[건설재료시험기능사 필기] 15년 3회차 기출문제 정답·해설 페이지

알루미나 시멘트는 알루미나 클링커를 주성분으로 하며 수화 반응이 매우 빠르고 발열량이 크기 때문에 조기 강도가 가장 우수하다. 조강포틀랜드 시멘트(4번)도 조기 강도가 개선된 시멘트지만, 알루미나 시멘트의 초기 강도 발현 속도에는 미치지 못한다. 고로 시멘트(1번)와 실리카 시멘트(2번)는 수화 반응이 느려 장기 강도는 우수하나 초기 강도가 낮다.

콘크리트의 온도가 높을수록 공기 연행제의 활성이 저하되고 공기포의 안정성이 감소하며, 흡수도 빨라지므로 공기량은 감소한다. 따라서 '콘크리트의 온도가 높을수록 공기량은 증가한다'는 설명이 거짓이다.
나머지 설명은 모두 참이다.
시멘트의 분말도: 분말도가 높을수록 입자 표면적이 증가하여 공기 연행제가 분산되기 쉬워져 공기량이 감소한다.
잔골재 세립분: 잔골재의 0.4~0.6mm 세립분(실트 크기)이 증가하면 입자 수가 많아져 공기 연행제 흡착 면적이 증가하여 공기량이 증가한다.
진동다짐 시간: 진동다짐 시간이 길면 공기포가 방출되어 공기량이 감소한다.

아스팔트는 온도 변화에 따라 물리적 성질이 크게 변하는 특성을 가지고 있다. 감온성은 온도에 민감하게 반응하여 경도, 점도, 신장성 등의 물리적 성질이 변화하는 성질을 의미하며, 저온에서는 경도가 증가하고 고온에서는 점도가 감소한다. 방수성은 물을 차단하는 성질, 신장성은 재료가 늘어나는 능력, 점착성은 다른 물질과 붙는 정도를 나타내는 것으로, 이들은 온도 변화의 직접적인 원인이 아니다.

실적률(단위 용적당 골재의 질량)은 절대밀도, 겉보기밀도, 공극률 등과 관련된 물성으로서 체가름 시험으로는 측정할 수 없고, 용기에 담아 질량과 부피를 직접 측정하는 별도의 시험이 필요하다.
체가름 시험(체분석)은 체를 통과하는 골재의 누적 질량 백분율을 측정하여 골재의 입자 크기 분포를 파악하는 시험으로, 다음을 모두 결정할 수 있다.
입도: 골재 크기별 분포
조립률: 입도 분포도를 나타내는 지수
굵은 골재의 최대치수: 가장 큰 입자 크기

폭약 취급 시 안전 관리 기준에서 뇌관과 폭약은 반드시 별도의 장소에 분리 저장해야 하므로 1번이 옳지 않다. 뇌관은 감도가 높아 폭약과 함께 보관하면 예기치 않은 폭발 위험이 크기 때문이다. 2번 운반 중 충격 회피, 3번 다이너마이트의 햇빛 차단(니트로글리세린 분해 방지), 4번 습기와 저온 환경 제거는 모두 폭약 안전 취급의 기본 원칙이다.

분말도가 크다는 것은 시멘트 입자가 더욱 미세하다는 의미로, 물과의 반응 표면적이 증가하여 수화 속도가 빨라진다. 입자의 표면적이 크므로 공기 중 수분·탄산가스와의 접촉 면적이 커져 풍화하기 쉽다.
블리딩이 커진다: 블리딩은 굳지 않은 콘크리트에서 물이 표면으로 떠오르는 현상인데, 분말도가 크면 수화 반응이 빨라지고 입자 간 공극이 감소하여 블리딩은 오히려 작아진다.
초기강도가 작다: 분말도가 크면 수화 반응이 활발하여 초기강도가 크다.
물과의 접촉 표면적이 작다: 분말도가 크다는 것 자체가 입자가 미세하므로 물과의 접촉 표면적이 크다.

