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

난이도 및 평가

난이도 하,  자주나오는 문제이고 랭킨토압과 쿨롬토압에 관한 개념은 필수로 숙지해야한다.

해설

1) 주동토압계수는

이므로 파이가 증가하면 주동토압은 감소하게 되어있다.

2) 

그림을 보면 수동파괴면은 수평에 대하여 45-Φ/2 를 이루고 랭킨 주동파괴면은 45+Φ/2의 각을 이룬다.

3) 벽체의 변위가 발생 후 흙의 거동이 생긴 후에 주동 또는 수동통압이 발현된다.

4) 맞는말이다

문 17. 흙의 다짐에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 양족롤러는 점성토 지반을, 진동롤러는 사질토 지반을 다질 때 효과적이다.

② 점토는 함수비가 최적함수비보다 작은 건조측에서 다져질 경우 분산구조를 가진다.

③ 동다짐 공법의 지반개량심도는 추의 무게와 낙하고 등에 주로 영향을 받는다.

④ 일반적으로 시료의 세립분 함량이 증가할수록 최대건조단위중량은 감소하고, 최적함수비는 증가한다.

난이도 및 평가

난이도 중 , 기사에서도 가끔 나오는 문제이지만 암기 문제이다. 하지만 롤러의 그림을 안다면 유추하기가 쉽다.

해설

1) 양족롤러 생긴거보자 뾰족한 부분들이 있다 흙을 꾸욱 짜내서 물을 빼낸다, 진동롤러는 흙을 흔들어서 흙 사이의 공기를 빼낸다

2)

3) 맞는말이고 지반개량심도는 보정계수와 무게, 높이에 의해 영향을 받는다

4) 맞는말이다.

문 18. 그림과 같이 일정한 수위가 유지되면서 물이 토사층을 통과하여 하부로 흘러갈 때, 토사층 상단 A점과 하단 B점에서의 유효응력의 차는? (단, 흙의 포화단위중량은 20kN/m³이며, 물의 단위중량은 10kN/m³이다)

난이도 및 평가

난이도 상,  비슷한 문제를 풀어보면 쉬울수도 있지만 이해하는 과정이 어렵다.

해설

문 19. 말뚝기초에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 말뚝은 시공방법에 따라 크게 타입말뚝, 매입말뚝, 현장타설말뚝 등으로 구분할 수 있다.

② 일반적으로 한계(극한)주면마찰력이 발현되기 위한 말뚝의 침하량은 극한선단지지력이 발현되기 위한 말뚝의 침하량보다 작다.

③ 타입말뚝은 항타관입 시 소음 및 진동이 많이 발생하며, 일반적으로 동일한 직경 및 크기를 가지는 매입말뚝의 지지력보다 작다.

④ 연약지반에 설치된 말뚝은 지하수위가 저하되면 부주면 마찰력이 발생할 수 있다.

난이도 및 평가

난이도 중,  이해도하고 암기도 해야하는 문제이다.

해설

타입말뚝은 항타입 시 소음 및 진동이 많이 발생하는것은 맞으나, 매입말뚝보다 지지력이 크다.
때려박는게 지지력이 크겠냐 땅파놓고 말뚝 심는게 튼튼하겠나..

문 20. 그림과 같이 지진으로 인하여 호안에 설치된 중력식 옹벽의 배면지반에 액상화가 발생하고 진동이 끝난 후에도 액상화 상태가 유지될 때, 진동이 끝난 후 옹벽 양쪽 연직면에 작용하는 수평력의 차는?

난이도 및 평가

난이도 상,  지진이 발생 했을때 수평력에 대한 개념이 없으면 실수 하기 쉽다.

해설

지진 후 액상화 발생 시 토압은 수중단위중량으로 계산하지 않고 Ka를 고려하지 않는다

문 1. 점토의 공학적 특성에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 점토의 비율이 증가하면 흙의 소성지수(PI)도 증가한다.

② 예민한 점토의 현장 함수비는 액성한계보다 클 수 있다.

③ 점토의 함수비는 100%를 초과할 수 없다.

④ 점토의 액성한계는 100%를 초과할 수 있다.

난이도 및 평가

난이도 하, 기사에서도 나오는 문제이므로 어렵다고 생각하면 안되는 문제이다.

해설

1)

로 정의할 수 있는데 , 점토의 비율이 증가하면 자연스럽게 PI가 증가하게 된다.

2)

예민비는

로 정의 할 수 있다. 
여기서 예민하다는 히빙가능성이 높고 이것은 파이핑으로 이어 질 수 있다는 결론이 내려진다.

3)

함수비는

로 정의되는데 100퍼센트가 넘어갈 수 있다.

4)

맞는말이다.

문 2. 포화 점토시료(Φ=0)의 일축압축시험에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 최대 주응력 면과 파괴면이 이루는 각도는 45°이다.

② 최대 주응력의 크기는 일축압축강도의  1/2이다.

③ Mohr 응력원을 작도하였을 때, Mohr 응력원의 반경은 점착력의 크기와 같다.

④ 일축압축시험은 구속압력(σ3)이 0인 비압밀 비배수(UU) 시험결과와 동일하다.

