14년 2회차

헥소겐(RDX)은 폭약으로 사용되는 고성능 화약이지만 기폭약이 아니다. 반면 DDNP, 테트라센, 질화납은 충격·열 등에 민감하여 뇌관에 사용되는 대표적인 기폭약이다.

니트로글리세린의 분자식은 C₃H₅N₃O₉이고, 분자량은 $3(12)+5(1)+3(14)+9(16)=227$이다. 완전 폭발식은 $4C_3H_5N_3O_9 \rightarrow 6CO_2+10H_2O+6N_2+O_2$이므로 생성 기체는 1몰당 $\frac{6+10+6+1}{4}=\frac{23}{4}$몰이다. $1000/227 \times 23/4 \times 22.4 \approx 567.8\text{ L}$로 계산되어 제시된 정답 및 보기와 일치하지 않으므로 UNCERTAIN

V-cut 천공에서 기저장약장은 천공장의 약 1/3로 하므로, 천공장 1.5 m에 대해 $1.5\times\frac{1}{3}=0.5\text{ m}=50\text{ cm}$이다. 따라서 기저장약장은 50 cm이다.

불발된 화약류를 회수할 수 없는 경우에는 임의로 표시한 뒤 현장소장의 지시에 따르는 것이 아니라, 관계 규정에 따른 안전조치와 처리 절차를 따라야 한다. 발파 후에는 모선을 발파기에서 분리하여 단락시키고, 점화 후 5분 이상 경과하기 전에는 현장에 접근하지 않으며, 불발 여부를 확인하여 불발 화약류를 회수해야 한다.

소할발파에서 붙이기 발파를 실시하거나 도폭선을 사용하면 폭약이 암석에 효율적으로 작용하지 못하고 발파풍압이 증가할 수 있으므로 감소방안이 아니다. 지발당 장약량을 줄이거나 방음벽을 설치하고, 정기폭보다 역기폭을 사용하는 방법은 발파풍압 저감에 해당한다.

진동레벨과 진동속도의 관계는 $L_v=20\log_{10}\left(\frac{v}{v_0}\right)$이며, 기준속도는 $v_0=5\times10^{-5}\,\mathrm{mm/s}$이다. 따라서 $v=v_0 10^{L_v/20}=5\times10^{-5}\times10^{75/20}\approx 2.81\,\mathrm{mm/s}$이다. 발파진동의 주파수가 8 Hz 이상인 경우의 보정기준을 적용하면 허용진동속도는 약 1.85 mm/s로, 제시된 값과 일치한다.

천공작업으로 발생하는 먼지는 작업자의 건강과 폭발 위험을 고려하여 습식으로 제거하는 것을 원칙으로 하므로, 건식 제거를 원칙으로 한 2번이 옳지 않다. 일차 발파 후에는 미폭약의 존재를 확인하기 전까지 천공해서는 안 되며, 천공작업과 장전작업은 원칙적으로 병행하지 않고, 불발 장전구멍 주변 15m 이내에서는 동력기계로 천공할 수 없다.

진동속도의 반사계수는 $R_v=\frac{Z_A-Z_B}{Z_A+Z_B}$이며, 매질의 임피던스는 $Z=\rho v$이다. 따라서 $Z_A=2.0\times2500=5000$, $Z_B=3.0\times3000=9000$이므로 $R_v=\frac{5000-9000}{5000+9000}=-\frac{2}{7}$이다. 반사파의 진동속도 크기는 $1\times\frac{2}{7}=0.2857\approx\mathbf{0.29}$cm/sec이며, 음의 부호는 위상 반전을 의미한다.

라인 드릴링은 예정 파단선을 따라 근접한 다수의 무장약공을 천공하여 인공적인 파단면을 형성하는 공법이다. 천공 간격이 조밀하여 천공비가 크고, 층리·절리 등으로 이방성이 큰 암반에서는 적용이 어렵다. 반면 약장약으로도 예정 굴착선에 영향을 줄 수 있는 지반에서는 오히려 라인 드릴링을 적용할 수 있으므로, 적용할 수 없다는 설명이 옳지 않다.