혼합 시멘트는 포틀랜드 시멘트에 다른 물질을 혼합하여 제조한 시멘트다. 고로 시멘트는 포틀랜드 시멘트 클링커에 고로슬래그를 혼합한 것으로 혼합 시멘트에 해당한다. 중용열포틀랜드 시멘트는 클링커의 광물 조성을 조절하여 만든 것으로 혼합이 아닌 배합 조정형이고, 알루미나 시멘트는 완전히 다른 종류의 시멘트이며, 백색포틀랜드 시멘트는 철분을 최소화하여 색상을 조절한 것으로 역시 포틀랜드 시멘트의 변형이지 혼합 시멘트가 아니다.

담금질은 강을 오스테나이트 영역까지 가열한 뒤 급랭하여 경도와 강도가 큰 마텐자이트 조직을 얻는 열처리이다. 불림은 조직을 미세화·표준화하고, 풀림은 강을 연화시키며, 뜨임은 담금질한 강에 인성을 부여하는 열처리이다.

입자 내부의 모든 공극이 물로 완전히 채워져 있으면서(내부 포화), 표면에는 물이 남아있지 않은 상태는 표면 건조 포화상태(Surface Dry Saturated Surface Dry, SSD)다. 골재의 함수 상태는 내부 공극의 포화도와 표면의 물 유무로 구분된다.
이는 골재의 흡수량과 비중을 측정할 때의 기준 상태로, 표면의 물을 제거하기 위해 습윤 상태의 골재를 타올로 닦은 후 즉시 측정하는 조건에 해당한다. 나머지 상태는 모두 조건에 부합하지 않는다.
노건조 상태: 내부 공극까지 완전히 건조된 상태
공기중 건조상태: 표면만 건조된 상태
습윤 상태: 표면에 물이 남아있는 상태

급결제는 시멘트의 응결을 매우 빠르게 진행시켜 조기에 굳도록 하는 혼화제이다.
순간적으로 굳는 성질이 필요한 뿜어붙이기 콘크리트나 그라우트 보수 작업에 사용되어 시공 직후 빠르게 강도가 발현되도록 돕는다.
감수제는 단위수량을 줄여 워커빌리티를 높이는 혼화제로 응결 속도와는 관계가 없다.
지연제는 오히려 응결을 늦추는 혼화제로 서중 콘크리트 등에 사용된다.
발포제는 기포를 발생시켜 충전성을 높이는 용도로 응결을 촉진하지 않는다.

콘크리트에 일정한 하중을 지속적으로 재하할 때 응력은 변하지 않으면서 변형만 시간에 따라 증가하는 현상을 크리프(creep)라 한다. 건조수축은 수분 손실로 인한 수축이고, 릴랙세이션은 일정한 변형을 유지할 때 응력이 감소하는 현상이며, 플라스틱 균열은 콘크리트 경화 초기의 수축 균열이므로 모두 다른 개념이다.

건조수축(乾燥收縮)에 의한 균열을 방지하기 위해 콘크리트 부피를 팽창시켜주는 혼화재는 팽창재(expansive agent)이다. 팽창재는 콘크리트 경화 과정에서 화학반응을 통해 부피를 증가시켜 수축변형을 상쇄하거나 내부 압축응력을 생성함으로써 건조수축 균열을 억제한다. 포졸란, 플라이 애시, 고로 슬래그 분말은 모두 포졸란 반응을 일으키거나 강도 증진에 기여하는 혼화재이지만 부피 팽창 기능은 없다.

기건상태(気乾状態)는 목재가 상온의 실내 환경에서 공기 중의 수분과 평형을 이루며 건조된 상태를 의미하며, 이때 목재 함수율의 일반적인 범위는 12~18%이다. 목재는 절건상태(완전 건조, 0%)에서 시작하여 공기 중 습도에 따라 수분을 흡수하는데, 보통 상온 상습 환경(온도 20℃, 상대습도 65% 전후)에서는 이 범위의 함수율에 도달하게 된다. 6~11%는 저함수율 목재, 19% 이상은 반건상태 이상의 높은 함수율에 해당한다.

