[건설재료시험기사 필기] 20년 2회차 기출문제 정답·해설 페이지

탄산화는 $\mathrm{Ca(OH)_2 + CO_2 \rightarrow CaCO_3 + H_2O}$ 반응으로, 알칼리성이 사라져 철근의 부동태 피막이 깨지고 부식이 촉진된다. 고로슬래그·플라이애시를 섞은 혼합시멘트는 포졸란 반응으로 수산화칼슘이 미리 소비되어 알칼리 예비량이 적으므로, 탄산화 속도는 혼합시멘트가 보통포틀랜드시멘트보다 빠르다. 온도가 높을수록 반응이 촉진되는 것은 맞다.

현장 잔골재 중 5mm체 통과분은 90%, 굵은 골재 중 5mm체 통과분은 5%다. 수정 잔골재량 $x$, 굵은 골재량 $y$에 대해 $x+y=700+1050=1750$이고 잔골재 성분이 $0.9x+0.05y=700$이다. 정리하면 $0.85x=612.5$이므로 $x=720.6$, 즉 약 721 kg/m3이다.

드래그라인은 로프로 버킷을 끌어당겨 넓은 범위의 흙을 파내는 셔블계 굴착기이지, 콘크리트 운반 기구가 아니다. 슈트·벨트 컨베이어·콘크리트 펌프는 모두 비벼진 콘크리트를 현장 거푸집까지 보내는 운반 설비다.

한중 콘크리트의 초기양생은 초기 동해를 받지 않을 압축강도가 얻어질 때까지 계속해야 하며, 보통의 노출상태에서 그 값은 5MPa이다. 3MPa에서 초기양생을 중단하면 초기 동해를 입는다. 양생 중 5℃ 이상 유지, 소요 강도 도달 후 2일간 0℃ 이상 유지, 찬바람 차단은 모두 규정에 맞다.

콘크리트 배합강도 산정 시 표준편차 보정은 시험횟수 n이 30회 미만일 때 보정계수를 적용하는 규정에 따릅니다. 시험횟수 23회에 대한 보정계수는 KS F 2403 콘크리트 압축강도 시험방법 또는 콘크리트 배합설계 기준에서 정한 표에 따라 결정되며, 시험횟수가 적을수록 보정계수가 커집니다. 시험횟수 23회일 때의 보정계수는 1.05로, 이는 표준편차에 곱하여 보정된 표준편차를 얻게 됩니다.

철근이 배치된 일반 구조물의 표준적인 온도균열지수는 균열 발생을 방지하여야 할 경우 1.5 이상, 균열 발생을 제한할 경우 1.2~1.5, 유해한 균열 발생을 제한할 경우 0.7~1.2이다. 지수가 클수록 온도균열에 안전하다.

포스트텐션 방식은 콘크리트가 굳은 뒤 덕트 속 긴장재를 당겨 양 끝의 정착장치를 통해 콘크리트에 압축력을 전달한다. 긴장재와 콘크리트의 부착력으로 프리스트레스를 도입하는 것은 프리텐션 방식이다.

숏크리트의 분진농도는 5mg/m3 이하로 관리해야 하며, 10mg/m3는 기준의 2배로 허용되지 않는다. 측정 위치를 뿜어붙이기 작업 개소로부터 5m 지점으로 한다는 부분은 맞다.

PSC 그라우트는 덕트 충전성과 긴장재 방식을 위해 물-결합재비를 45% 이하로 한다. 블리딩률 0%, 비팽창성 팽창률 −0.5~0.5%, 팽창성 팽창률 0~10%는 모두 규정에 맞는 값이다.

크리프량은 재하기간, 재하응력의 크기, 재하 시점의 재령과 강도, 물-시멘트비, 부재 치수, 주변 습도 등에 좌우된다. AE제 첨가 여부는 공기량·워커빌리티·동결융해 저항성을 좌우할 뿐, 크리프량을 결정짓는 인자로 보지 않는다.

해양 콘크리트에서 내구성으로 정해지는 최소 단위결합재량은 물보라 지역·간만대·해상 대기 중의 경우 굵은 골재 최대치수 20mm에서 340 kg/m3이다(25mm 330, 40mm 300). 280 kg/m3는 해중 환경에 해당하는 값이라 물보라 지역에는 부족하다.