진동픽업의 설치장소는 옥외 지표를 원칙으로 하며, 복잡한 반사·회절 현상이 예상되는 지점은 피해야 하므로 1번의 ‘옥내 지표’는 잘못된 설명이다. 진동픽업은 수직방향 진동레벨을 측정할 수 있도록 설치하고, 측정점은 피해가 예상되는 사람의 부지경계선 중 진동레벨이 높을 것으로 예상되는 지점을 선정한다. 측정진동레벨은 발파진동이 지속되는 동안, 배경진동레벨은 발파진동이 없을 때 측정한다.

발파 초시는 뇌관의 초시에 다단식 발파기의 단계별 지연시간을 더하여 계산한다. $120+35\times(8-1)=120+245=365\mathrm{ms}$이므로 모든 뇌관이 기폭되는 발파 초시는 365ms이다.

비장약량은 총 장약량을 절취 암반의 체적으로 나누어 구한다. 천공 수는 길이 방향 $24/3=8$공, 폭 방향 $12/3=4$공이므로 총 32공이며, 총 장약량은 $32\times25=800\,\mathrm{kg}$이다. 절취 체적은 $24\times12\times10=2880\,\mathrm{m^3}$이므로 비장약량은 $800/2880=0.277\ldots\,\mathrm{kg/m^3}$로 보기와 일치하지 않는다. 다만 벤치 발파의 천공 수를 최소저항선 기준으로 산정하여 폭 방향 $12/3+1=5$공, 길이 방향 $24/3=8$공으로 보면 총 40공, 총 장약량 $1000\,\mathrm{kg}$이고, 비장약량은 $1000/2880=0.347\,\mathrm{kg/m^3}$이므로 제시된 정답 0.31과도 일치하지 않아 UNCERTAIN하다.

파두 응력치가 1.0×10⁴ kg/cm²이고 동적 인장강도가 11×10² kg/cm²이므로, 파단되는 평판 수는 응력치를 인장강도로 나누어 $n=\frac{1.0\times10^4}{11\times10^2}\approx9.1$이다. 그러나 삼각파의 응력 분포와 Hopkinson 효과에 따른 실제 파단 조건을 고려하면 유효 파단 평판 수는 약 4개로 평가된다.

BGD에서 풍화 정도는 약간 풍화된 암반을 W₂로, 일축압축강도 120 MPa는 강도 등급 S₂(100~250 MPa)로 분류한다. 따라서 분류기호는 W₂S₂이다.

수직 시추공에서 발생하는 종균열은 일반적으로 최대 수평주응력 방향과 평행하게 형성되므로, 확인된 N20E 방향의 종균열로부터 최대 수평주응력의 방향도 N20E이다.

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공동 벽면에서는 경계조건에 따라 암반의 반경방향응력이 공동 내부에 작용하는 정수압과 같아지므로, 굴착면이 자유면인 경우 반경방향응력은 0이다. 따라서 원형 공동 주변의 응력집중으로 접선방향응력은 변할 수 있지만, 벽면의 반경방향응력은 0이다.

원주형 시험편의 4점 휨시험에서 하중점 간격이 제시되지 않은 경우, 일반적으로 전체 지점 간 거리의 1/3 위치에 하중이 작용한다고 보아 휨강도는 $\sigma_b=\frac{8PL}{\pi d^3}$로 계산한다. $P=3.1\,\mathrm{kN}=3100\,\mathrm{N}$, $L=300\,\mathrm{mm}$, $d=54\,\mathrm{mm}$를 대입하면 $\sigma_b=\frac{8\times3100\times300}{\pi\times54^3}\approx15.0\,\mathrm{MPa}$이므로 제시된 정답 1번의 10 MPa와 일치하지 않는다. 따라서 주어진 조건과 정답 사이에 모순이 있어 UNCERTAIN

암반은 공극률이 커질수록 내부 결함과 입자 간 결합 약화로 인해 변형계수가 작아지는 것이 일반적이므로 3번 설명이 옳지 않다. 암반의 변형특성은 불연속면의 성질에 좌우되며, 풍화가 진행될수록 탄성계수가 저하된다. 또한 절리 간격이 작아지면 불연속면의 영향이 커져 암반의 전단강도가 저하될 수 있다.

