[건설재료시험기사 필기] 19년 3회차 기출문제 정답·해설 페이지

타설 직후 아직 굳지 않은 콘크리트 표면에서 수분 증발 속도가 블리딩 속도보다 빠르면 표면만 먼저 마르면서 인장응력이 생겨 초기 건조균열(소성수축균열)이 발생한다. 응결 시작부터 종결 사이에 나타나므로 습윤양생·방풍·차양으로 증발을 억제해야 한다. 침하수축 균열이나 블리딩에 의한 이음부 약화는 수분 증발이 아니라 재료의 침하와 상승수가 원인이다.

2층 이상으로 나누어 타설할 때 상층 콘크리트는 원칙적으로 하층 콘크리트가 굳기 시작하기 전에 타설해 일체가 되도록 해야 한다. 하층이 굳은 뒤에 타설하면 그 면이 콜드조인트가 되어 강도와 수밀성이 떨어진다. 이어치기 허용시간간격은 외기온도 25℃ 이하일 때 2.5시간, 25℃를 넘으면 2.0시간이 표준이다.

고유동 콘크리트의 유동성은 슬럼프 플로 시험으로 관리한다. 500mm 플로 도달시간과 깔때기 유하시간은 재료 분리저항성(점성)을 확인하는 항목이고, 충전장치를 이용한 간극 통과성 시험은 자기 충전성을 확인하는 항목이다.

계량오차는 $\dfrac{313-317}{317}\times100=$−1.26%이다. 시멘트의 계량 허용오차는 −1%, +2%이다. −1.26%는 허용 하한인 −1%를 벗어나므로 불합격이다.

섬유를 콘크리트 속에 균일하게 분산시키려면 강제식 믹서를 사용하는 것을 원칙으로 한다. 가경식(중력식) 믹서는 혼합력이 약해 섬유가 뭉치는 파이버 볼이 생기기 쉽다. 섬유의 인장강도·부착성 요구와 무기계(강섬유·유리섬유·탄소섬유)·유기계(아라미드·비닐론) 분류는 옳은 설명이다.

시방배합의 표시 항목은 굵은 골재의 최대치수, 슬럼프 범위, 공기량 범위, 물-결합재비, 잔골재율, 그리고 단위량(물·시멘트·잔골재·굵은 골재·혼화재료)이다. 최대치수를 규정하는 것은 굵은 골재뿐이며 잔골재의 최대치수라는 표시 항목은 없다.

콘크리트 표준시방서(프리스트레스트 콘크리트)는 긴장 시 인장력을 설계값 이상으로 주었다가 다시 설계값으로 낮추는 방법으로 시공하지 않아야 한다고 규정한다. 과긴장 후 되돌리면 PS강재의 손상과 정착부 활동으로 실제 도입되는 긴장력이 불확실해지기 때문이다. 각 PS강재에 소정 인장력 부여, 순차 긴장 시 유해응력 방지, 프리텐션의 고정장치 활동 손실 고려는 모두 규정에 맞다.

슈트·펌프 배관 등의 배출구와 타설면까지의 높이는 1.5m 이하를 원칙으로 한다. 낙하 높이가 커지면 굵은 골재가 튀어 재료 분리가 생기므로, 거푸집이 높으면 투입구를 두거나 연직슈트를 타설면 가까이 내려야 한다.

시험 횟수가 30회 이상이고 설계기준강도가 35MPa 이하이므로 두 식 중 큰 값을 배합강도로 한다. $f_{cn}+1.34s=30+1.34\times 2.5=33.35\,\mathrm{MPa}$, $(f_{cn}-3.5)+2.33s=26.5+2.33\times 2.5=32.33\,\mathrm{MPa}$이므로 배합강도는 33.35MPa이다.

한중 콘크리트에서 재료를 가열할 때는 물 또는 골재만 가열할 수 있고, 시멘트는 어떠한 경우에도 직접 가열해서는 안 된다. 시멘트를 가열하면 급결과 품질 변화가 일어나기 때문이다. 하루 평균기온 4℃ 이하 적용, 단위수량 최소화, 소요 압축강도가 얻어질 때까지 5℃ 이상 유지는 옳은 설명이다.

원주 공시체의 쪼갬 인장강도는 $f_{sp}=\dfrac{2P}{\pi d l}$로 구한다. 하중을 N, 지름과 길이를 mm로 넣으면 $f_{sp}=\dfrac{2\times 100\times 10^{3}}{\pi \times 100 \times 200}=3.18\,\mathrm{MPa}$이다.