시멘트의 양에 비해 골재 비율을 높이면 시멘트 페이스트(결합재)의 양이 상대적으로 감소하여 콘크리트가 건조해지고 작업성이 악화되므로 워커빌리티 개선 방법이 아니다. 워커빌리티는 콘크리트의 작업 용이성을 나타내며, 이를 개선하려면 시멘트 페이스트의 양과 질을 향상시켜야 한다.
분말도가 높은 시멘트: 입자가 작아 수화가 빠르고 페이스트 점성이 증가하여 워커빌리티 개선에 도움이 된다.
AE제·감수제·AE감수제: 공기 연행, 물 사용량 감소, 유동성 증대로 워커빌리티를 직접 개선한다.
고로슬래그 미분말: 시멘트 페이스트량을 상대적으로 증가시켜 워커빌리티를 향상시킨다.

도로 포장용 콘크리트는 차량 하중에 의한 휨응력을 주로 받으므로, 품질 결정의 핵심 지표는 휨강도이다. 일반 구조용 콘크리트는 압축강도로 관리되지만, 포장 콘크리트는 포장면에 작용하는 바퀴 하중이 휨 모멘트를 유발하기 때문에 휨강도가 내구성과 파괴 저항성을 직접 반영한다.

흙의 밀도 시험은 일반적으로 흙의 절대밀도(고형분밀도)를 측정하는 시험으로, 피크노미터로 물을 배제하여 고형분의 부피를 측정하고, 데시케이터에서 시료를 건조·냉각한 후 질량을 측정하며, 온도계로 물의 온도를 관리하여 밀도 보정값을 적용한다. 체진동기는 입도분석 시험에서 표준체를 진동시켜 흙입자를 분류할 때 사용되는 기구로, 흙의 밀도(고형분밀도) 측정과는 무관한 장비이다.

워싱턴형 공기량 측정기는 공기실 압력법을 적용하는 장비다. 콘크리트 샘플을 밀폐된 용기에 넣고 상부의 공기실 압력을 측정하여 공기 함유량을 산정하는 원리로 작동하며, 콘크리트 내 공기가 차지하는 부피를 압력 관계식으로 환산하는 방식이다.
나머지 방법은 워싱턴형 기기의 작동 원리와 맞지 않는다.
무게법: 습식·건식 콘크리트의 무게 차이로 측정
부피법: 물을 이용한 직접 체적 측정
공기 계산법: 골재·시멘트·물의 배합량으로부터 이론 공기량을 역산

워커빌리티는 콘크리트의 시공 가능성, 즉 다짐과 마무리 작업의 용이성을 평가하는 성질이다. 슬럼프 시험은 콘크리트의 슬럼프값으로 일관성을 측정하고, 구관입 시험은 관입깊이로 워커빌리티를 판정하며, 리몰딩 시험은 다짐 정도를 평가하는 워커빌리티 시험들이다. 반면 마샬안정도 시험은 아스팔트 혼합물의 안정성과 흐름값을 측정하는 포장재료 시험으로, 콘크리트 워커빌리티와는 무관한 시험이다.

시멘트 밀도(비중) 시험에서는 비중병을 일정 온도의 물중탕에 넣고 광유의 온도차가 0.2℃ 이내가 되었을 때 눈금을 읽는다. 온도에 따른 광유의 부피 변화가 측정값에 영향을 주지 않도록 하기 위해서다.

액성한계 시험에서 유동곡선(flow curve)은 함수비(water content, w%)를 세로 축에 놓고, 가로 축에 타격 횟수(또는 침입깊이)를 놓아 그린다.
유동곡선은 Casagrande 액성한계 시험에서 함수비와 타격 횟수의 관계를 반로그 그래프에 표시하여 액성한계(LL, 25회 타격에 해당하는 함수비)를 결정하는 데 사용된다. 입경, 체의 크기, 누적 통과율은 입도분석 시험의 입도곡선 그래프에 사용되는 항목이므로 액성한계 시험의 유동곡선과 무관하다.