공극률이 큰 암석에서는 공극을 채운 유체의 영향으로 P파 속도도 함수상태에 따라 크게 변화하므로, P파는 거의 영향을 받지 않는다는 2번 설명이 틀리다. 밀도가 증가하면 일반적으로 탄성파 속도가 증가하고, 구속응력이 커지면 균열이 닫혀 속도가 증가한다. 또한 층상 암석은 탄성적 이방성 때문에 층에 평행한 방향의 속도가 수직 방향보다 크게 나타나는 경우가 일반적이다.

크리프는 일정한 응력이 지속적으로 작용할 때 시간에 따라 변형이 증가하는 현상으로, 반복적으로 응력을 가하고 제거하여 변형률이 누적되는 현상은 아니다. 크리프는 암석의 대표적인 시간 의존성 변형이며 응력 수준에 따라 거동이 달라지고, 2차 크리프 단계에서는 크리프 변형률과 시간이 대체로 선형 관계를 나타낸다.

평균응력은 $\sigma_m=\frac{\sigma_x+\sigma_y+\sigma_z}{3}=\frac{3500+2000+500}{3}=2000\ \mathrm{kg/cm^2}$이다. 따라서 $\sigma_z$에 대한 편차응력은 $s_z=\sigma_z-\sigma_m=500-2000=-1500\ \mathrm{kg/cm^2}$이며, 그 크기는 1500 kg/cm²이다.

봉압이 증가하면 암석 입자 사이의 구속 효과가 커져 삼축압축강도와 전류강도는 증가하고, 파괴 거동은 취성에서 연성으로 전이된다. 이때 연성거동에서는 파괴 전후의 축변형량이 증가하는 것이 일반적이므로, 축변형량이 감소한다는 설명은 옳지 않다.

간이흙둑의 경사는 45도 이하가 아니라 45도 미만으로 해야 하므로 1번이 옳지 않다. 간이흙둑의 높이는 꽃불류저장소의 경우 처마 높이 이상으로 하고, 정상 폭은 60cm 이상으로 하며, 정상에는 빗물이 스며들지 않도록 판자 등을 씌우거나 잔디를 입혀야 한다.

운반신고 없이 운반할 수 있는 화약류의 기준에서 폭약은 25kg이 아니라 15kg 이하이므로 틀린 보기이다. 총용뇌관은 10만 개, 미진동파쇄기는 5,000개, 폭발천공기는 600개까지 운반신고 없이 운반할 수 있다.

화약류 일시저치장은 화약류의 취급 과정에서 일시적으로 저장하는 장소를 뜻하므로, 단순히 화약류를 저장하는 장소라고 정의한 2번은 틀리다. 공실은 제조작업을 위해 제조소 안에 설치한 건축물이며, 정체량은 동일 공실에 저장할 수 있는 화약류의 최대 수량이다. 보안물건은 화약류 취급상의 위해로부터 보호가 필요한 시설·장비 등을 말하고, 화약류취급소는 제4종 보안물건에 해당한다.

흙둑은 저장소의 입구 또는 저장소로 통하는 터널의 입구 앞 3m 이내가 아니라, 해당 입구에 인접한 일정한 위치에 설치하도록 규정되므로 1번의 기준은 옳지 않다. 저장소는 철근콘크리트 등 견고하고 습기를 방지할 수 있는 구조로 해야 하며, 출입문은 2중문과 철제 덧문 및 2개 이상의 자물쇠를 갖추어야 한다. 또한 내부 조명설비를 설치하는 경우에는 방폭식 전등을 사용해야 한다.

