문 6.  그림과 같은 지반에서 지표면에 100kN/m2의 상재하중에 의한 점토층의 1차압밀 침하량이 20cm일 때, 점토층의 1차압밀 완료 후 간극비는? (단, 점토층의 초기간극비 e0는 1.0이며, Terzaghi의 1차원 압밀이론을 적용한다)

 

① 0.6 ② 0.7

③ 0.8 ④ 0.9

 

난이도 및 평가

난이도 중,  마르고 닳도록 자주 나오는문제이므로 문제풀이 방법을 외워야한다. 그러나 다양하게 푸는방법 또한 외워야 한다.

해설

※ Terzaghi 압밀이론의 가정
1. 균질
2. 포화
3. 비압축성
4. Darcy 를 만족
5. 1차원 압밀
6. 1차원 흐름

난이도 및 평가

난이도 상, 문제풀이도 오래걸리고 이해해도 어려울수있는 문제이다

해설

난이도 및 평가

난이도 중, 원형기초 알파 베타 값을 구할줄 알아야한다. 

해설

문 9. 지반 내 응력을 평가하기 위한 방법 중 Boussinesq 이론에 대한 설명으로 옳은 것은?

① 탄성론에 근거하고 있으므로 지반 내 깊이에 따른 응력변화는 선형적으로 평가된다.

② 지반응력의 해는 흙의 탄성계수와 무관하다.

③ 탄성론에 근거하고 있으므로, 비균질, 비등방성 지반조건에서 응력을 산정하는 엄밀해로 간주된다.

④ Boussinesq 이론에 의한 수직응력의 산정에는 포아송비가 사용된다.

난이도 및 평가

난이도 중, 가끔가다 2~3년마다 나오는 문제이다 나올 선지들은 항상 정해져있으니 외우면 된다. 

해설

※ Boussinesq 토압론의 가정
1. 균질
2. 등방
3. 탄성체 

2) 지반응력의 해는 탄성계수와 무관하다

문 10. 두께 2cm인 점토시료에 대한 압밀시험(양면배수) 결과, 평균압밀도 50%의 압밀이 진행되는데 10분(min)이 걸렸다. 동일한 점토층이 자갈층 위에 두께 2m로 놓여있다면(양면배수) 평균압밀도 70%의 압밀이 진행되는데 걸리는 시간[min]은? (단, 현장에서의 초기과잉간극수압 분포는 실내시험과 동일한 것으로 가정하고 평균압밀도 50%와 70%에 해당하는 시간계수는 각각 T50＝0.2, T70＝0.4로 가정한다)

① 50,000 ② 100,000

③ 200,000 ④ 800,000

난이도 및 평가

난이도 하,  정말 자주나오는 문제이다. 틀리면 안된다.

해설

문 17. 10m 두께의 점토지반에서 시료를 채취하여 압밀시험을 수행한 결과, 하중강도와 간극비 관계가 다음과 같이 나타났다.

이 점토지반의 초기 평균 유효연직응력이 100kN/m²인 상황에서 지표면에 200kN/m²의 등분포하중이 충분히 넓게 재하되었다면, 점토지반에 발생하는 최종 압밀침하량[m]은?

① 1.4 ② 1.6

③ 1.8 ④ 2.0

<난이도 및 평가>
난이도 중으로 한번이해하면 정말 쉬운 문제이다.

<해설>

문 18. 암반층 위에 5m 두께의 모래층이 경사 15°의 자연무한사면으로 구성되어 있다. 이 토층의 내부마찰각은 30°, 포화단위중량은 20kN/m³이다. 지하수가 있는 경우와 지하수가 없는 경우의 안전율 비는? (단, tan30°＝0.5774, tan15°＝0.2679, 물의 단위 중량은 10kN/m³로 하며, 지하수는 지표면과 일치하고 경사면과 평행하게 흐른다)

① 1:1.0 ② 1:1.5

③ 1:2.0 ④ 1:2.5

<난이도 및 평가>
문제만 읽어봤을때는 난이도가 중상처럼 보이지만 난이도 하이다. 무한사면 문제이다.
그림을 그려보자

<해설>

문 19. 그림과 같이 지하수위가 ㉠에서 ㉡으로 h만큼 내려갔을 때, A점에 작용하는 유효연직응력의 변화량은? (단,

γsat는 포화단위중량, γt는 습윤단위중량, γ'은 수중단위중량,γw는 물의 단위중량이다.)