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 온도균열이 생기기 어렵다는 뜻이다.

슈미트 해머는 대상 콘크리트에 따라 형식이 나뉜다. 경량 콘크리트에는 L형을 사용한다. 보통 콘크리트에는 N형, 저강도 콘크리트에는 P형, 매스 콘크리트에는 M형을 사용한다.

프리스트레스트 콘크리트는 고강도 재료로 부재를 얇고 가볍게 만들기 때문에 철근콘크리트보다 강성이 작아 변형과 진동이 크다. 그래서 처짐과 진동 검토가 중요하다. 반면 균열을 허용하지 않도록 설계되어 내구성·수밀성이 좋고, PS강재가 열에 약해 내화성은 불리하다.

굵은 골재의 최대치수는 거푸집 양 측면 사이 최소 거리의 1/5, 슬래브 두께의 1/3, 개별 철근·다발철근·긴장재 또는 덕트 사이 최소 순간격의 3/4을 초과하지 않아야 한다. 표준값은 일반적인 구조물이 20mm 또는 25mm, 단면이 큰 구조물은 40mm이며, 무근콘크리트는 40mm이면서 부재 최소치수의 1/4을 넘지 않아야 한다.

평균 $\bar{x} = (22+23+24+27+29)/5 = 125/5 = 25$MPa.
각 편차의 제곱:
$(22-25)^2=9, (23-25)^2=4, (24-25)^2=1, (27-25)^2=4, (29-25)^2=16$, 합 $=34$.
불편분산 $s^2 = 34/(5-1) = 8.5$, 표준편차 $s = \sqrt{8.5} \approx 2.92$MPa.
변동계수
$= (s/\bar{x}) \times 100 = (2.92/25) \times 100 \approx 11.7\%$.

관입저항법은 핀을 쏘아 박아 관입 깊이로 콘크리트의 압축강도를 추정하는 방법이라 철근부식 평가와 무관하다. 자연전위법·분극저항법·전기저항법은 모두 철근 주변의 전기화학적 상태를 측정해 부식 여부와 부식 속도를 평가하는 비파괴 시험이다.

지름과 한 변의 길이가 같으면 입방체 공시체의 강도가 원주형보다 크게 나타난다. 높이/지름 비가 작을수록 재하판의 구속 효과가 커지기 때문이다. 하중재하속도가 빠를수록, 시험 전 공시체를 건조시킬수록 강도는 오히려 크게 나오고, 표면에 요철이 있으면 편심 재하가 되어 강도가 작게 나온다.

KS F 2403에서 몰드에 콘크리트를 채울 때 각 층의 두께는 160mm를 초과해서는 안 된다. 공시체는 지름의 2배 높이를 갖는 원기둥형으로 하고, 2층 이상 거의 같은 두께로 나누어 채우며, 몰드를 떼는 시기는 채우기가 끝난 뒤 16시간 이상 3일 이내이다.

수중 콘크리트는 물에 씻겨 강도가 저하되므로 수중 시공 시 강도가 표준공시체 강도의 0.6~0.8배가 되도록 배합강도를 크게 설정한다. 일반 수중 콘크리트의 물-결합재비는 50% 이하, 단위 시멘트량은 370kg/m3 이상이며, 콘크리트를 물속에 낙하시켜서는 안 되고 트레미는 타설 중 수평 이동시켜서도 안 된다.

옹벽을 구조적 특성으로 분류하면 중력식, 반중력식, 캔틸레버식(역T형·L형), 부벽식이다. 돌쌓기 옹벽은 사용 재료와 시공법에 따른 구분(석축)이어서 구조적 분류에 들어가지 않는다.

콘크리트 단괴식은 직립제의 한 형식으로 보통방파제에 속한다. 특수방파제에는 공기 방파제, 수압 방파제, 부양(부방) 방파제, 잠수 방파제 등이 있다.

다짐토량 37800m3을 만드는 데 필요한 자연토량은 $\dfrac{37800}{0.9}=42000\,\mathrm{m^3}$이다. 보유한 흐트러진 토량 30000m3은 자연토량으로 $\dfrac{30000}{1.25}=24000\,\mathrm{m^3}$이므로, 부족 토량은 $42000-24000=18000\,\mathrm{m^3}$이다.