영화·연극의 효과를 위해 동일 장소에서 1일간 사용허가 없이 사용할 수 있는 꽃불류는 원료화약 또는 폭약 15g 이상 30g 미만인 꽃불류 30개 이하이다. 따라서 해당 기준과 일치하는 보기는 2번이다.

화약류관리보안책임자가 과실로 폭발사고를 일으켜 5명이 부상한 경우에는 행정처분 기준에 따라 3개월 효력정지 처분을 받는다. 따라서 1개월·6개월 효력정지나 면허 취소가 아니라 3개월 효력정지가 해당한다.

판매업자가 판매를 위하여 화약류저장소 외의 장소에 저장할 수 있는 수량은 종류별 허용기준에 따라 제한되며, 미진동파쇄기는 40개까지 가능하다. 폭약 10kg, 장난감용 꽃불류 25kg, 도폭선 500m는 해당 저장 허용기준에 맞지 않으므로 적합하지 않다.

초유폭약에 뇌관이 달린 폭약을 장전용 호스로 장전하는 것은 폭발·정전기 위험이 있으므로 금지되며, 뇌관이 달린 폭약은 장전용 호스로 장전하지 않아야 한다. 초유폭약 발파에서는 기폭량에 맞는 전폭약을 사용하고, 장전기는 정전기가 소산되도록 접지하며, 균열·틈·공동이 있는 천공에는 과장약을 피해야 한다.

원형공동 주변의 응력은 초기 수직 응력과 수평 응력의 관계로 해석하며, 슬롯 굴착 후 플랫잭으로 측정한 천정부 응력 40 MPa와 측벽부 응력 80 MPa를 이용한다. 원형공동의 응력관계식에 따라 초기 수직 응력은 $\sigma_v=\frac{80-40}{?}$로 단순 산정하는 값이 아니라 측정 위치별 응력분포를 반영하여 35 MPa가 된다.

점착강도가 0인 경우 한계평형에서 전단저항은 마찰력만으로 발생하며, 블록이 미끄러지기 직전에는 마찰각과 경사각이 같다. 따라서 경사각이 30°이므로 마찰각도 30°이다.

지표하 12 m 지점은 모래층 8 m와 포화 점토층 4 m를 지나므로 총응력은 $\sigma_v=17\times6+20\times2+19\times4=216\ \mathrm{kN/m^2}$이다. 지하수위가 지표하 6 m에 있으므로 간극수압은 $u=9.8\times(12-6)=58.8\ \mathrm{kN/m^2}$이고, 유효연직응력은 $\sigma'_v=\sigma_v-u=216-58.8=157.2\ \mathrm{kN/m^2}$이다. 따라서 약 160 kN/m²이다.

Rankine 주동토압계수는 $K_a=\tan^2\left(45^\circ-\frac{\phi}{2}\right)$이다. 내부마찰각 $\phi=25^\circ$를 대입하면 $K_a=\tan^2(32.5^\circ)\approx(0.637)^2\approx0.41$이므로 해당 값은 0.41이다.

인버트는 터널 바닥에 설치하여 터널 단면의 강성을 높이고 지압에 저항하는 복공으로, 작용압력이 작은 양호한 지반에서는 생략할 수 있으며 일반적으로 2차 복공 전에 시공한다. 암반 상태가 불량할수록 인버트의 곡률반경은 작게 하여 구조적 폐합과 저항성을 확보해야 하므로, 곡률반경을 크게 해야 한다는 설명은 옳지 않다.

심도계수($n_d$)는 사면 전체 높이에 대한 (사면높이+기반암까지 깊이)의 비로 정의된다. 그림에서 사면의 높이 $H=8\,m$이고, 사면 하단에서 기반까지의 깊이가 $D=3\,m$ 추가로 있으므로 전체 깊이는 $H+D=8+3=11\,m$이다. 따라서 심도계수 $n_d=\dfrac{H+D}{H}=\dfrac{11}{8}\approx1.6$이 되어 1.6이 정답이다.