콘크리트의 인장강도를 직접 측정하기는 어려우므로 간접 시험 방법을 사용하는데, 할열 시험(splitting tensile test)이 대표적인 간접 인장강도 측정법이다. 원주상 압축하중을 가하면 시료 내부에 인장응력이 발생하여 파괴되는 원리로, 이때의 최대하중으로부터 인장강도를 산출한다.
나머지 시험은 다음 이유로 부적절하다.
비파괴 시험: 강도 측정이 아닌 품질 검사 목적
탄성종파 시험: 음파 전달속도로 콘크리트 내부 결함 검출 용도
직접전단 시험: 전단강도 측정 방법

콘크리트 블리딩은 타설 후 2~4시간 내에 거의 완료된다. 블리딩은 콘크리트 혼합물에서 물이 표면으로 올라오는 현상으로, 시간이 경과하면서 수화반응이 진행되고 골재가 침강하면서 물의 상승 속도가 감소하여 이 시간대에 대부분 종료된다.

휨강도 공시체는 윗면 면적 1000mm²당 1회의 비율로 다진다.
$\dfrac{150\times530}{1000}=79.5\approx$ 80회

철망태는 굵은 골재의 밀도 시험에서 사용되는 시험용 기구다. 굵은 골재의 밀도(비중) 측정 시 시료를 철망태에 넣어 물속에 침지한 후 부피를 측정하는데, 이때 철망태는 물의 통과는 허용하면서 골재를 담을 수 있는 용기 역할을 한다.
잔골재의 밀도 시험: 잔골재는 입도가 작아 철망태를 통해 빠져나갈 우려가 있어 메스실린더나 피크노미터 같은 다른 기구를 사용한다.
잔골재의 표면수 시험: 다른 방법을 적용한다.
굵은 골재의 마모 시험: 마모 시험(LA 마모율)은 로스앤젤레스 시험기를 사용하므로 철망태와 무관하다.

아스팔트의 신도시험(ductility test)은 아스팔트가 늘어나는 정도를 측정하는 시험이다. 표준온도 25°C에서 시편을 일정 속도로 당겨 끊어질 때까지의 연장 거리(cm)로 표현하며, 아스팔트의 인성과 유연성을 평가한다. 비중시험은 밀도 측정, 인화점시험은 발화 위험도 측정, 침입도시험은 경도(단단한 정도)를 측정하므로 모두 이와 무관하다.

소성 한계(plastic limit) 시험에서 1회에 사용하는 시료량은 KS F 2304(흙의 소성 한계 시험 방법)에 따라 결정된다. 자연 함수비 상태의 흙으로서 425μm 체를 통과한 세립질 흙의 경우, 소성 한계 시험용 시료는 약 20~30g 범위에서 채취하도록 규정되어 있다. 10g은 너무 적어 재현성이 낮고, 100g 이상은 소성 한계 시험의 작업성과 정확도를 고려할 때 과다하므로, 30g이 가장 적합하다.

침강 분석에 사용되는 메스실린더의 표준 용량은 1000mL이며, 500mL는 시행세칙에서 규정하지 않는 비표준 용량이다.
나머지 설명은 모두 옳다.
Stokes의 법칙 적용: 미세토립(0.075mm 이하)의 침강속도 계산에 적용되는 기본 원리이다.
0.075mm체 세척: 시험 후 매스실린더 내용물을 0.075mm 체를 통해 물로 세척하여 세립분과 조립분을 분리하는 것이 표준 절차이다.
비중계 눈금 읽기: 메니스커스 위쪽 끝에서 소수 이하 5자리(0.0005)까지 읽는 것이 정밀도 요구사항이다.

콘크리트 블리딩 시험은 KS F 2409에서 규정하는 시험으로, 용기에 콘크리트를 3층으로 나누어 넣고 각층을 다짐대로 25회씩 고르게 다진다. 각층 다짐 후 용기 측면을 가볍게 두드려 공기를 제거하며, 최상층을 다진 후 정해진 시간 간격으로 표면에 나타나는 블리딩(물의 상승)을 측정한다.

시멘트의 비중은 시료의 질량을 시료가 차지하는 부피로 나누어 구한다. 시료가 차지하는 부피는 광유 눈금의 변화량이므로 $V = 20.6 - 0.3 = 20.3 \text{ mL}$이다. 비중 공식은 $\text{비중} = \frac{\text{질량}}{\text{부피}} = \frac{64}{20.3} = 3.1527...$이며, 이를 소수 둘째 자리까지 반올림하면 3.15이다.

