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

광고 한번만 눌러주고 가소~

문 1. 그림과 같은 연직사면에서 평면 가상파괴면에 대한 안전율은? (단, N, T는 각각 파괴쐐기 무게에 의한 가상파괴면에 작용하는 수직력 및 활동력이며, 연직사면은 별도의 보강 없이도 자립할 수 있는 것으로 가정한다)

① 1.5 ② 2.0

③ 2.5 ④ 3.0

난이도 및 평가

난이도 하, 어렵지 않다. 그러나 기사에서는 덜 나온다.

해설

※ 사면의 안정해석

활동면을 직선 또는 곡선으로 가정한다

문 2. 비탈면 또는 굴착면의 안정성을 저감시키는 요인으로 옳지 않은 것은? (단, 모든 요인은 영향범위 내에서 변화되는 것으로 고려한다)

① 비탈면 내 지하수위의 상승
② 지진발생에 따른 수평하중의 증가
③ 굴착 후 지반 내 발생된 부의 과잉간극수압(negative excess pore pressure)의 소산
④ 비탈면 내 모관흡수력 증대

난이도 및 평가

난이도 중상,  하나하나 선지를 검토해야하므로 쉽지는 않은 문제이다

해설

1. 비탈면 내 지하수위가 상승할 경우 유효응력이 감소하여 안정성이 낮아진다

2. 지진으로 수평하중 증가시  활동, 전도의 원인이 되어 안정성이 떨어진다.

3. 굴착후 지반 내 부(-)의 과잉간극수압이 소산시 유효응력이 낮아지고 안정성이 떨어지게 된다.
 ※ 부의 과잉간극수압은 체적팽창(다일러턴시) 시 나타나게 된다
 ex) 조밀한 모래, OC(과압밀점토)

4. 모관흡수력이 증가하면 유효응력이 증가한다

문 3. 모래치환법으로 현장밀도시험을 한 결과 원지반을 파낸 구멍의 부피는 2,000cm³이고 파낸 흙의 중량은 33N이며, 함수비는 10%였다. 이 흙의 간극비는? (단, 이 흙의 비중(Gs)은 2.70이고 물의 단위중량은 10kN/m³이다)

① 0.6 ② 0.7

③ 0.8 ④ 0.9

난이도 및 평가

난이도 중, 계산하는 과정이 귀찮기에 중을 준다

해설

문 4. 동상(frost heaving)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 실트질 지반보다 자갈지반에서 동상이 잘 일어난다.
② 아이스렌즈를 형성하기 위한 물의 공급이 충분할수록 동상이 잘 일어난다.
③ 0도 이하 온도의 지속시간이 길수록 동상이 잘 일어난다.
④ 동상은 주로 지표 부근에서 잘 일어난다.

난이도 및 평가

난이도 하,  기사에서도 마르고 닳도록 나오는 문제인데 틀리면 안된다.

해설

1. 영하온도가 지속될 수록
2. 충분한 물의 공급
3. 얼기 쉬운 흙(실트)

문 5. 지반재료의 강성(stiffness)의 특성으로 옳지 않은 것은?

① 모든 지반재료의 강성은 응력경로에 무관하다.
② 사질토에서 구속응력의 증가는 지반 강성을 증가 시킨다.
③ 정규압밀점토의 강성은 변형률 증가와 함께 감소한다.
④ 수평퇴적지층의 경우 대체로 퇴적방향에 따라 강성이 달라지는 이방성특성을 나타낸다.

난이도 및 평가

난이도 중,  기사에서는 안나온다고 보면 된다. 

해설

힘을 주면 강성에 따라 변위가 일어나는 정도가 다른데,

응력(힘)에 따라 변위의 크기가 다르기 때문에 응력경로와 무관하지는 않다.

해설이 고마웠다면 광고 하나 누르고 가자.

문 11. 동일한 점토층에 대해 양면배수상태로 압밀시키는 경우가 일면배수상태로 압밀시키는 경우보다 몇 배의 압밀시간이 소요되는가?

① 2

② 1/2

③ 4

④ 1/4

난이도 및 평가

난이도 하, 기사에서도 나오는 문제이므로 틀리면 안된다

해설

문 12. 포화된 점토시료에 대하여 비압밀비배수상태(UU)의 삼축압축시험을 실시하였다. 시료를 셀 내부에 거치한 후 간극수압을 측정해 보니 0kN/m²이었고, 이후 축차응력을 가하기 전 구속압력을 20kN/m²까지 적용하였다. 이때의 간극수압[kN/m²]은?