난이도 및 평가

난이도 중, 자주나오는 문제이고 선지 하나당 아주 주옥같다.

해설

※ 점토의 일축압축시험 = 완전포화, 비배수상태 = (Φ=0) 이것을 암기해두자

1)

파괴면과 최대주응력면이 이루는 각은 90도 이므로 그 1/2인 45도이다.

2)

최대 주응력의 크기는 일축압축강도와 같다

3)

모어원의 반경은 위 그림을 보다시피 점착력과 같다

4)

맞는 말이다.

난이도 및 평가

난이도 하,  당장에 그림만보면 당황할 수 있지만 진짜 쉬운문제이다.

해설

<A상태>
지하수위와 지표면이 같아질때 가장위험한 상태이다

<B상태>
지하수위가 지표면보다 높으면 완전건조사면과 같은 상태이다.

둘을 나누어보면 포화단위중량/수중단위중량 = 2 라는 답이나온다

문 4. 말뚝의 지지력에 대한 설명으로 옳은 것은?

① 부(주면)마찰력은 말뚝 주변 지반의 침하량이 말뚝의 침하량보다 클 때 발생한다.

② 일반적으로 군(무리)말뚝의 지지력은 단일말뚝의 지지력을 합한 값보다 크다.

③ 모래지반에서 말뚝의 주면마찰력은 근입깊이가 증가함에 따라 선형적으로 감소한다.

④ 모래지반에서 말뚝의 주면마찰력은 말뚝의 시공방법에 영향을 받지 않는다.

난이도 및 평가

난이도 중,  기사에서도 나오는 문제이지만 공무원에서 자주나오는 문제가 아니다. 하지만 한번 풀어두면 굉장히 쉬운문제이다.

해설

1)
부주면 마찰력은 압밀이 발생하면 상대적인 변위(속도)에 의해서 발생한다

2)
Qag(군항) = Qa x N x E(단일말뚝의 지지력의 합한 값보다 작다)
효율은 100%가 나올 수 없다.

3)
주면마찰력은 15D~20D사이에서 일정해지는 구간이 온다.

4)
시공방법에 영향을 받게 되어있다.

난이도 및 평가

난이도 중, 지반상태가 완전 같았다면 난이도가 굉장히 쉬웠겠으나 B의 지반상태가 다르므로 중을 준다.

해설

□ 개요

 ○ (정의) 특정지역에서 건설 또는 건축 시 지반에 대한 정보를 얻기 위한 수단

 ○ (조사방법) 간접적 조사방법과 직접적 조사방법이 있음
  - (간접조사) 기존에 나와있는 자료(국토지반정보 포털시스템)을 조사하는 방법
  - (직접조사) 현장답사 또는 물리적탐사, 사운딩, 보링 등 다양한 시험

□ 목적

 ○ 건설공사에 필수적인 지반의 특성을 확인 후 설계, 시공, 감리사 등 현장감독자에게 제공하여 안전하고 경제적인 공사를 수행하기 위함

 ○ 지반조사를 하지 않을경우 아주 큰 리스크가 일어날 수 있음, 밑은 아산의 한 아파트의 부등침하가 발생하였으며 이 경우 아파트를 철거 후 다시 공사해야하므로 공사비 및 공기의 지연을 초래함 따라서 건설공사의 완벽함을 위해서는 돈이 더 들어가더라도 지반조사를 필수적으로 해야함

□ 조사순서

 ○ 지반조사는 일반적으로는 예비조사 -> 본조사 -> 보완조사 단계로 이루어 진다. 하지만 소규모 공사(7억 미만)의 경우는 조사단계의 일부를 생략가능하며 대규모 및 국가기반시설공사는 본 조사 뿐만아니라 정밀조사또한 시행할 수 있음

 - (예비조사) 부지선정, 노선 또는 구조물의 위치결정을 위하여 넓은 범위를 조사, 기존자료(지질도 및 관련 지도)를 토대로 조사를 하기도하며 현장답사 또한 병행을 함
 - (본 조사) 개략조사와 정밀조사로 구분되며 대표적으로 지표지질조사, 시추조사, 현장시험, 실내시험 등이 포함이 된다.
 - (보완 조사) 본 조사 후 불안정성이 보이거나 본 조사에서 지반상태 확인의 한계성이 드러날 경우 보완조사를 하여 적정성을 검토하는 것

□ 종류

 ○ 보링(Boring)
   - (목적) 지반의 구성상태, 지하수위 파악, 불교란 시료 채취 등
   - (종류) 수동식 오거보링, 충격식 보링, 회전식 보링
 ○ 사운딩(Sounding)
   - (방법) 로드 선단에 있는 저항체를 땅 속에 삽입후 관입, 회전, 인발 등으로 특정 값이 나오는데 그것으로 지반의 특성을 파악한다.
   - (종류) 동적방식(타입식), 정적방식(압입식, 회전관입, 인발 등)

문 16. 흙의 전단거동 특성에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 일반적으로 느슨한 사질토는 배수 삼축압축시험(CD시험) 중 체적이 지속적으로 감소한다.