비비기 시간은 시험으로 정하는 것이 원칙이고, 시험을 하지 않을 때 최소 시간은 가경식 믹서 1분 30초 이상, 강제식 믹서 1분 이상을 표준으로 한다. 3분은 표준값이 아니다. 정해둔 비비기 시간의 3배 이상 계속하면 안 된다는 규정과 혼동하기 쉽다.

잔골재의 절대용적은 $0.70 \times 0.30 = 0.21\,\mathrm{m^3}$이다. 표건밀도 2.60 g/cm3는 2600 kg/m3이므로 단위 잔골재량은 $0.21 \times 2600 = 546\,\mathrm{kg}$이다.

재료분리는 단위수량 과다, 굵은 골재 최대치수 과대, 입자가 거친 잔골재 사용, 골재와 페이스트의 밀도차 등에서 생긴다. 단위골재량이 적으면 상대적으로 시멘트풀이 많아 점성이 커지므로 재료분리는 오히려 줄어든다.

설계기준압축강도 35MPa 이하일 때 1회 시험값의 합격 기준은 설계기준압축강도 − 3.5MPa 이상이다. fck=30MPa이면 26.5MPa 이상이면 되므로 27MPa는 합격이다. 연속 3회 시험값의 평균이 fck 이상이어야 하는 조건은 이와 별개로 만족해야 한다.

온도균열은 시멘트 수화열로 인한 내부 온도상승이 원인이므로 단위시멘트량은 줄여야 한다. 크게 하면 발열량이 늘어 균열이 심해진다. 저발열 시멘트 사용, 1회 타설높이 축소, 재료 온도 저하(프리쿨링)는 모두 올바른 대책이다.

포장용 시멘트 콘크리트의 슬럼프는 40mm 이하가 기준이다. 포장은 진동 다짐으로 시공하므로 된비빔이어야 하며 80mm는 지나치게 무르다. 설계기준 휨강도 4.5MPa 이상, 굵은 골재 최대치수 40mm 이하, AE 콘크리트 공기량 4~6%는 맞는 기준이다.

건조수축에 의한 응력은 수축이 구속될 때만 발생한다. 구속이 없으면 부재가 자유롭게 줄어들어 변형만 생기고 응력은 0이다. 만약 완전히 구속되었다면 $\sigma = E \varepsilon = 25000 \times 500 \times 10^{-6} = 12.5\,\mathrm{MPa}$의 인장응력이 생겼을 것이다.

내부진동기는 상하층 콘크리트를 일체화하기 위해 하층 콘크리트 속으로 0.1m 정도 찔러 넣어야 한다. 삽입간격 0.5m 이하, 시멘트풀이 표면에 떠오를 때까지 진동, 얇은 벽에서 거푸집 진동기 사용은 모두 맞는 규정이다.

오토클레이브 양생은 고온·고압의 포화증기 속에서 규산질과 석회를 반응시켜(토버모라이트 생성) 조기에 높은 강도를 얻는 방법이다. 조직이 치밀해져 건조수축이 작고 내구성·내화학성이 우수하다. 습윤·살수·피막 양생은 수분 증발을 막는 보통의 양생법이다.

시카고 공법은 사람이 직접 수직으로 파 내려가면서 나무 널로 흙막이를 하는 인력 굴착식 피어 공법이다. 베노토(올케이싱)·어스 드릴·리버스 서큘레이션은 모두 기계로 굴착하는 공법이다.

다져진 토량 45000m3에 필요한 자연상태 토량은 $45000 \div 0.9 = 50000\,\mathrm{m^3}$이다. 보유한 흐트러진 토량은 자연상태로 $30000 \div 1.25 = 24000\,\mathrm{m^3}$이다. 따라서 부족토량은 $50000 - 24000 = 26000\,\mathrm{m^3}$이다.