슬럼프 시험에서 콘크리트를 슬럼프콘에 채우기 시작하여 콘에서 들어올리기까지의 전체 작업 시간은 3분 이내로 규정되어 있다. 이는 KS F 2402(콘크리트의 슬럼프 시험 방법)에서 정하는 기준으로, 시험 과정에서 콘크리트의 건조 및 성질 변화를 최소화하기 위해 작업을 신속하게 수행하도록 하고 있다.

시멘트 입자의 가는 정도(미세함, 조립정도)를 측정하는 시험은 분말도 시험이다. 분말도 시험은 에어퍼미어빌리티법(공기투과법)을 이용하여 시멘트 입자가 얼마나 미세하게 분쇄되었는지를 나타내는 지표로, 단위는 cm²/g이며 값이 클수록 입자가 가늘다. 비중시험은 시멘트의 밀도를 측정하고, 응결시험은 초결·종결 시간을 측정하며, 팽창성 시험은 안정성을 판정하는 것으로 입자의 가는 정도와는 무관하다.

잔골재 체가름 시험에서 시료의 최소 건조 질량은 1.18mm체(구 규격 2mm체)를 95% 이상 통과하는 경우 100g이다. 문제처럼 그 체에 질량비로 5% 이상 남는 경우에는 500g이다.

잔골재 표면수 시험 방법에는 질량에 의한 방법(질량법)과 용적에 의한 방법(용적법) 두 가지가 있다. 빈틈률·안정성·잔입자는 표면수 측정 방법이 아니다.

동탄성계수(dynamic elastic modulus)는 음파나 진동이 재료를 통과할 때의 속도로부터 구하는 물성으로 정적 인장시험에서는 직접 측정할 수 없으며, 상대 동탄성계수는 더욱 동적 측정 기법이 필요하다.
인장시험(tensile test)은 시료를 축방향으로 점진적으로 인장하여 응력-변형률 곡선을 얻는 시험으로, 이 곡선으로부터 재료의 기계적 성질을 파악할 수 있다.
비례한도: 응력과 변형률이 선형 관계를 유지하는 한계점으로 응력-변형률 곡선에서 직접 읽을 수 있다.
극한강도(인장강도): 최대하중을 초기 단면적으로 나눈 값으로 시험 과정에서 직접 측정된다.
파단 연신율: 파단 후 최종 길이에서 초기 길이를 뺀 값을 초기 길이로 나눈 백분율로 계산할 수 있다.

아스팔트의 연화점(softening point)은 Ring and Ball 시험에서 규정된 조건으로 가열할 때, 시료가 연화되어 강철구의 무게로 인해 시료가 25.4mm 내려앉았을 때의 온도로 정의된다. 이는 아스팔트의 온도 감응성을 평가하는 중요한 지표로, 아스팔트 혼합물의 고온 안정성을 판단하는 데 사용된다.

로스앤젤레스(Los Angeles) 마모시험은 굵은 골재의 내구성과 마모저항성을 평가하는 시험으로, 회전드럼에서 강철구와 함께 시료를 일정 회전수만큼 돌린 후 마모된 입자를 분리하기 위해 체가름을 수행한다. 이 시험에서 시료를 꺼낸 후 1.7mm 체로 체가름하여 통과하는 미세한 마모 입자를 분리하고, 1.7mm 체 위에 남은 골재의 질량으로 마모율을 계산한다. 따라서 정답은 1.7mm이다.

흙의 밀도(비중)시험에서 피크노미터에 시료와 증류수를 넣고 끓일 때는 10분 이상 가열해야 한다.
가열 목적은 흙 입자 사이에 남아 있는 공기(기포)를 완전히 제거하여 부피 측정값의 오차를 없애는 데 있으며, 짧게 끓이면 기포가 남아 결과가 부정확해진다.

흙의 액성한계 시험에서는 황동 접시를 1cm 높이에서 초당 2회의 속도로 자유낙하시킨다.
일정한 낙하 속도로 접시를 두드려 시료 홈이 다시 닿아 붙는 데 필요한 타격 횟수를 세어 함수비와의 관계에서 액성한계를 구한다.