운동장·광장처럼 넓은 지역은 지표 배수만으로 지하수를 처리할 수 없어, 땅속에 자갈이나 부순 돌을 채운 맹암거를 격자형·어골형으로 묻어 지하수를 모아 배출한다. 지표 배수와 개수로 배수는 지표수만 처리하는 방법이다.

히빙은 배면 흙의 중량이 굴착 저면의 지지력을 넘어 저면이 부풀어 오르는 현상이므로, 굴착면을 한꺼번에 여는 전면굴착은 오히려 불리하고 부분굴착으로 바꿔야 한다. 흙막이벽 근입깊이 증대, 굴착 저면의 지반개량, 지하수 배수 대책은 유효한 방지책이다.

삼각형 분할법 $V=\dfrac{A}{3}\left(\Sigma h_1+2\Sigma h_2+3\Sigma h_3+\cdots\right)$을 쓰며, 표고에서 기준면 30m를 뺀 값을 높이로 삼는다.
삼각형 하나의 면적은 $A=\dfrac{4\times 3}{2}=6\,\mathrm{m^2}$이고, 각 격자점이 공유하는 삼각형 수로 묶으면
$\Sigma h_1=8.8,\ \Sigma h_2=5.8,\ \Sigma h_3=10.8,\ \Sigma h_5=3.0,\ \Sigma h_6=2.7$이다.
따라서
$V=\dfrac{6}{3}\left(8.8+2\times 5.8+3\times 10.8+5\times 3.0+6\times 2.7\right)=2\times 84=168\,\mathrm{m^3}$이다.

프라임코트는 보조기층 위에 뿌려 그 위에 시공될 아스팔트 혼합물과의 융합을 좋게 하고, 모세관 작용에 의한 물의 상승 차단, 강우·표면수에 의한 세굴과 파손 방지를 목적으로 한다. 배수층 역할을 해서 노상토의 지지력을 키우는 기능은 프라임코트에 없다.

시간당 작업량 $Q=\dfrac{3600 \times q \times K \times f \times E}{Cm}$에서 버킷계수 $k=1.2$, 작업효율 $E=0.8$, $Cm=25$초, 토량변화율 $f=\dfrac{L}{C}=\dfrac{1.3}{0.9}$(본바닥 기준이므로 $f=1$ 적용)를 대입한다. 
 $Q=\dfrac{3600 \times 0.6 \times 1.2 \times 1 \times 0.8}{25}=82.944\,m^3/hr$이고, 1일 작업시간 8시간을 곱하면 1일 작업량 $=82.944 \times 8 = 663.55\,m^3/\text{일}$이다. 
 실작업일수 $=\dfrac{20000}{663.55}\approx 30.1$일이며, 뒷정리 2일을 고려한 정미일수 비율(2일마다 뒷정리)을 적용하면 $30.1 \times \dfrac{8+2}{8}\approx 37.6$일 정도가 되어, 이를 반영해 계산하면 공기는 42일에 가장 근접한다.

PERT는 신규·비반복 사업의 공기 단축이, CPM은 경험이 있는 반복 사업의 공사비 절감이 주목적이다. PERT는 3점 시간추정으로 작업단계(event)를 중심으로 관리하고, CPM은 1점 시간추정으로 작업활동(activity)을 중심으로 관리한다.

부마찰력은 말뚝 주변 지반이 말뚝보다 더 크게 침하할 때 흙이 말뚝을 아래로 끌어내리면서 생긴다. 압밀이 진행 중인 연약지반, 지하수위 저하에 따른 체적 감소, 상재 하중에 의한 지표 침하가 대표적 원인이다. 주변마찰력과 선단지지력의 크기 비교는 부마찰력 발생과 관계가 없다.

습식 숏크리트는 물을 미리 섞어 압송하므로 분진과 리바운드가 적고 품질관리가 쉬워 대규모 터널에 적합하다. 다만 관 내 폐색 때문에 압송 거리가 짧고, 장거리 압송이 가능한 것은 건식공법의 장점이다.

평균값 관리도에서 상부관리한계선(UCL)은
$\text{UCL} = \bar{\bar{X}} + A_2 \times \bar{R}$
공식으로 구한다.
여기서 시료의 평균값은 $\bar{\bar{X}} = 279.1$, 범위의 평균값은 $\bar{R} = 56.32$, 군의 크기에 따른 계수 $A_2 = 0.73$이다.
$\text{UCL} = 279.1 + 0.73 \times 56.32 = 279.1 + 41.1136 = 320.2$
이므로 상부관리한계선값은 320.2이다.