8t 덤프트럭의 적재량으로부터 필요한 흙의 부피를 역산하여 백호의 적재횟수를 구한다.
먼저 트럭에 실을 수 있는 흙의 질량은 8t이고, 흙의 밀도가 1.5t/m³이므로 자연상태 흙의 부피는
8÷1.5 = 5.33m³이다.
토량변화율 L=1.2는 굴착 후 흙의 부피 증가를 의미하므로, 백호가 퍼내야 할 흙의 부피(느슨한 상태)는
5.33×1.2 = 6.4m³이다.
백호의 실제 적재량은 버킷용량에 버킷계수를 곱한 값인
2.0×0.85 = 1.7m³이므로, 필요한 적재횟수는
6.4÷1.7 = 3.76≈4회이다.

기층은 표층 바로 아래에서 표층으로부터 전달된 하중을 분산시켜 보조기층에 전하고, 교통하중에 의한 전단에 저항하는 층이다. 노상·노체는 포장을 지지하는 흙 부분이고, 차단층은 노상토가 보조기층으로 침입하는 것을 막는 층이다.

건설CALS(Continuous Acquisition and Life-cycle Support)는 기획·설계·시공·유지관리 전 과정의 정보를 발주자와 관련업체가 전산망으로 교환·공유하는 통합정보시스템이다. Turn Key는 설계시공 일괄입찰 방식, EVMS는 공정과 공사비를 통합관리하는 기법이다.

보일링은 상향 침투수압이 흙의 유효응력을 0으로 만들어 지반이 솟아오르는 현상이므로, 투수계수가 큰 모래질(사질) 지반에서 잘 생긴다. 투수성이 작은 점토질 지반에서는 대신 히빙이 문제가 된다.

일정 길이로 분할한 세그먼트를 공장에서 미리 제작하고 현장에서 크레인 등으로 이어 붙여 상부구조를 완성하는 캔틸레버계 공법은 P.S.M(Precast Segment Method)이다. F.S.M은 동바리 공법, I.L.M은 압출 공법, M.S.S는 이동식 비계 공법이다.

비탈면의 수평 투영길이는 좌측 $2 \times 2 = 4\,\mathrm{m}$, 우측 $1.5 \times 2 = 3\,\mathrm{m}$이므로 하부폭은 22m이다.
성토량: 단면적은
$\dfrac{15+22}{2}\times 2 = 37\,\mathrm{m^2}$,
성토량은
$37 \times 20 = 740\,\mathrm{m^3}$이다.
떼붙임 면적: 비탈면 경사길이의 합은
$\sqrt{2^2+4^2}+\sqrt{2^2+3^2}=8.078\,\mathrm{m}$이므로 떼붙임 면적은
$8.078 \times 20 \approx 161.6\,\mathrm{m^2}$이다.

자유면에서 폭약의 중심까지의 최단거리를 최소저항선이라 하며, 발파 위력과 누두공 크기를 결정하는 기본 치수다. 누두반경은 발파로 생긴 깔때기 모양 구멍(누두공) 입구의 반지름이다.

콘솔리데이션 그라우팅은 기초 암반 전반에 걸쳐 격자형으로 비교적 얕게 주입해 변형성을 줄이고 강도와 균일성을 개선하는 공법이다. 커튼 그라우팅은 기초를 통한 침투수를 막기 위해 병풍 모양으로 깊게 주입하는 차수 목적의 그라우팅이다.

슬러리 월(Slurry wall) 공법은 벤토나이트 안정액으로 굴착 벽면의 붕괴를 막으면서 굴착한 뒤 철근망을 넣고 콘크리트를 쳐서 말뚝이나 벽체를 연속적으로 만드는 공법이다. 지하연속벽 공법이라고도 하며 차수성과 강성이 크다.

클램셸은 조개 모양 버킷을 로프로 수직으로 내려 흙을 움켜쥐어 파올리므로, 좁은 장소의 깊은 굴착과 수중 굴착에 가장 적합하다. 파워셔블은 기계 위치보다 높은 지반의 굴착에 쓰는 장비다.

번 컷은 심빼기 구멍을 굴진 방향과 평행하게(수평으로) 뚫고 무장약공인 빈 구멍을 자유면으로 이용하는 공법이라 천공이 쉽다. 연직 발파가 아니다. 폭약이 절약되고 긴 구멍 굴착이 쉬우며 버력의 비산거리가 짧은 것은 실제 장점이다.