반복성 기준은 동일 시험자가 동일 재료에 대하여 2회 측정한 값의 차이가 ±0.03 이내여야 한다는 요구사항이다. 시멘트 비중시험의 정밀도는 KS L 5109(시멘트의 비중시험 방법)에서 규정하는 반복성(repeatability)과 재현성(reproducibility) 기준으로 판단되며, 반복성은 동일 시험자가 동일 재료에 대하여 측정한 결과의 편차를 의미한다.
동일 시험자 3회 측정: 3회 측정으로 측정 횟수가 많다.
다른 시험자의 측정: 다른 시험자 간 재현성으로서 반복성과는 다른 개념이며 기준값도 상이하다.

흙의 함수비 기준 중에서 흙을 국수 모양으로 밀어 지름 약 3mm 굵기에서 부스러질 때의 함수비를 소성한계(plastic limit, PL)라고 한다. 소성한계는 흙이 소성 상태(plasticity)를 유지하다가 더 이상 소성성을 잃고 준고체 상태로 전환되는 경계점으로, 액성한계(흙이 액체처럼 흐르기 시작하는 한계)보다 낮고 수축한계(흙이 더 이상 수축하지 않는 한계)보다 높다. 자연한계는 표준용어가 아니다.

잔골재 유기불순물 시험에는 3% 수산화나트륨 용액과 식별용 표준색 용액을 쓴다. 표준색 용액은 10% 알코올 용액으로 만든 2% 탄닌산 용액을 수산화나트륨 용액에 섞어 만든다. 황산은 이 시험에 쓰이지 않는다.

액성한계(liquid limit) 시험은 Casagrande 낙화장치를 사용하여 수행되며, 25회 낙화에 상당하는 함수비를 액성한계로 정의한다. 이는 흙이 액체 상태에서 소성 상태로 전환되는 경계를 나타내는 표준 기준으로, 흙의 공학적 분류와 성질 판정에 사용된다.

액성한계(liquid limit) 시험에서 황동 접시를 경질 고무받침대에 낙하시켜 흙의 흐름성을 관찰할 때, 홈의 바닥부의 흙이 길이 약 1.3cm 합류(흙이 연결)되는 시점을 액성한계로 정의한다. 이는 KS F 2303 등 국내 토질시험 기준에서 규정한 표준 판정 기준으로, 이 거리에서 흙의 함수비가 일정한 상태에 도달하여 점성과 유동성의 경계를 나타낸다.

아스팔트 침입도(penetration) 시험은 25°C에서 표준 침이 5초간 일정한 하중(100g)을 받아 시료 속으로 침투한 깊이를 0.1mm 단위로 측정하는 시험이다. 침입도의 단위는 0.1mm이므로, 침이 실제로 0.1mm 들어갔다는 것은 침입도로 1을 의미한다. 예를 들어 침입도 60은 실제 침투 깊이가 6mm(60 × 0.1mm)임을 나타낸다.

파괴하중 360kN을 지름 150mm 공시체의 단면적으로 나누면 압축강도는 약 20.4 MPa이다.
압축강도 = 파괴하중 ÷ 공시체 단면적
원형 공시체의 단면적:
$A = \pi r^2 = \pi \times (75)^2 = 17,671.5 \text{ mm}^2 = 17,671.5 \times 10^{-6} \text{ m}^2$
파괴하중을 단면적으로 나누면:
$f_c = \frac{360 \times 10^3}{17,671.5 \times 10^{-6}} = \frac{360 \times 10^3}{0.01767} = 20.37 \text{ MPa} \approx 20.4 \text{ MPa}$

얕은 기초는 기초의 깊이가 기초 폭의 4배 이하인 기초로, 주로 지표면 근처에 설치되는 기초를 말한다. 독립후팅 기초, 복합후팅 기초, 전면 기초(슬래브 기초)는 모두 이러한 정의에 해당하는 얕은 기초이다. 반면 우물통 기초(케이슨)는 수심이 깊은 곳에서 수중 기초로 사용되며, 기초의 깊이가 기초 폭의 4배를 초과하므로 깊은 기초에 분류된다.