<난이도 및 평가>
난이도 하이다. 이런문제 자주나왔다.

<해설>

유효응력증가는 변화구간만 고려하면 된다.

3번이다.

문 20. 어떤 느슨한 모래시료에 대한 파괴포락선의 식이 τf=σ'tan30˚였다. 같은 시료에 대하여 구속압력 100kN/m²를 가하여 압밀배수시험을 실시하였을 때, 이 시료의 파괴 시 축차응력[kN/m²]은?

① 200

② 220

③ 240

④ 260

<난이도 및 평가>
난이도 하이다. 이런문제 자주나왔다.

<해설>

그림을 그려 풀도록하자.

그래야 이해가 편하다.

문 9. 지하수위가 지표면 아래 1m 되는 곳에 위치하고 모관현상으로 지표면까지 물로 포화되어 있다면, 지표면과 지하수위면 위치의 유효응력[kN/m²]은? (단, 흙의 포화단위중량은 18kN/m³, 물의 단위중량은 10kN/m³로 한다)

        지표면 지하수위면

①        0        8

②        0       18

③        10       8

④        10      18

난이도 및 평가
난이도 중이며 모관현상이 일어날 시 유효응력이 커지는지 작아지는지를 이해해야 풀수 있는 문제이다

<해설>

※ 모관영역에서는 유효응력이 증가한다

문 10. 점착력이 없는 사질토 지반 위에서 직경 70cm인 원형 재하판을 이용한 평판 재하시험을 실시한 결과, 극한지지력은 285.6kN/m²였다. 동일 지반 위에 놓인 직경 1.5m인 원형기초의 극한지지력 [kN/m²]은?

① 512

② 525

③ 612

④ 625

난이도 및 평가
난이도 중하의 문제이며 한번 외워두면 정말 쉽게 푸는 문제이다.

300x250

<해설>

PBT(평판재하시험)

여기서 더 알고갈점은

평판재하시험은

Qu=cNc + qNq + ½γNr 이므로

여기서 C가 0이고 깊이(Df)가 0이므로 저런 결과가 나오는 것이다.

문 11. 말뚝 기초에서 부주면 마찰력이 발생하는 경우로 옳지 않은 것은?

① 연약지반에 말뚝을 타입한 후 성토하는 경우

② 말뚝 주변 지하수위가 내려가는 경우

③ 상재하중이 말뚝 주변 지표면에 작용하는 경우

④ 연약지반에 말뚝 타입 후 말뚝 주변 지표 지반을 굴착 제거하는 경우

난이도 및 평가
난이도 중하의 문제이며 정말 자주나오는 문제이다. 기사에서도 나오는 문제이다.

<해설>

1) 말뚝을 타입한후 흙을 성토하면 주위 흙이 말뚝에 내리는 힘을 작용하게 된다

2) 말뚝 주변 지하수위가 내려가는 경우 유효응력이 증가하게 되어 압밀이 발생한다 따라서 부주면마찰력이 작용하게 된다.

3) 상재하중이 말뚝 주변 지표면에 작용해도 주위 흙이 말뚝을 끌어내리는 힘을 주게 된다.

4) 지표지반의 굴착을 제거하는경우 흙이 팽창하게 되어 말뚝을 끌어올린다.

문 12. 그림과 같은 높이 6m의 옹벽 배면에 단위중량 18kN/m³, 내부마찰각 30°인 사질토 지반이 위치한다. 옹벽의 수평변위가 전혀 일어나지 않도록 지지하기 위한 정지토압[kN/m]의 크기와 옹벽 저면으로부터의 작용위치[m]는?

     정지토압       작용위치

①    162                 2.0

②    182                 2.0

③    162                 4.0

④    182                 4.0

난이도 및 평가
난이도 중의 문제이며 한문제에 풀어야할것이 두개이다.

<해설>

K0 = 1 - sinΦ = 1 - sin30 = 0.5

토압은 삼각 분포 하중이므로

6m x ⅓ = 2m

문 17. 그림과 같이 옹벽배면의 상부에 지하수위가 있는 포화지반(a)과 그렇지 않은 습윤지반(b)의 주동토압 크기 비는?