날끝 면적은 $\dfrac{\pi}{4}(10^2-9^2)=14.92\,\mathrm{m^2}$이므로 선단지지력은 $200 \times 14.92 = 2985\,\mathrm{kN}$, 주면마찰력은 $5 \times \pi \times 10 \times 20 = 3142\,\mathrm{kN}$이다. 우물통이 침하하려면 상부하중이 이 둘과 부력의 합 $2985+3142+100 \approx 6227\,\mathrm{kN}$ 이상이어야 한다.

토취장은 파낸 흙을 성토장소로 내려보내야 운반이 유리하므로, 성토장소를 향하여 하향경사(1/5~1/10)인 곳을 고른다. 상향경사면 운반 저항이 커져 불리하다.

오픈 케이슨은 저부가 열려 있어 굴착 중 지하수가 유입되고 보일링·히빙이 생길 수 있어 인접 구조물의 침하가 우려된다. 지하수를 저하시키지 않고 히빙·보일링 염려가 없는 것은 압축공기로 물을 배제하는 뉴매틱 케이슨의 특징이다.

운동장·광장처럼 넓고 평탄한 지역은 표면 배수만으로는 부족하므로, 지하에 자갈·잡석을 채운 맹암거를 격자형·어골형으로 묻어 침투수와 지하수를 모아 빼낸다.

비용경사는 공기를 하루 단축하는 데 드는 추가 비용, 즉 $\dfrac{\text{특급비용}-\text{표준비용}}{\text{표준공기}-\text{특급공기}}$이다. 대입하면 $\dfrac{45000-35000}{10-8}=5000$이므로 5000원/일이다.

표층은 포장의 최상부층으로 교통하중을 직접 받아 마모·박리에 저항하고 표면수의 침투를 막으며, 기층보다 작은 골재를 쓴다. 노상 바로 위의 인공층은 보조기층(또는 동상방지층)에 대한 설명이다.

전압 작업량은 $Q=\dfrac{1000\,V\,W\,H\,f\,E}{N}$로 구한다. 대입하면 $Q=\dfrac{1000 \times 3 \times 2.5 \times 0.3 \times 1.0 \times 0.8}{4}=450\,\mathrm{m^3/h}$이다.

석재는 압축강도는 크지만 인장·휨강도가 압축강도의 1/10~1/20에 불과하므로 휨응력이나 인장응력을 받는 부재에 써서는 안 된다. 압축부재로만 쓰되 자연층(층리)이 압축력 방향과 직각이 되도록 놓는다.

유효흡수율은 기건 상태에서 표면건조포화 상태까지 흡수하는 수량의 비, 즉 $\dfrac{\text{표건질량}-\text{기건질량}}{\text{기건질량}}\times 100$이다. 대입하면 $\dfrac{95-93}{93}\times 100 = 2.15\%$이므로 약 2.2%다.

콘크리트용 골재의 흡수율은 잔골재·굵은 골재 모두 3.0% 이하를 표준으로 하므로 5.0%는 기준을 벗어난다. 절대건조밀도 0.0025 g/mm3(=2.5 g/cm3) 이상, 안정성을 황산나트륨 용액으로 5회 시험해 평가하는 것은 맞다.

교질(젤라틴) 다이너마이트는 니트로글리세린을 20% 이상 함유한 찐득한 엿 상태의 폭약으로, 폭발력이 가장 크고 내수성이 뛰어나 수중에서도 사용할 수 있다. 칼릿은 내수성이 약하고, 니트로글리콜은 다이너마이트의 원료 성분이다.

부순 잔골재의 미세 분말량이 많아지면 비표면적이 커져 수화가 빨라지므로 응결의 초결·종결 시간은 오히려 짧아진다. 입자가 거칠고 각져 같은 슬럼프를 얻는 데 단위수량이 더 들고, 미분말이 공기 연행을 방해해 공기량이 줄며, 건조수축률은 커진다.

발포제는 알루미늄·아연 분말이 시멘트의 알칼리와 반응해 수소가스를 내는 혼화제로, 이 가스가 그라우트를 팽창시켜 PSC 덕트를 빈틈없이 채우게 한다. AE제는 미세한 독립기포를 연행할 뿐 가스를 발생시키지는 않는다.