아스팔트 포장은 콘크리트 포장에 비해 초기 공사비가 저렴한 대신 수명이 짧아 유지관리비가 많이 든다. 양생기간이 거의 없어 즉시 교통 개방이 가능하고, 평탄성이 좋아 주행성이 우수하며 부분 보수도 쉽다.

불도저는 총 중량(ton)으로 규격을 표시한다. 모터 스크레이퍼는 볼(bowl) 용량(m3), 트랙터 셔블은 버킷 용량(m3), 모터 그레이더는 블레이드 길이(m)로 나타낸다.

교량은 하천의 직선부에 놓아야 한다. 굴곡부는 유심이 한쪽으로 쏠려 세굴과 유수 충돌이 심하고 하상이 불안정하기 때문이다. 유수가 안정된 곳, 양안 지질이 양호한 곳, 교각 축방향이 유수 방향과 나란한 곳이 좋은 위치 조건이다.

아일랜드(Island) 공법은 굴착 저면 중앙부를 먼저 파고 기초 구조물을 섬처럼 축조한 다음, 이를 버팀대의 발판으로 삼아 주변부를 굴착·시공하는 방법이다. 넓고 얕은 굴착에 유리하다.

기계손료는 감가상각비 + 정비비 + 관리비로 구성된다. 인건비(운전원 노무비)는 기계손료가 아니라 운전경비에 포함되는 항목이다.

메쌓기는 뒤채움에 콘크리트나 모르타르를 쓰지 않고 돌만 맞물려 쌓으므로 구조적으로 약해 쌓는 높이에 제한을 받는다. 찰쌓기는 뒤채움에 콘크리트를 사용해 일체화되므로 메쌓기보다 높게 쌓을 수 있다.

선단 정착형 중 실제로 많이 쓰이는 것은 확장형(expansion shell)이며 쐐기형은 거의 쓰이지 않는다. 선단 정착형은 국부적으로 불안정한 암괴의 봉합효과를 노리는 형식이고, 전면 접착형은 볼트 전장에서 원지반을 구속해 경암부터 팽창성 지반까지 적용범위가 넓으며, 혼합형은 선단을 기계적으로 정착한 뒤 시멘트 밀크를 주입한다.

탬퍼는 좁은 장소에서 쓰는 소형 다짐용 기계다. 불도저는 60~70m 이내의 단거리 운반, 덤프트럭은 장거리 운반, 벨트 컨베이어는 연속 운반에 쓰이는 운반용 기계이다.

플라이 애시는 포졸란 반응이 느려 초기강도가 작고 장기강도가 커진다. 구형 입자의 볼베어링 작용으로 유동성이 좋아져 단위수량을 줄일 수 있고, 알칼리-골재 반응에 의한 팽창 억제와 수화열 저감에도 유리하다.

푸아송 비는 횡변형률과 축변형률의 비의 음수로 정의된다.
축방향 인장력에 의해 길이는 늘어나고 직경(횡방향)은 감소하므로,
축변형률 $\varepsilon_a = \dfrac{\Delta L}{L_0} = \dfrac{10}{5000} = 0.002$,
횡변형률 $\varepsilon_t = \dfrac{\Delta d}{d_0} = \dfrac{-0.1}{200} = -0.0005$이다.
푸아송 비는
$\nu = -\dfrac{\varepsilon_t}{\varepsilon_a} = -\dfrac{(-0.0005)}{0.002} = \dfrac{0.0005}{0.002} = 0.25$
로 계산된다.

시멘트의 응결시험은 길모어 침에 의한 방법(KS L 5103)이나 비카트 침에 의한 방법(KS L 5102)으로 한다. 비비 시험은 반죽질기(워커빌리티), 오토클레이브 방법은 안정성, 공기 투과 장치(블레인)는 분말도를 구하는 시험이다.

수경률은 $HM=\dfrac{\mathrm{CaO}-0.7\,\mathrm{SO_3}}{\mathrm{SiO_2}+\mathrm{Al_2O_3}+\mathrm{Fe_2O_3}}$로 구한다. 표의 값을 대입하면 $HM=\dfrac{63.7-0.7\times 1.4}{21.9+5.2+2.8}=\dfrac{62.72}{29.9}=2.10$이다.

