2011년 국가직 7급 토질역학 1~4번 해설

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1. 토압에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

Rankine의 토압이론은 흙의 소성평형상태를 고려하고, Coulomb 토압이론은 파괴면이 평면인 가상파괴 흙쐐기를 고려한다.

② Rankine의 토압이론은 벽체와 흙의 마찰을 고려하고, Coulomb의 토압이론은 벽체와 흙의 마찰을 고려하지 않는다.

Rankine의 토압이론에서는 주동토압계수와 수동토압계수는 항상 역수관계이나, Coulomb의 토압이론에서는 이 관계가 성립되지 않는다.

Rankine의 토압계수는 Mohr 원에서 유도되었고, Coulomb의 토압계수는 힘의 평형방정식에서 유도되었다.

<<난이도 및 평>>

마르고 닳도록 나오는 문제이다. 틀리면 안되는 문제이며

난이도는 중하

<<해설>>

  Rankine 토압(소성평형이론) Coulomb토압(흙쐐기 이론(흙=강체))
흙과 벽체사이의 마찰 무시 고려
토압계수의 관계 Ka x Kp =1 Ka x Kp ≠ 1
토압계수 유도 모아원 이용 흙쐐기의 평형
주동토압 크다 작다
수동토압 작다 크다

또한

※ Rankine토압과 Coulomb토압이 같아질때가 있는데

1. 옹벽배면이 수직일떄

2. 지표면의 경사가 0도 일때

3. 벽마찰각이 0도일때

4. 지표경사와 벽마찰각이 같을때

 

 Rankine의 토압이론은 벽체와 흙의 마찰을 고려 X, Coulomb의 토압이론은 벽체와 흙의 마찰을 고려 O

 



2. 다음과 같이 포화된 점토지반을 굴착하여 사면을 형성하는 경우, 예상되는 파괴면상의 점 A의 전단응력, 간극수압, 전단강도 및 안전율 변화에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 굴착이 종료된 후에 안전율은 증가한다.

굴착이 종료된 후에 전단강도는 감소한다.

굴착이 진행되는 동안 전단응력은 증가한다.

굴착이 진행되는 동안 간극수압은 감소한다.

 

<<난이도 및 평>>

난이도 중 이지만 자주 나오는 문제이므로 확실히 알고가자

 

<<해설>>

1) 굴착중 팽창 -> 부(-)의 간극수압 발생 = 유효응력 증가, 전단응력 증가 but 활동면은 비배수 상태유지 => 변화 X

2) 굴착직후 간극수압 최소 = 가장안전

3) 굴착후 수위가 회복 = 가장 불안정

결론 = 일반적으로 시공직후 가장 위험, 굴착후 수위를 회복할떄 가장위험

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3. 흙의 물리적 성질이나 분류에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

액성지수가 1보다 크면 흙은 액체상태이다.

② 활성도는 점토광물 중 카오리나이트가 몬모릴로나이트보다 일반적으로 크다.

통일분류법에서 CH는 고소성의 무기질점토를 의미한다.

점토의 연경도가 함수비에 의존하는 이유는 점토입자 표면의 흡착수층의 두께가 함수비에 따라 다르기 때문이다.

 

 

<<난이도 및 평>>

난이도 중상, 가끔씩 나오는데 한번 제대로 개념을 잡아놓자.

<<해설>>

1) 액성지수는

LI = (w-PL)/(LL-PL)이다 

액성지수가 1보다 크다는 것은 w(자연함수비)가 LL보다 크다는 것이므로 흙은 액체상태로 볼수있다.

2) 활성도

A= PI/2um이하 입자의중량 백분율

로 정의하며

Kaolinite : A<0.75

illite : 0.75<A<1.25

Montmorillonite : 1.25>A이다

3) 옳은보기이고 그냥 외우자

4) 그냥 맞다고 생각하고 넘어가라


4. 말뚝에 작용하는 부마찰력에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

연약지반에서 지하수위가 감소하면 부마찰력이 발생할 수 있다.

군말뚝(무리말뚝)에 발생하는 부마찰력은 단말뚝보다 작다.

부마찰력이 발생한 말뚝두부에 상재하중을 작용시키면 부마찰력이 감소한다.

부마찰력의 크기는 흙의 종류, 말뚝의 재료 등에 영향을 받지만, 말뚝과 흙사이의 상대 변위속도에는 무관하다.

 

 

<<난이도 및 평>>

난이도 하 , 아주 자주나오는 문제이므로 모든 보기를 외우자

<<해설>>

1) 지하수위가 감소할 경우 유효응력이 상승하여 압밀이 발생하게 된다. 따라서 부마찰력이 발생된다.

2) Qag = Qa x N x E로

무리말뚝에서 발생하는 마찰력은 서로서로 등압선 이내에 포함이 되므로 

효율이 단말뚝에 비해 떨어져 주면, 부주면마찰력이 감소한다.

3) 맞는 말이다 서로 상대속도로 인해 발생하는데 밑으로 내리는 힘의 방향에 같이 상재하중을 작용시키면 부마찰력이 감소한다.

4) 상대 변위속도에 무관하지 않다.

 

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2010년 국가직 7급 토질역학 9~12번 해설

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9. 동일한 다짐에너지로 다지는 경우, 다짐에 의한 점성토의 성질변화에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

최적함수비의 건조측에서는 면모구조를 가지며, 습윤측에서는 이산구조를 가진다.