시멘트의 주성분은 석회(CaO), 실리카(SiO2), 알루미나(Al2O3), 산화철(Fe2O3)이다. 산화마그네슘(MgO)은 주성분이 아니라 소량의 부성분으로, 과다하면 늦은 팽창으로 균열을 일으키므로 함유량이 제한된다.

고로 슬래그 시멘트는 수화열이 낮아 매스 콘크리트에 오히려 적합하다. 잠재수경성 때문에 초기강도는 작지만 장기강도가 크고, 수밀성·내열성과 해수·하수·공장폐수에 대한 화학저항성이 좋다.

나프탈렌 설폰산염계는 촉진제가 아니라 시멘트 입자를 강하게 분산시키는 고성능 감수제(유동화제)의 주원료다. 대표적인 촉진제는 염화칼슘 등이며, 조기강도 확보나 한중 콘크리트에 쓴다.

진밀도는 물이 스며들지 않는 골재 알갱이만의 밀도로 $d_a=\dfrac{A}{B+A-C}\rho_w$이다(A=절건질량, B=물만 채운 플라스크 질량, C=시료와 물을 채운 플라스크 질량). 대입하면 $\dfrac{495}{665+495-975}\times 0.997=\dfrac{495}{185}\times 0.997 \approx 2.67\,\mathrm{g/cm^3}$이다.

포졸란은 시멘트 수화로 생긴 수산화칼슘과 서서히 반응하므로 초기강도가 작고 강도 증진이 느리다. 대신 장기강도가 크고 수밀성·화학저항성·워커빌리티가 좋아지며 발열량이 적다.

중용열 포틀랜드 시멘트는 수화열이 큰 C3S와 C3A를 줄이고 대신 C2S를 늘려 초기 발열을 낮추면서 장기강도를 확보한다. C2S는 수화가 느려 발열이 적고 오랜 기간에 걸쳐 강도에 기여한다.

Hooke 법칙에서 늘음량은 $\delta=\dfrac{PL}{AE}$이다. 탄성계수 E는 분모에 있으므로 E가 클수록 늘음량은 작아진다. 외력 P와 부재 길이 L이 클수록, 단면적 A가 작을수록 늘음량은 커진다.

각재를 얇은 톱으로 켜서 만드는 단판은 소드 베니어(sawed veneer)다. 톱으로 켜므로 결이 아름다워 고급 합판에 쓰이지만 톱밥 손실이 커 비경제적이고 공업용으로는 거의 쓰지 않는다. 로터리 베니어는 원목을 회전시켜 깎아내 가장 경제적이다.

푸아송 비는 $\nu = -\dfrac{\text{횡변형률}}{\text{종변형률}}$로 정의된다.
먼저 종변형률을 구하면
$\varepsilon_L = \dfrac{\Delta L}{L_0} = \dfrac{50.433 - 50}{50} = \dfrac{0.433}{50} = 0.00866$이다.
다음으로 횡변형률을 구하기 위해 지름 변화를 이용하면
$\varepsilon_d = \dfrac{\Delta d}{d_0} = \dfrac{13.970 - 14}{14} = \dfrac{-0.030}{14} = -0.002143$이다.
푸아송 비는
$\nu = -\dfrac{-0.002143}{0.00866} = \dfrac{0.002143}{0.00866} = 0.247$이다.

고무혼입 아스팔트는 온도 변화에 따른 굳기 변화가 작아 감온성이 작고, 노면과의 마찰계수는 크다. 내후성, 응집성·부착력, 탄성과 충격저항이 커지는 것은 맞는 특징이다.

감온성은 온도에 따라 굳기가 달라지는 정도로, 블론 아스팔트가 감온성이 작고 스트레이트 아스팔트가 크다. 블론은 공기를 불어넣어 산화시킨 것이라 연화점이 높고 유동성이 작으며, 방수성·신장성·점착성은 스트레이트가 우수하다.

인접한 서로 다른 흙이나 채움재가 섞이지 않도록 경계를 유지해 주는 기능은 분리기능이다. 여과기능은 물은 통과시키되 흙 입자의 유실을 막는 기능, 배수기능은 물을 면 방향으로 모아 흘려보내는 기능이다.