물-시멘트비가 같을 때 굵은 골재 최대치수가 커지면 압축강도는 오히려 감소한다. 골재 표면적이 줄어 부착면적이 작아지고 골재 밑면에 블리딩수가 모여 계면(천이대)이 약해지기 때문이다. 다만 최대치수를 키우면 같은 슬럼프를 얻는 데 필요한 단위수량은 줄일 수 있고, 조립률이 같아도 입도곡선은 서로 다를 수 있다.

굵은 골재는 5mm체에 거의 다 남는 골재(또는 5mm체에 다 남는 골재)로 정의한다. 잔골재는 10mm체를 전부 통과하고 5mm체를 거의 다 통과하며 0.08mm체에 거의 다 남는 골재이다.

시멘트를 염산과 탄산나트륨 용액으로 처리해도 녹지 않고 남는 부분이 불용해 잔분이며, 소성반응이 완전했는지를 알아내는 척도가 된다. 보통 포틀랜드시멘트에서는 점토 성분의 미소성 때문에 0.1~0.6% 정도 발생한다.

목재의 함수율은 절대건조중량을 기준으로 한다. $u=\dfrac{W_1-W_2}{W_2}\times 100=\dfrac{165-142}{142}\times 100=16.2\%$이며, 비중 1.5는 계산에 쓰이지 않는 조건이다.

그림에서 A는 흡수율(기건 상태~표면건조포화상태 사이 중 기건 함수량), B는 유효흡수량, D는 표면수량을 나타내며 이는 옳은 표시이다. 반면 C는 절대건조상태부터 표면건조포화상태까지의 구간으로 이는 전체 흡수량(흡수율)을 의미하는 것이지 함수량이 아니다. 함수량은 절건 상태 대비 습윤 상태 시료가 가진 전체 수분량(A+B+D 구간, 즉 절건상태~습윤상태)을 뜻하므로, C를 함수량이라고 표시한 것은 틀린 설명이다.

포장용 타르로는 컷백타르가 가장 많이 사용된다. 조타르를 증류해 얻은 잔류타르에 휘발성 유분을 섞어 점도를 낮춘 것으로, 시공 온도에서 다루기 쉽고 골재와의 부착이 좋다.

외력에 의해 변형된 재료가 외력을 제거해도 원형으로 돌아가지 않고 변형된 그대로 남는 성질이 소성이다. 탄성은 외력을 없애면 원래 형태로 완전히 되돌아가는 성질이고, 인성은 파괴될 때까지 많은 에너지를 흡수하는 성질, 취성은 작은 변형에도 갑자기 깨지는 성질이다.

골재는 크고 작은 입자가 알맞게 섞인 좋은 입도를 가져야 공극이 줄어 단위수량과 시멘트량을 아낄 수 있다. 입자 크기가 모두 같으면 오히려 공극이 커져 불리하다. 화학적·물리적 안정성과 시멘트 풀과의 부착이 좋은 표면조직은 옳은 요구 조건이다.

니트로글리세린은 다이너마이트의 주성분인 폭약이지 기폭약이 아니다. 기폭약은 작은 충격·마찰·열로도 쉽게 폭발해 폭약을 기폭시키는 것으로 뇌산수은(뇌홍), 질화납(아지화연), DDNP 등이 있다.

지오텍스타일의 주요 기능은 배수·여과·분리·보강 네 가지다. 성질이 다른 흙층 사이에 깔아 재료가 서로 섞이지 않게 막는 것은 분리 기능이며, 여러 흙층을 혼합해 결합시키는 기능은 존재하지 않는다.

블론 아스팔트는 원유를 정제한 잔류물에 공기를 불어넣어 만든 석유 아스팔트이다. 천연 아스팔트에는 록 아스팔트, 샌드 아스팔트, 레이크 아스팔트, 아스팔타이트 등이 있다.

발포제를 사용한 콘크리트는 내부의 독립 기포가 열전달을 막아 단열성과 내화성이 오히려 좋아진다. 촉진제는 저온에서 강도발현이 우수해 한중콘크리트에 쓰이고, 착색용 안료를 넣은 콘크리트는 보통콘크리트보다 강도가 다소 낮아진다.

