토목기사 토질역학 필수공식(1/2)

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1장 흙의 성질

1. 함수비

 

2. 간극비(e)

 

 

3. 간극률

 

4. 흙의 비중

5. 상대밀도

 

 

6. 포화도(S)

 

7. 단위중량

총단위중량

건조 단위중량

포화 단위중량

수중 단위중량

 

8. 수축한계시험

 

9. 흙의 연경도에서 얻어지는 지수


2장 흙의 분류

1. 균등계수

 

2. 곡률계수


3장 흙의 투수 및 배수

1. Darcy의 법칙

 

2. 투수계수

 

3. 평균투수계수

 

4. 투수계수와 간극비의 관계(사질토일 경우)

 

5. 모세관 현상

6. 유효응력의 개념

 

7. 상향침투인 경우의 간극수압

 

8. 침투압

 

9. 한계동수경사

 

10. 유선망

 

11. 동결깊이


4장 압밀이론

1. 시간계수

 

2. 압밀계수

 

3. 압밀도

 

4. 압밀 침하량

 

5. 투수계수

 

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7급 공무원 토질역학 공부법 3탄(단원별 출제포인트)

7급 토목직 풀이|2023. 2. 5. 23:56
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2023.01.28 - [토질역학] - 7급 공무원 토질역학 공부법 1탄

 

7급 공무원 토질역학 공부법 1탄

1. 들어가기 앞서 7급 공무원 토목직에서 토질역학과 수리수문학을 잘해야 시험에 합격할 확률이 높아진다. 첫번째로 응용역학은 9급과 달리 7급은 생각할 것도 많고 활용도 많이해서 제때 풀어

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

 

7급 공무원 토질역학 공부법 2탄(단원별 출제포인트)

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 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.

좌 : 2019년 7급 토질역학 / 우: 2009년 7급 토질역학

 

  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.

좌 2009년 7급 토질역학 / 우 : 2010년 7급 토질역학

 

  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.

좌 : 2013년 토질역학/ 우 : 2015년 7급 토질역학

 

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  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. 

좌 : 2018년 7급 토질역학 / 우 : 2015년 7급 토질역학

  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.

2010년 7급 토질역학

 

  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.

좌 : 2018년 7급 토질역학/ 우 : 2008년 7급 토질역학

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.

좌 : 2018 / 우 : 2019

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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2018년 국가직7급 토질역학 1~5번 해설

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1. 흙의 특성에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

성토된 점토지반은 일반적으로 양족롤러로 다진다.
점토광물에서 가장 많은 원자는 산소이다.
③ 흙의 함수비, 상대밀도, 포화도는 각각 100%를 초과할 수 없다.
동상(frost heaving)에 의한 피해는 일반적으로 모래지반보다 점토지반에서 더 크다.

 
난이도 및 평가

난이도 중, 기본적인 내용이지만 학생입장에서 초반에 나오는 내용이기에 간과하고 넘어갔을 가능성이 크기에 쉬운문제는 아니라고 본다. 

해설

① 양족롤러는 아래와 같이 생긴 롤러이며 돌기들이 점토의 물을 쥐어짜낸다.

② 알루미나 팔면체의 빨간공은 알루미늄, 마그네슘, 철중 하나이고 둘러싸고있는 핑크색 공은 산소원자이다.

왼쪽(실리카 사면체) 오른쪽(알루미나 팔면체)

③ 함수비는 토립자 기준이기에 100%가 초과 가능하다.

④ 동상은 실트지반에서 가장 일어날 확률이 높고 모래지반은 배수가 잘되므로 물이 없어서 동상이 일어날 확률이 거의 없다.


2. 그림과 같이 초기간극비가 0.5인 점토층이 자갈층에 의한 압밀종료 후 간극비가 0.3으로 줄었다면 이 점토층에 발생한 최종압밀침하량은? (, 압밀은 연직방향으로만 발생한다)

1.0m

② 1.2m

1.5m

2.0m

 
난이도 및 평가

난이도 중,  정말 자주나오는 문제이나 그림을 대충보고 풀면 실수하게 되어있는 문제이다.

해설


3. 유선망에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

등수두선과 유선은 직교한다.

유선망의 요소(element)는 근사적으로 정사각형이다.

③ 불투수면의 수두는 동일하다.

각 유선망의 요소(element)의 크기가 달라도 유입량 및 유출량이 같다.

난이도 및 평가

난이도 하,  기사에서 자주나오는 문제이다. 그러나 모든 선지를 다 외워두는것이 좋다.

해설

맞는말이다.

실제로는 정사각형으로 안보이지만 가정은 정사각형으로 한다.

 불투수면의 수두는 각각 다르다 한칸한칸마다 수두가 줄어든다

④ 유선망에 대한 가정이다.

 


4. 말뚝기초에서 발생할 수 있는 부주면마찰력을 감소시키는 방법으로 옳지 않은 것은?

말뚝시공 전 선행하중을 가해 지반침하를 미리 발생시킨다.

② 표면적이 비교적 큰 말뚝을 사용하여 부주면마찰력이 덜 발생하도록 한다.

말뚝직경보다 약간 큰 케이싱을 설치하여 부주면마찰력을 차단한다.

말뚝표면에 역청재를 도장한다.

 
난이도 및 평가

난이도 하,  역청재라는 단어빼고는 어렵지 않은 문제이다.  정말 2년에 한번씩은 꼭 나오는 문제이므로 외워두도록 하자.

해설

① 말뚝 시공 전 선행하중을 가하면 지반이 미리 침하가 되어있으므로 잔류침하량이 적게 되어 말뚝을 끌어내리는 부주면 마찰력이 약해진다.

② 표면적이 크면 마찰력이 가해지는 면적이 늘어나므로 부주면마찰력이 더 크게 발생하게 된다.

③ 케이싱을 설치하고 말뚝을 박으면 흙과의 마찰을 차단시킨다. 

④ 역청재료는 미끌미끌한데 도장하면 흙이 끌고내려가는 힘이 약해진다.


5. 단위중량이 20kN/m³인 점토지반 위에 지하 2층까지 주차장을 갖춘 건물을 건설할 때, 보상기초를 적용하여 건설할 수 있는 건물의 최대 층수는? (, 한 층의 높이가 3m이고, 층당 하중은 15kN/m³이다)

지상 4

지상 5

지상 6

지상 8

난이도 및 평가

난이도 상,  보상기초 개념을 알아야하고 당장 식을 잡기에는 어려운 부분이 있다. 

해설

 

 
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