피치(pitch)는 아스팔트의 잔류물이 아니라 타르를 증류하고 남은 잔류물이다. 레이크 아스팔트가 천연 아스팔트라는 것, 석유 아스팔트를 스트레이트와 블론으로 나눈다는 것, 아스팔트 유제가 유화제를 넣은 물에 역청재를 분산시킨 것이라는 설명은 모두 맞다.

휨강도(flexural strength)는 σ = 3PL/(2bd²) 공식으로 구한다. 여기서 P는 파괴하중(1000 N), L은 지간(250 mm), b는 폭(50 mm), d는 높이(50 mm)이다. 대입하면 σ = 3 × 1000 × 250 / (2 × 50 × 50²) = 750,000 / 250,000 = 3 N/mm² = 3 MPa이다.

동상은 ① 0℃ 이하가 오래 지속되고 ② 모관 상승으로 물이 계속 공급되며 ③ 실트질처럼 동상을 일으키기 쉬운 흙(투수계수가 적당한 흙)일 때 일어난다. 흙의 전단강도는 동상 발생 조건과 관계가 없다.

보링 구멍 바닥의 흙은 굴진 과정에서 교란되어 원지반의 강도를 제대로 나타내지 못한다. 그래서 처음 150mm는 예비 관입으로 버리고, 그 뒤 300mm 관입에 필요한 타격수를 N값으로 삼는다.

모래질(조립토)을 많이 포함한 흙은 다짐곡선이 뾰족하고 경사가 급하며, 최적함수비가 작고 최대건조밀도가 크다. 곡선이 완만하고 최적함수비가 큰 쪽은 점성토다.

Converse-Labarre 식에서
$\phi=\tan^{-1}\dfrac{D}{S}=\tan^{-1}\dfrac{0.4}{2}=11.31^\circ$이다.
효율은
$E=1-\dfrac{\phi}{90}\cdot\dfrac{(m-1)n+(n-1)m}{mn}=1-\dfrac{11.31}{90}\cdot\dfrac{15+16}{20}=0.805$이다.
따라서 군항의 허용지지력은
$0.805 \times 20 \times 150 \approx 2415\,\mathrm{kN}$이다.

Terzaghi 수정지지력식의 형상계수는 연속기초 α=1.0·β=0.5, 정사각형 α=1.3·β=0.4, 직사각형 $\alpha=1+0.3\dfrac{B}{L}$·$\beta=0.5-0.1\dfrac{B}{L}$이고, 원형기초는 α=1.3, β=0.3이다. 0.6이 아니다.

기초는 침하가 전혀 없어야 하는 것이 아니라 허용 침하량 이내여야 한다. 하중을 받으면 어떤 지반이든 침하가 생기므로, 특히 부등침하가 구조물에 해가 되지 않을 정도로 억제하는 것이 조건이다.

모래층 사이의 점토층이므로 양면배수이고 배수거리는 $H=3\,\mathrm{m}$이다.
압밀계수는
$C_v=\dfrac{k(1+e)}{a_v \gamma_w}=\dfrac{3\times 10^{-9}\times 2.5}{4\times 10^{-3}\times 9.81}=1.911\times 10^{-7}\,\mathrm{m^2/s}$이다.
90% 압밀은 $T_v=0.848$이므로
$t_{90}=\dfrac{0.848 \times 3^2}{1.911\times 10^{-7}}\approx 3.99\times 10^{7}\,\mathrm{s}$,
약 1.27년이다.

활성도는 2μm 이하 점토 함유율에 대한 소성지수(PI)의 비로 정의되며, 액성지수가 아니다. 활성도가 클수록 물을 많이 흡수해 팽창이 크고, 값의 크기로 점토광물의 종류를 추정할 수 있다.

느슨한 모래는 전단 시 입자가 촘촘하게 재배열되며 체적이 줄어드는 (−) 다일러턴시가 일어나고, 비배수 조건에서는 (+) 간극수압이 생긴다. 체적이 늘어나는 (+) 다일러턴시는 조밀한 모래와 과압밀 점토에서 나타난다.