화강암은 석영과 장석이 치밀하게 맞물린 심성암으로 보기 중 압축강도가 가장 크다. 응회암은 화산재가 굳은 암석이라 조직이 성글어 가장 약하고, 사암도 퇴적암이라 강도가 낮으며 안산암은 화강암보다 다소 작다.

박막가열 시험(TFOT)은 시료를 3.2mm 두께의 얇은 막으로 만들어 163℃에서 5시간 가열한 뒤 침입도를 측정해 원 시료에 대한 비율과 가열 손실량을 구하는 시험이다. 아스팔트가 혼합·포설 과정에서 받는 노화를 모사한다.

AE제로 연행된 미세한 독립 기포는 물이 얼 때 생기는 팽창압을 흡수하는 완충 공간이 되어 동결 융해에 대한 저항성을 크게 높인다. AE제는 계면(표면)활성제이며, 연행 공기포의 지름은 대체로 0.025~0.25mm이다.

사암은 모래 입자가 교결되어 굳은 퇴적암이라 입자 사이에 빈 공간이 많이 남아 공극률과 흡수율이 크다. 반면 화강암과 대리석은 결정이 치밀하게 맞물려 공극률이 1% 안팎으로 매우 작다.

Newmark 영향원법에서 연직응력 증가량은 $\Delta\sigma_z = I\times n\times q$로 구한다($I$는 영향계수, $n$은 요소 수). $\Delta\sigma_z = 0.005\times 20\times 100 = 10\,\mathrm{kN/m^2}$이다.

군항의 허용지지력은 $R_{ag}=E\times N\times R_a$로 구한다. $R_{ag}=0.80\times 20\times 200=3200\,\mathrm{kN}$이다.

한계동수경사는 $i_c=\dfrac{G_s-1}{1+e}=\dfrac{2.70-1}{1+0.80}=0.944$이다. 분사현상에 대한 안전율 3을 적용하면 허용되는 최대 동수경사는 $i=\dfrac{i_c}{F_s}=\dfrac{0.944}{3}=0.31$이다.

Skempton 제안식에서 흐트러지지 않은(불교란) 시료는 $C_c=0.009(W_L-10)$을 적용한다. $C_c=0.009\times(60-10)=0.45$이며, 흐트러진 시료라면 $C_c=0.007(W_L-10)$을 써서 0.35가 된다.

일축압축강도와 점착력의 관계는 $q_u = 2c_u \tan\left(45^\circ + \dfrac{\phi}{2}\right)$이므로 $c_u=\dfrac{q_u}{2}\tan\left(45^\circ-\dfrac{\phi}{2}\right)$이다. 보기의 식은 tan에 제곱이 붙어 있어 틀렸다. 포화점토의 비압밀 비배수 조건은 $\phi=0$이므로 이때는 $c_u=\dfrac{q_u}{2}$가 된다.

유선망에 의한 침투수량은 $Q=K\,H\,\dfrac{N_f}{N_d}$로 구한다.
$K=1\times 10^{-5}\,\mathrm{cm/s}=1\times 10^{-7}\,\mathrm{m/s}$이므로
$Q=1\times 10^{-7}\times 10\times \dfrac{3}{9}=3.33\times 10^{-7}\,\mathrm{m^3/s}$이고,
하루로 환산하면
$3.33\times 10^{-7}\times 86400=0.0288\,\mathrm{m^3/day}$이다.

베인 시험의 점착력은 $c_u=\dfrac{T}{\pi D^{2}\left(\dfrac{H}{2}+\dfrac{D}{6}\right)}$로 구한다. $c_u=\dfrac{59}{\pi\times 0.05^{2}\times\left(\dfrac{0.1}{2}+\dfrac{0.05}{6}\right)}=1.29\times 10^{5}\,\mathrm{N/m^2}=129\,\mathrm{kN/m^2}$이다.

Rankine 토압이론은 흙을 점착력이 없는(c=0) 재료로 보고 입자 사이의 마찰력만으로 평형을 유지한다고 가정한다. 그 밖에 지표면은 무한히 넓게 존재하고, 흙은 균질·비압축성이며, 토압은 지표면에 평행하게 작용한다고 본다.

점성토는 최적함수비보다 건조측에서 다지면 면모구조, 습윤측에서 다지면 이산(분산)구조가 되므로 (5)는 반대로 서술되어 틀렸다. 나머지 (1)~(4)는 모두 옳은 설명이어서 정답은 (1), (2), (3), (4)이다.