바이브로 플로테이션 공법은 진동을 이용하여 모래·자갈 등 조립토의 다짐도를 증가시키는 공법으로, 투수성이 낮고 압밀침하가 주요 문제인 점성토 지반에는 효과가 제한적이다. 점성토 지반 개량공법의 적합성은 지반의 투수성과 압밀 특성에 따라 결정된다.
나머지 공법은 모두 점성토 개량에 직접 적합하다.
샌드드레인 공법: 점성토의 압밀과정을 가속화한다.
치환공법: 연약한 점성토를 제거 후 양질의 흙으로 교체한다.
프리로우딩 공법: 선행하중을 가해 미리 압밀침하를 유발시킨다.

흙의 비중(Gs)은 흙 고체 입자 자체의 밀도를 나타낼 뿐, 간극 구조나 흐름 경로와는 직접적인 관련이 없으므로 투수계수에 영향을 미치지 않는다. 투수계수는 Darcy의 법칙에 의해 흙의 물리적 성질과 구조에 좌우된다.
간극비: 흙 골격의 공극 크기를 결정하여 직접적으로 투수성에 영향을 미친다.
물의 단위중량: 투수계수 산정식 내에서 점도 관계를 통해 고려 대상이 된다.
형상계수: 입자 형태와 배열이 물의 흐름 경로에 미치는 영향을 반영한다.

2:1 분포법에서는 하중이 깊이 z에서 $(B+z)(L+z)$ 면적으로 퍼진다고 본다.
$\Delta\sigma = \dfrac{qBL}{(B+z)(L+z)} = \dfrac{10\times10\times10}{(10+10)(10+10)} = \dfrac{1000}{400} = 2.5$ t/m2이므로, 수직응력 증가량은 2.5 t/m2이다.

다짐곡선의 특성은 입도분포와 세립분 함량에 따라 달라진다. 입도가 좋은 모래질 흙은 입자 간 공극이 적어 다짐곡선이 예민하고 최대 건조단위무게가 크며, 실트·점토 등 세립토는 입자 간 공극이 많아 다짐곡선이 완만하고 최대 건조단위무게가 작다(1, 2, 4번 모두 참). 3번은 틀렸는데, 최적 함수비가 높을수록 최대 건조단위무게는 감소한다. 이는 함수비가 증가하면 물이 차지하는 부피 때문에 실제 흙 입자가 차지할 수 있는 공극이 감소하기 때문이며, 일반적으로 세립분이 많은 흙일수록 최적 함수비는 높고 최대 건조단위무게는 작아진다.

점성토의 비배수 강도(미배수 강도, c)를 현장에서 직접 측정하는 가장 적절한 시험은 베인시험(Vane Shear Test)이다. 비배수 강도는 배수 없이 흙이 전단될 때의 강도다.
베인시험은 십자형 날개를 흙에 삽입하여 회전시키면서 비배수 전단강도를 직접 측정하는 현장시험으로, 특히 점성토의 미배수강도 결정에 표준화된 방법이다. 나머지 시험은 목적이 달라 비배수강도 직접 측정과는 무관하다.
현장투수시험: 투수계수 측정
평판재하시험: 지반의 지지력 평가
현장단위중량시험: 흙의 밀도 결정

교란되지 않은 흙과 교란시킨 흙을 각각 일축압축시험으로 측정하여 그 강도비(qu 값의 비)로 예민비를 산출한다. 같은 시료에 대해 교란 전후의 전단강도를 비교측정해야 하는데, 일축압축시험이 현장에서 가장 간편하게 비교 측정할 수 있는 방법이다.
예민비(sensitivity ratio)는 교란되지 않은 흙의 강도에 대한 교란된 흙의 강도의 비로, 흙의 구조적 강도 손실을 평가하는 지표다.
직접전단시험: 복잡한 준비 과정이 필요하다.
다짐시험·압밀시험: 예민비 측정과 직접적 관련이 없다.