(단, 주동토압계수＝0.4, 포화단위중량＝2.0t/m³, 습윤단위중량＝1.5t/m³이다)

① 7:3

② 7:4

③ 6:3

④ 6:4

 

<난이도 및 한줄평>

난이도 하

30초내로 해결해야하는 문제이며 아주 쉽다. 틀리면 다른 시험을 알아보자

<해설>

Pa = 1/2 x γsub x H² x Ka + 1/2 x γw x H²

Pb = 1/2 x γt x H² x Ka 

7 : 3

 

---

문 18. 연약한 점토지반 위에 5m 높이의 제방을 축조하려고 한다. 이때 사용된 흙의 단위중량은 2.0t/m³ 이다. 지하수위는 지표면과 일치하며 Skempton의 간극수압계수 A＝0.8 이고, B＝1.0 이다. 제방의 축조가 완료된 직후 제방 중앙 바닥면에서 발생되는 과잉간극수압[t/m²]은? (단, 횡방향 토압은 연직토압의 1/2로 가정한다)

① 7.0

② 9.0

③ 11.0

④ 13.0

 

 

 

<난이도 및 한줄평>

난이도 중

어렵지는 않은 문제이나 2~3년에 한번정도는 나오니 공부를 똑바로 하자

<해설>

△u = B(△σ3) - D(△σ1-△σ3) = B[(△σ3) + A(△σ1-△σ3)] = 5 + 0.8 x 5 = 9t/m²

300x250

---

문 19. 다음은 응력경로를 p－q Diagram으로 나타낸 것이다. 다음 설명 중 옳지 않은 것은?

<난이도 및 한줄평>

난이도 중

그냥 가끔가다 한번씩 나올만한 문제이고 이해하면 어렵지 않은 문제이다.

<해설>

정답 1번

문 20. 사질토(c＝0)의 배수상태 삼축압축시험 결과가 다음과 같을 때, 전단파괴면이 최대주응력면과 이루는 각θ는?

① 50°

② 55°

③ 60°

④ 65°

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

① 최적함수비의 건조측에서는 면모구조를 가지며, 습윤측에서는 이산구조를 가진다.

② 최적함수비의 건조측 다짐시료가 습윤측 다짐시료보다 강도가 크다.

③ 최적함수비의 건조측에서는 최적함수비로 접근할수록 투수계수가 급속히 감소한다.

④ 최적함수비의 약간 건조측에서 다질 때 투수성이 최소가 된다.

<해설>

① 최적함수비의 건조측에서는 면모구조를 가지며, 습윤측에서는 이산구조를 가진다.
위의 그래프를 볼때 맞는 말이다. 위의 그래프는 외우도록하자

② 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.

③ 최적함수비의 건조측에서는 최적함수비로 접근할수록 투수계수가 급속히 감소한다.
저 위의 그래프에서 파란색선은 투수계수인데 투수계수는 건조측에서 급격하게 감소한다.

④ 최적함수비의 약간 건조측에서 다질 때 투수성이 최소가 된다.
최적함수비의 약간 습윤측에서 다질때 투수성이 최소가 된다.

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

① 모래지반상의 연성기초에 등분포하중이 작용하면 접지압은 등분포로 작용하고 기초 중앙부에서 최소침하가 발생한다.

② 모래지반상의 강성기초에 등분포하중이 작용하면 접지압은 기초모서리에서 최소가 되며 침하는 균등하게 발생한다.

③ 점토지반상의 연성기초에 등분포하중이 작용하면 접지압은 등분포로 작용하고 기초 모서리에서 최대침하가 발생한다.

④ 점토지반상의 강성기초에 등분포하중이 작용하면 접지압은 기초 모서리에서 최대가 되며 침하는 균등하게 발생한다.

<해설>

<점성토 지반>	<사질토 지반>
연성기초
강성기초

③ 점토지반상의 연성기초에 등분포하중이 작용하면 접지압은 등분포로 작용하고 기초 중앙부에서 최대침하가 발생한다.

<해설>

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

① 흙입자의 입경이 클수록, 간극비가 증가할수록 투수계수는 증가한다.

② 온도가 증가함에 따라 물의 점성계수가 감소하므로 투수계수가 증가한다.