A점의 전응력은 $18\times 2+20\times 3=96\,\mathrm{kN/m^2}$, 간극수압은 $9.81\times 3=29.43\,\mathrm{kN/m^2}$이므로 유효응력은 $66.57\,\mathrm{kN/m^2}$이다. 전단강도는 $\tau=c'+\sigma'\tan\phi'=10+66.57\tan 20^\circ \approx 34.23\,\mathrm{kN/m^2}$이다.

층을 직렬로 통과하므로 유출속도가 같아 $k_1\dfrac{\Delta h_1}{1}=2k_1\dfrac{\Delta h_2}{2}=\dfrac{k_1}{2}\cdot\dfrac{\Delta h_3}{1}$이다. 정리하면 $\Delta h_1=\Delta h_2=\dfrac{\Delta h_3}{2}$이고 세 손실수두의 합이 8m이므로, $\Delta h_1=2,\ \Delta h_2=2,\ \Delta h_3=4$이다.

사질토의 주동토압계수는 $K_a=\tan^2\left(45^\circ-\dfrac{\phi}{2}\right)$이다.
상재하중 q에 의한 토압은 깊이에 관계없이 일정해 합력이 $K_a q H$, 흙 자중에 의한 토압은 삼각형 분포라 $\dfrac{1}{2}K_a \gamma H^2$이다.
둘을 더하면
$P_a=\left(\dfrac{1}{2}\gamma H^2+qH\right)\tan^2\left(45^\circ-\dfrac{\phi}{2}\right)$이다.

흙댐 상류사면이 가장 위험한 때는 간극수압이 아직 소산되지 않은 시공 직후와, 사면을 눌러주던 수압이 사라지면서 제체 내부의 수압만 남는 수위 급강하 시다. 하류사면은 시공 직후와 만수위 정상침투 시가 위험하다.

수위차 50cm가 길이 200cm의 흙을 지나므로 동수경사는 $i=\dfrac{50}{200}=0.25$이다. Darcy 식에서 $Q=kiA=0.1\times 0.25\times 40=1\,\mathrm{cm^3/s}$이다.

2:1 분포법에서 깊이 z의 연직응력증가량은 $\Delta\sigma_v=\dfrac{qBL}{(B+z)(L+z)}$이다. 대입하면 $\dfrac{60\times 5\times 10}{(5+10)(10+10)}=\dfrac{3000}{300}=10\,\mathrm{kN/m^2}$이다.

KS F 2310에서 시험을 끝내는 조건은 침하량이 15mm에 달할 때, 재하 응력이 지반의 항복점을 넘을 때, 재하 응력이 현장에서 예상되는 최대 접지 압력을 넘을 때의 세 가지다. 침하가 더 이상 일어나지 않을 때라는 항목은 규정에 없다.

상대밀도식 $D_r=\dfrac{e_{max}-e}{e_{max}-e_{min}}$에서 $D_r=40\%$이면 $e_1=0.64$, $D_r=70\%$이면 $e_2=0.52$이다. 두께 감소량은 $\Delta H=H\dfrac{e_1-e_2}{1+e_1}=200\times\dfrac{0.64-0.52}{1+0.64}\approx 14.63\,\mathrm{cm}$이다.

포화 점토는 비배수 상태에서 구속압을 올려도 그 증가분이 전부 간극수압으로 흡수되어 유효응력이 변하지 않는다. 그래서 구속압을 달리해도 Mohr 원의 지름이 모두 같아 파괴포락선이 수평이 되고, 결과적으로 φ는 0, c는 0이 아닌 값이 된다.

Terzaghi·Peck의 경험식에서 흐트러지지 않은(불교란) 시료의 압축지수는 $C_c=0.009(LL-10)$이다. 대입하면 $C_c=0.009(40-10)=0.27$이다. 교란 시료라면 $C_c=0.007(LL-10)$을 쓴다.

샌드드레인은 배수거리를 줄여 1차 압밀을 촉진하는 공법이므로, 2차 압밀비가 높은 점토나 이탄 같은 유기질 흙에는 효과가 작다. 페이퍼 드레인은 시간이 지나면 통수능이 떨어져 장기 배수에는 샌드드레인이 유리하다는 설명은 맞다.