평판재하시험(Plate Load Test)에 사용하는 원형 재하판의 표준 지름은 30cm, 40cm, 75cm의 3종류다. 이들은 도로 기층·상층 등 다양한 포장층의 지지력을 측정하기 위해 상이한 영향 깊이를 제공하며, 특히 75cm 판은 노상의 지지력 평가에 주로 사용된다. 보기 1, 2, 3은 지름 수치가 표준규격과 다르므로 부적절하다.

균등계수(Coefficient of Uniformity, Cu)는 Cu = D60 / D10으로 정의된다. 주어진 값을 대입하면 Cu = 3 / 0.42 = 7.14이다.

자연 상태에 있는 조립토의 조밀한 정도를 백분율로 나타내는 것은 상대밀도(relative density, Dr)이다. 상대밀도는 현장의 자연 단위중량이 최소·최대 단위중량 사이에서 어느 정도 위치하는지를 나타내는 지표다.
계산식은 다음 형태이며 0~100%의 백분율 값을 갖는다.
$D_r = \frac{e_{max} - e}{e_{max} - e_{min}} \times 100(\%)$
나머지는 모두 조밀한 정도를 백분율로 직접 나타내지 않는다.
포화도: 흙의 공극 중 물로 채워진 비율
다짐도: 다짐 후 조밀함의 정도
다짐곡선: 함수비와 건조단위중량의 관계곡선

실트질 흙을 넣어 모세관현상을 차단하는 방법은 동상 방지책이 아니다.
실트질 흙은 모관 상승이 크고 동결 시 물을 빨아올리는 성질이 강해 오히려 동상을 유발하는 토질이므로, 동상 방지를 위해서는 이러한 흙을 배제해야 한다.
지하수면을 낮추는 방법은 모관수 공급을 줄여 동상을 억제하는 실제 대책이다.
비동결성 흙으로 치환하는 방법은 동상이 발생하지 않는 재료로 바꾸는 대표적인 대책이다.
화학약품을 넣어 동결온도를 낮추는 방법도 흙이 얼지 않도록 하는 대책으로 사용된다.

함수비는 $w = \frac{m_w}{m_d} \times 100\%$ 공식으로 구한다. 먼저 물의 질량과 건조흙의 질량을 구하면, 습윤토 질량 = 60.5 - 16.3 = 44.2g, 노건조 흙 질량 = 58.2 - 16.3 = 41.9g이므로 물의 질량 = 44.2 - 41.9 = 2.3g이다. 따라서 함수비 = $\frac{2.3}{41.9} \times 100 = 5.49\%$이다.

간극비(e)와 간극률(n)의 관계식은 $n = \frac{e}{1+e} \times 100\%$이다. 주어진 간극비 e = 0.71을 대입하면 $n = \frac{0.71}{1+0.71} \times 100\% = \frac{0.71}{1.71} \times 100\%$이고, 계산하면 $n = 0.4152... \times 100\% = 41.52\%$로 약 41.5%가 된다.

물속에서 침강하는 흙입자의 속도로부터 입경을 구하는 법칙은 스토크스(Stokes)의 법칙이다. 구형 입자가 점성유체(물) 속에서 침강할 때 작용하는 항력과 중력의 평형 관계를 이용하여 다음 형태의 침강속도 공식을 제시한다.
$v = \frac{2gr^2(\rho_s - \rho_w)}{9\mu}$
여기서 r은 입경, v는 침강속도이다.
나머지 법칙은 입경 계산과 무관하다.
콜로이드의 법칙: 콜로이드 현탁액의 거동을 다룬다.
테르자기의 법칙: 유효응력 개념을 다룬다.
애터버그의 법칙: 흙의 소성한계와 액성한계를 다룬다.

자연상태의 모래지반을 다져 공극비 e가 emin에 도달했다는 것은 가장 조밀한 상태를 의미하므로 상대밀도는 100%이다.
상대밀도(relative density, Dr)의 정의:
$D_r = \frac{e_{max} - e}{e_{max} - e_{min}} \times 100\%$
이를 상대밀도 공식에 대입하면:
$D_r = \frac{e_{max} - e_{min}}{e_{max} - e_{min}} \times 100\% = 1 \times 100\% = 100\%$