최적함수비의 건조측 다짐시료가 습윤측 다짐시료보다 강도가 크다.

적함수비의 건조측에서는 최적함수비로 접근할수록 투수계수가 급속히 감소한다.

④ 최적함수비의 약간 건조측에서 다질 때 투수성이 최소가 된다.

 

<해설>

 최적함수비의 건조측에서는 면모구조를 가지며, 습윤측에서는 이산구조를 가진다.
위의 그래프를 볼때 맞는 말이다. 위의 그래프는 외우도록하자

 최적함수비의 건조측 다짐시료가 습윤측 다짐시료보다 강도가 크다.
맞는 말이다. 건조측의 다짐시료는 사각형(면모형) 모양의 구조를 가지는데 강도가 습윤측시료에 비해 더 큰 강도를 가진다. 왜냐하면 면모형 구조가  입자간 결합력이 이산구조에 비해 더 크기때문이다.

 적함수비의 건조측에서는 최적함수비로 접근할수록 투수계수가 급속히 감소한다.
저 위의 그래프에서 파란색선은 투수계수인데 투수계수는 건조측에서 급격하게 감소한다.

 최적함수비의 약간 건조측에서 다질 때 투수성이 최소가 된다.
최적함수비의 약간 습윤측에서 다질때 투수성이 최소가 된다.

 

 


10. 기초지반의 흙이 탄성적이고 균질하며 등방성이라고 가정할 때, 지표면상에 놓인 기초의 접지압과 침하에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

모래지반상의 연성기초에 등분포하중이 작용하면 접지압은 등분포로 작용하고 기초 중앙부에서 최소침하가 발생한다.

모래지반상의 강성기초에 등분포하중이 작용하면 접지압은 기초모서리에서 최소가 되며 침하는 균등하게 발생한다.

점토지반상의 연성기초에 등분포하중이 작용하면 접지압은 등분포로 작용하고 기초 모서리에서 최대침하가 발생한다.

점토지반상의 강성기초에 등분포하중이 작용하면 접지압은 기초 모서리에서 최대가 되며 침하는 균등하게 발생한다.

 

<해설>

<점성토 지반> <사질토 지반>
연성기초
강성기초

 점토지반상의 연성기초에 등분포하중이 작용하면 접지압은 등분포로 작용하고 기초 중앙부에서 최대침하가 발생한다.

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<해설>


12. 투수계수에 영향을 미치는 요소에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

흙입자의 입경이 클수록, 간극비가 증가할수록 투수계수는 증가한다.

온도가 증가함에 따라 물의 점성계수가 감소하므로 투수계수가 증가한다.

점토의 경우 입자간의 인력이 우세한 면모구조가 반발력이 우세한 이산구조보다 투수계수가 크다.

점토의 경우 이중층수의 두께가 두꺼울수록 투수계수가 증가한다.

 

<해설>

 흙입자의 입경이 클수록, 간극비가 증가할수록 투수계수는 증가한다.
투수계수 식에서 흙입자의 직경이 클수록 e가 증가할수록 투수계수는 증가한다

 온도가 증가함에 따라 물의 점성계수가 감소하므로 투수계수가 증가한다.
온도가 높아지면 물의 점성계수가 작아지므로 투수계수는 증가한다

 

 점토의 경우 입자간의 인력이 우세한 면모구조가 반발력이 우세한 이산구조보다 투수계수가 크다.
면모구조는 입자 배열이 불규칙적으로 되어있고 사각형으로 통과할수 있는 구멍이 많다. 따라서 투수계수가 크다. 

 점토의 경우 이중층수의 두께가 두꺼울수록 투수계수가 감소한다.
이중층수가 두꺼우면 물의 거동이 제한된다.

 

 

 

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2009 국가직7급 토질역학 13~16번 해설

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<난이도 중>

왜 난이도가 중이라고 할수도 있지만 생각보다 쉬운문제이다.

 

당장 사진만 보면 어려워 보일수도 있지만

 

굉장히 쉽다

 

문제에서 나오는 "두 지반의 시간에 따른 압밀도가 동일"= t가 같다

 

라는 것만 알아둔다면 정말 쉬운문제이다

 

 


14. 그림과 같이 옹벽의 크기와 뒷채움재의 물성치는 동일하고 지하수 수조건이 다른 경우 수압을 포함한 옹벽에 작용하는 전체토압의 크기를 순서대로 나열한 것은?

>>>>

>>>>

>>>>

④ ㉯>㉱>㉲>㉰>㉮

 

<난이도 중>

이것을 임의의 값을 넣어서 계산하고 있었다면 난이도 중이지만

 

그냥 이것은 외우는 것이 낫다.

 

또 나올가능성이 있고 

 

외우자

 

 


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15. 연약한 점성토로 뒷채움된 5m 높이의 옹벽이 주동상태에 도달했을 때, 뒷채움재에 인장균열이 발생하면 인장균열 발생 이전에 비하여 몇 배의 주동토압이 옹벽에 작용하는가?

1.2

1.5

1.8

2.0

 

<난이도 하>

※ 인장균열 후 토압 > 인장균열 전 토압

 

 

 

 

Pa''/Pa' = 9 / 5 = 1.8

 


 

<난이도 중>

 

이런 비슷한 문제는 정말 빈출되는데 사람들은 어려워 한다 하지만 딱히 어렵지는 않다.

 

 Q=Kq x i x A = Keq x (△h/L) x A

 

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