② 조밀한 사질토는 압밀 비배수 삼축압축시험(CU시험) 중 간극수압이 감소할 수 있다.

③ 압밀 비배수 삼축압축시험(CU시험) 시 과압밀점토의 거동은 느슨한 사질토의 거동과 유사하다.

④ 상대밀도만 서로 다른 두 사질토 시편에 대해 동일한 구속압 조건의 배수 삼축압축시험(CD시험)을 수행하는 경우, 전단변형이 파괴 이후까지 충분히 커지면 두 시편의 간극비는 거의 같은 값으로 수렴한다.

난이도 및 평가

난이도 중, 아주 자주나오는 문제이므로 선지하나하나를 다 외울정도로 반복해야 하는 문제이다.

해설

1) 느슨한 사질토는 지속적으로 체적이 줄어든다.
2) 느슨한 사질토는 시간이 갈수록 과잉간극수압이 증가한다.
3) 과압밀점토는 조밀한 모래와 거동이 유사하다.
4) 충분한 변형이 발생시 느슨한 모래든 조밀한 모래든 한계 간극비에 도달하게된다.

문 17. 양면배수조건으로 가정한 경우, 점토층의 3년 후 압밀침하량과 최종 압밀침하량이 각각 45cm, 50cm로 예측되었다. 같은 지반에서 배수조건을 일면배수조건으로 가정한다면, 예측되는 3년 후 압밀침하량[cm]과 최종 압밀침하량[cm]은? (단, 평균압밀도 50%, 70%, 82%, 90%에 해당되는 시간계수는 배수조건에 무관하게 각각 T50＝0.2, T70＝0.4, T82=0.6, T90＝0.8로 가정한다)

3년 후 압밀침하량 최종 압밀침하량

  ① 6.3                            25

  ② 12.5                          25

  ③ 12.5                          50

  ④ 25.0                          50

난이도 및 평가

난이도 중상,  당장에는 쉬워보이나 일면배수건 양면배수건 최종압밀침하량이 같다는 포인트를 잡아내지 못하면 어려운 문제이다.

해설

t = Tv Hd² / Cv = 일정 (∵ 둘다 3년후를 가정하였음)

= 0.7 (0.5H)² / Cv = Tv H² / Cv
Tv= 0.2 => U=40%

∴ 3년후 압밀침하량 = 50 x 0.5 = 25cm

문 18. 그림과 같이 수평으로 뒷채움한 역T형 옹벽에서 활동에 대한 안전율은? (단, 단위폭 당 활동면에 작용하는 뒷채움흙의 무게와 옹벽 무게의 합은 400kN/m, 기초저면과 흙의 마찰각은 31°, 흙의 내부마찰각은 30°, 흙의 점착력은 0, 흙의 습윤단위중량은 20kN/m3, tan 31°＝0.6, Rankine토압이론을 적용하며, 지하수위의 영향과 옹벽전면의 수동측 저항력은 무시한다)

① 1.0 ② 1.5

③ 2.0 ④ 2.5

난이도 및 평가

난이도 하 , 아주쉬운 꽁 문제이다. 뭐 저면과 흙의 마찰각 때문에 어려워 보일수 있겠으나 쉬운문제이다.

해설

문 19. 그림과 같은 옹벽에 작용하는 단위폭 당 전체 주동토압[kN/m]은? (단, Ka1과 Ka2는 지층별 주동토압계수이고 Rankine토압이론을 적용하며, 물의 단위중량은 10kN/m³이다)

① 215 ② 265

③ 315 ④ 365

난이도 및 평가

난이도 하, 그림만 그릴줄 알면 토압도 그려서 금방 푸는 문제이다. 

해설

Pa = 0.5 x 18 x 5² x 1/3 + 18 x 5 x 1/5 x 5 + 0.5 x 10 x 5² x 1/5 + 0.5 x 10 x 5²

문 20. 흙의 다짐특성에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 흙이 완벽하게 다져졌을 경우 이론적으로는 완전포화상태가 되어 다짐함수비에 따른 건조단위중량이 영공기간극곡선 상에 나타난다.

② 동일한 다짐에너지 조건일 때, 건조측에서는 다짐함수비가 증가할수록 투수계수가 증가하는 경향을 보이며, 최적함수비에서 최대투수계수를 나타낸다.

③ 최적함수비를 중심으로 다짐함수비가 작은 쪽을 건조측, 큰 쪽을 습윤측이라고 하며, 점성토에서는 건조측에서 면모구조, 습윤측에서 이산구조를 보이는 것이 일반적이다.

④ 일반적으로 다짐에너지가 클수록 최적함수비는 감소하고 최대건조단위중량은 증가한다.

난이도 및 평가

난이도 중,  꼭 외워야하는 그래프가 있다 이것을 외우면 쉽다

해설

1) 맞는말이긴 한데 영공기간극곡선 상에 나타날 일은 없다.
2) 건조측에서는 함수비가 증가할수록 투수계수가 감소하며 최적함수비보다 약간 옆에서 최소투수계수를 나타낸다.
3) 맞는 말이다.
4) 맞는말이다.