③ 점토의 경우 입자간의 인력이 우세한 면모구조가 반발력이 우세한 이산구조보다 투수계수가 크다.

④ 점토의 경우 이중층수의 두께가 두꺼울수록 투수계수가 증가한다.

<해설>

① 흙입자의 입경이 클수록, 간극비가 증가할수록 투수계수는 증가한다.
투수계수 식에서 흙입자의 직경이 클수록 e가 증가할수록 투수계수는 증가한다

② 온도가 증가함에 따라 물의 점성계수가 감소하므로 투수계수가 증가한다.
온도가 높아지면 물의 점성계수가 작아지므로 투수계수는 증가한다

③ 점토의 경우 입자간의 인력이 우세한 면모구조가 반발력이 우세한 이산구조보다 투수계수가 크다.
면모구조는 입자 배열이 불규칙적으로 되어있고 사각형으로 통과할수 있는 구멍이 많다. 따라서 투수계수가 크다. 

④ 점토의 경우 이중층수의 두께가 두꺼울수록 투수계수가 감소한다.
이중층수가 두꺼우면 물의 거동이 제한된다.

<해설>

테르자기 지지력공식은

인데 여기서

① 지지력 계수 Nc,Nq,Nr은 내부마찰각(Φ)에 대한 함수이다. 

여기서 헷갈릴수 있는 부분은 내부마찰각은 기초 밑의 내부마찰각을 사용하므로 주의해야한다

② C 는 기초밑의 C를 사용하므로 C1을 사용한다.

③ 테르자기 극한 지지력공식은 기초 위의 흙 무게로 극한 지지력을 산정하므로 γ2를 사용한다

④ 세번째는 기초의 지지력산정이므로 γ1을 사용한다

<해설>

= 12.5t/m²

대부분 일반사람들은 계삭을 할떄 포화단위중량을 바로 곱하는데 이것은 포화도가 100%일때 바로 곱할수 있는 부분이기에 주의해야하는 부분이다. 무작정곱해서 정답을 도출하면 망한다.

문 7. Boussinesq가 제안한 식을 이용하여 집중하중에 의한 지반내 응력 증가량을 구하는 경우에 대한 설명으로 옳은 것은?

① 연직응력 증가량은 깊이의 제곱에 비례한다.

② 연직응력 증가량은 하중의 작용점에서 수평방향으로 멀어질수록 증가한다.

③ 수평응력 증가량은 포와송비의 영향을 받지 않는다.

④ 전단응력 증가량은 탄성계수와 관련이 없다.

<해설>

① 연직응력 증가량은 깊이의 제곱에 반비례한다.(정확히 말하자면)

② 연직응력 증가량은 하중의 작용점에서 수평방향으로 멀어질수록 감소한다.

∵ 연직응력 작용점에서 수평방향으로 멀어질수록 R이 증가하므로 연직응력 증가량은 감소한다.

③ 수평응력 증가량은 포와송비의 영향을 받는다.

Bossinesq이론에서는 균질, 등방, 탄성이지만 수평응력 계산시에는 포아송비를 고려한다는 것을 잊지말자

문 8. 흙의 기본적 성질에 대한 설명으로 옳은 것은?

① 비중계분석법은 토립자의 침강속도가 입경의 세제곱에 비례한다는 Stokes의 법칙을 이용한 것이다.

② 유기질토(O)의 판별은 노건조 시료와 자연건조 시료의 액성한계(LL)를 비교하여 구할 수 있다.

③ 액성한계를 구하기 위한 유동곡선은 함수비－낙하횟수를 대수－대수지상에 도시한다.

④ 카올리나이트 성분이 많을수록 활성도가 증가한다.

<해설>

① 비중계분석법은 토립자의 침강속도가 입경의 제곱에 비례한다는 Stokes의 법칙을 이용한 것이다.

② 유기질토(O)의 판별은 노건조 시료와 자연건조 시료의 액성한계(LL)를 비교하여 구할 수 있다.

∵ △WL이 30%↑ = 유기질토

③ 액성한계를 구하기 위한 유동곡선은 함수비－낙하횟수를 대수－반대수지상에 도시한다.

④ 카올리나이트 성분이 많을수록 활성도가 감소한다.

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