① 0

② 10

③ －20

④ 20

난이도 및 평가

난이도 중으로 지금까지 자주 나왔다. 푸는방법 외우도록 하자.

해설

※ 간극수압이 -20이 아닌 이유는
(-)간극수압은 모관현상 또는 체적 팽창현상에서 생긴다

문 13. 10m 두께의 점토층에서 채취한 점토시료를 사용하여 압밀시험(양면배수조건, 시료의 지름 75mm와 높이 20mm)을 수행한 결과 50% 압밀시키는 데 12분이 걸렸다. 만약 이 현장의 배수조건이 실험실 배수조건과 같다면 10m 두께의 점토층이 50% 압밀에 도달하는 데 걸리는 시간[년]은?

① 5.23

② 5.71

③ 6.18

④ 6.66

난이도 및 평가

난이도 상, 그냥 계산이 개더럽기 때문이다.

해설

1번과 2번이 같은 이유는같은 흙이기 때문이다.

난이도 및 평가

난이도 중, 공무원시험에서는 자주나오는 문제이다.

해설

조건 : Q, A ,V 일정

문 15. 그림과 같이 옹벽 배면의 지표면에 등분포하중이 작용하고 있다. 옹벽 배면에 발생하는 인장균열의 깊이[m]는?

난이도 및 평가

난이도 중, 인장균열의 개념을 이해하고 등분포하중만 잘 고려하면 쉽게 풀 수 있는 문제이다.

해설

문 1. 자연시료에 대한 일축압축시험 결과 qu＝4.0kN/m²를 얻었다. 이 시료를 교란시킨 후 재성형된 공시체로 다시 일축압축시험을 실시하여 qu＝1.5kN/m2를 얻었을 때, 이 시료의 예민비는?

① 0.375

② 1.33

③ 2.15

④ 2.67

 

난이도 및 평가

난이도 하의 문제로 예민비의 범위만 알면 된다.

해설

 

---

문 2. 두께가 7m인 연약점토층의 초기간극비가 1.0이다. 5m의 높이로 성토 후 기존 점토층의 간극비가 0.7로 감소한다면 성토로 인한 연약점토층의 압밀침하량[m]은?

① 0.75

② 1.05

③ 1.36

④ 1.91

난이도 및 평가

난이도 중으로 아주 마르고 닳도록 나오는 문제이니 외우자.

해설

문 3. 완전히 포화된 흙의 건조단위중량과 함수비가 각각 16kN/m³와 25%일 때, 이 흙의 간극비(e)와 비중(Gs)은? (단, 물의 단위중량은 10kN/m³로 가정한다)

간극비(e) 비중(Gs)

① 0.63   2.52

② 0.65   2.60

③ 0.67   2.67

④ 0.68   2.72

난이도 및 평가

해설

※ 완전포화상태란 S=100%를 말한다

문 4. 지하구조물 설치를 위해 다음 그림과 같이 지반을 굴착하였을 때 굴착부 측면 A지점과 하부 B지점 각각에 대한 흙의 응력경로를 p－q도상에 옳게 표시한 것은?

      A지점            B지점

①   가                   라

②   나                   라

③   가                   다

④   나                   다

난이도 및 평가

난이도 중의 문제로 p-q가 어떤것을 나탄내는지 알아야한다.

해설

위의 것들만 알면된다.

B는 흙이 없어져서 누르는 힘이 없으므로 축방향으로 인장이 되고

A는 옆에 흙이 없어서 측방향으로 인장이 된다.

p와 q는 위의 값과 같고

이에 따라 계산을해보면

A는 가 상태가 되고

B는 라 상태가 된다.

대충 숫자라도 넣어서 계산해봐라

토질역학은 +가 압축이고 -가 인장이다.

문 5. 지표면까지 포화된 지반의 투수계수의 분포도는 다음 그림과 같다. 지하수가 수평방향으로만 흐른다면 지반의 등가 수평투수계수 K' 및 각 층의 투수계수에 대한 상관관계를 설명한 것 중 옳지 않은 것은?

난이도 및 평가

난이도  중상의 문제이다. 문제자체는 어렵지 않으나 이식 저식 해보면서 유도해야 하는 과정이 길다.

해설

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

난이도 및 평가

난이도 하로 공식만 알고있으면 금방 푸는 문제다.

해설

문 7. 포화점토지반에 축조된 점토제방의 사면 및 절토사면의 안정에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 포화점토지반의 절토사면에서 시간에 따른 안전율은 시공완료시점 이후부터는 점차 증가한다.

