 이 개념을 이용하여 문제를 응용해 낼 수 있다.

해설

CU시험시 과압밀 점통의 간극수압을 먼저 알아야 한다.

조밀한 모래 = 과압밀 점토 를 알고 있자

처음에는 + 과잉간극수압이 발생하나 시간이 지날수록 (-)간극수압이 발생한다.

그래서 처음에는 전응력선 왼쪽에 존재하나 (-)간극 수압이 발현되고 부터는 전응력선 오른쪽에 위치하게 된다.

문 20. 구속압력 40kPa로 포화점토의 비압밀 비배수 삼축압축시험을 수행하는데 축차응력이 66kPa일 때 시편이 파괴되었다. 비배수 전단강도는? 만약 동일한 흙을 사용하여 비배수 상태로 일축압축강도 시험을 수행한다면, 축하중이 얼마일 때 시료가 파괴되는가? (단, 시료에 실크랙이 없다고 가정한다)

비배수 전단강도[kPa] 축하중[kPa]

①    33                           66

②    33                          106

③    66                           66

④    66                          106

난이도 중으로 그림을 그리면 아주 쉬운 문제이므로 어떻게 푸는지 머리속에 기억해두도록 하자.

해설