A영역은 Rankine 수동영역이며, 그 경계면이 수평선과 이루는 각은 $45^\circ-\dfrac{\phi}{2}$이다. 보기의 $45^\circ+\dfrac{\phi}{2}$는 기초 바로 아래 주동(탄성) 영역 C의 경사각이다. 파괴는 탄성영역 C에서 시작해 방사전단영역 B를 거쳐 수동영역 A로 진행된다.

습윤밀도는 $\gamma_t=\dfrac{3390}{1960}=1.730\,\mathrm{g/cm^3}$, 건조밀도는 $\gamma_d=\dfrac{\gamma_t}{1+w}=\dfrac{1.730}{1.10}=1.572\,\mathrm{g/cm^3}$이다. 다짐도는 $\dfrac{1.572}{1.65}\times 100=95.3\%$로 보기의 95.2%에 해당한다.

A점의 전응력은 $\sigma=18\times 2+20\times 3=96\,\mathrm{kN/m^2}$, 간극수압은 $u=9.81\times 3=29.43\,\mathrm{kN/m^2}$이므로 유효응력은 $\sigma'=96-29.43=66.57\,\mathrm{kN/m^2}$이다. 전단강도는 $\tau=c+\sigma'\tan\phi=15+66.57\times\tan 30^\circ=53.43\,\mathrm{kN/m^2}$이다.

정사각형 기초의 Terzaghi 극한지지력은 $q_u=1.3cN_c+\gamma D_f N_q+0.4\gamma B N_\gamma$이다.
$q_u=1.3\times 30\times 17.69+19\times 1\times 7.44+0.4\times 19\times 4\times 4.97=982.4\,\mathrm{kN/m^2}$
이고 허용지지력은
$\dfrac{982.4}{3}=327.5\,\mathrm{kN/m^2}$
이므로, 허용하중은
$327.5\times (4\times 4)=5239\,\mathrm{kN}$이다.

Atterberg 한계는 함수비가 커지는 순서로 수축한계, 소성한계, 액성한계이며, 액성한계를 넘으면 흙은 액체 상태가 된다. 자연함수비가 액성한계보다 크다는 것은 흙이 스스로 흐를 수 있을 만큼 물을 머금은 상태라는 뜻이다.

생석회 말뚝공법은 생석회가 물과 반응해 소석회가 되면서 주변 점성토의 수분을 흡수·탈수하고 팽창압으로 지반을 압밀시키는 점성토 전용 공법이다. 전기충격공법·폭파다짐공법·바이브로 플로테이션 공법은 모두 사질토를 진동·충격으로 다지는 공법이다.

흙의 전단시험 배수조건은 비압밀 비배수(UU), 압밀 비배수(CU), 압밀 배수(CD) 세 가지다. 압밀시키지 않은 채 배수만 허용하는 비압밀 배수 조건은 성립하지 않는다.

사면은 과잉간극수압이 증가하면 유효응력이 줄어 전단강도가 떨어지면서 파괴된다. 따라서 과잉간극수압의 감소는 오히려 사면 안정에 유리하다. 흙 중 수분 증가, 굴착에 따른 구속력 감소, 지진에 의한 수평력 증가는 모두 파괴 원인이 맞다.

비중계분석시험은 0.075mm체를 통과한 세립분의 입도분포를 구하는 시험이고, 흙의 비중은 비중병(피크노미터)을 쓰는 흙입자의 비중시험으로 구한다. 삼축압축-강도정수, 일축압축-예민비, 평판재하-지반반력계수는 옳은 연결이다.

함수비는 건조중량 기준이므로 각각의 건조중량과 물의 무게로 나누어 계산한다. 첫 흙은 건조중량 $\dfrac{1200}{1.2}=1000\,\mathrm{g}$에 물 200g, 둘째 흙은 $\dfrac{2600}{1.3}=2000\,\mathrm{g}$에 물 600g이다. 섞으면 $w=\dfrac{200+600}{1000+2000}\times 100=26.7\%$이다.

유선망에서 인접한 등수두선 사이의 수두차는 모두 같으므로, 동수경사 $i=\dfrac{\Delta h}{L}$는 유로의 길이(폭) L이 작을수록 커진다. 따라서 정사각형이 가장 작은 곳에서 동수경사와 침투속도가 최대가 되어 파이핑이 시작되기 쉽다.