② 포화점토지반의 절토사면에서 시간에 따른 흙의 전단강도는 시공완료시점 이후부터는 점차 감소한다.

③ 포화점토지반 위에 축조된 점토제방에서 시간에 따른 안전율은 시공완료시점에서 가장 작고 그 이후부터는 점차 증가한다.

④ 포화점토지반 위에 축조된 점토제방에서 시간에 따른 흙의 전단강도는 시공완료시점 이후부터는 점차 증가한다.

난이도 및 평가

난이도 중상으로 포화된 점토가 마찰각이 0도인 것과 제방이 성토라는 것을 알면 된다.

해설

성토  = 제발 축조 = 흙댐 시공

이 위에 것을 알고있자.

문 8. 그림과 같이 기울기 45도의 전단파괴면을 갖는 연직사면의 안전율은? (단, 단위폭당 파괴쐐기의 무게는 W, 단위폭당 전단파괴면의 면적은 L, 연직사면을 구성하는 토체의 점착력은 0, 내부마찰각은 Φ이다)

난이도 및 평가

난이도 하이다. 트릴면 안된다.

해설

문 9. 연성기초의 탄성(즉시)침하에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 탄성(즉시)침하량은 기초에 작용하는 압력이 커질수록 증가한다.

② 탄성(즉시)침하량은 지반의 탄성계수가 커질수록 증가한다.

③ 탄성(즉시)침하량은 기초의 폭이 커질수록 증가한다.

④ 기초의 설치심도가 깊어질수록 더 작은 침하가 발생한다.

탄성 침하량 공식을 외우도록하자

1.  Qnet(압력) 이 커지면 침하량 증가
2.  E가 커질수록 감소
3.  B가 커질수록 증가
4.  Qnet= q- γDf이므로 Df가 증가하면 Qnet가 작아지므로 침하량 감소

문 10. 그림과 같이 폭이 B로 일정하고 높이가 3m인 옹벽을 세우고자 한다. 전도에 대한 안전율을 2로 적용할 경우, 옹벽의 최소폭 B[m]는? (단, 흙의 단위중량은 16kN/m³, 콘크리트의 단위중량은 24kN/m³, 주동토압계수는 1/3 이다)

난이도 및 평가

난이도 하이다 숫자만 계산할줄 알면 정말 쉽다.

해설

■ 정의

흙은 전단응력이 작용하면 체적이 변하게 되는데 흙입자끼리 접촉하는점이 활동하여 배열이 변화가 된다.
이렇게 부피가 변하는 현상을 다일러턴시 현상이라고한다.

전단시 팽창하는경우를 (+)다일러턴시

전단시 수축하는경우를 (-)다일러턴시 

라고 한다.

위의 그림과 같이

느슨한 모래는 전단변위가 커질수록 체적이 수축하는데
모래 사이사이 간극이 있어서 체적이 줄어들고
조밀한 모래의 경우는 조밀한 모래입자가 다른 모래입자를 타고 올라 체적이 팽창한다.

■ 특징

1. 점성토의 다일러턴시는 1<OCR<2에서는 (-)다일러턴시가 되어 배수전단인 쪽이 비배수전단인 쪽보다 큰 전단강도를 나타낸다. OCR>2일 경우는 (+)다일러턴시가 되어 반대의 경향을 나타냄

2. 사질토의 다일러턴시는 느슨한 상태에서 조밀한상태가 될때 다일러턴시가 (-)에서 (+)로 바뀐다.

3. 간극수압계수 A는 흙의 종류에 관계없이 밑의 경우를 만족한다.
 1) (+)다일러턴시는 A < 0.33
 2) (-)다일러턴시는 A > 0.33

4.  느슨한 모래가 비배수상태에 전단응력을 받을시 체적이 감소하기 때문에 간극수압이 증가하여 액상화 발생가능성이 생긴다.

■ 단위 중량

단위중량은 흙의 단위체적당 무게

여기서 흙은 흙 입자 + 유체 + 공기 세개를 합친 것을 말한다.

■ 비중

비중은 흙 입자의 부피에 대한 물 무게와 흙 입자의 무게의 비이다.

흙 입자의 단위중량 

비중

암반의 경우는 암반사이에 공간이 거의 없다. 그래서 암반의 단위중량과 비중은 값(숫자)이 같다.

하지만 흙은 비중이 일반적으로 2.67정도인데 흙의 단위중량은 2t/m³이하이다.