[건설재료시험기능사 필기] 10년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

크리프는 일정한 하중이 계속 작용할 때 시간이 지나면서 변형이 서서히 커지는 현상이다.
하중 자체는 변하지 않아도 재료 내부의 점성적 흐름으로 변형량이 시간에 따라 증가하며, 콘크리트나 강재 등에서 장기 처짐의 원인이 된다.
피로한계는 반복 하중을 무한히 받아도 파괴되지 않는 응력의 한계값으로 시간에 따른 변형 증가와는 다른 개념이다.
길소나이트는 천연 아스팔트의 한 종류를 가리키는 재료명으로 변형 현상과는 관계가 없다.
릴렉세이션(이완)은 변형을 일정하게 유지할 때 응력이 시간에 따라 줄어드는 현상으로 크리프와는 반대 방향의 거동이다.

도화선은 흑색화약을 심지로 삼아 뇌관을 점화시키는 데 쓰이는 도화 재료이다.
분말 흑색화약을 실이나 종이로 감고 도료로 방수 처리하여 일정한 속도로 타들어가도록 만든 줄로, 발파 작업에서 시간차를 두고 뇌관을 점화하는 데 사용된다.
다이너마이트는 니트로글리세린을 주성분으로 하는 폭약 자체를 가리키며 점화용 심지가 아니다.
도폭선은 심지 내부의 화약이 순간적으로 폭굉을 전달하는 선으로, 서서히 타들어가는 도화선과는 작동 방식이 다르다.
기폭제는 폭약을 기폭시키는 데 쓰이는 예민한 화약류로 실이나 종이로 감은 도화용 줄과는 형태가 다르다.

목조창고에 포대시멘트를 저장할 때 마루바닥과 지면 사이는 약 30cm 정도 띄우는 것이 가장 적합하다.
바닥과 지면을 띄우면 바닥 밑으로 공기가 통해 지면의 습기가 시멘트에 직접 전달되는 것을 막아 풍화를 줄일 수 있다.

침수법은 목재를 물속에 담가 두는 방법으로, 열을 가해 수분을 없애는 인공건조법에 속하지 않는다.
침수법은 목재를 물속에 담가 수액을 물로 바꾸어 이후의 자연건조가 빨라지도록 돕는 방법이라, 열이나 증기로 직접 수분을 증발시키는 인공건조와는 원리가 다르다.
끓임법은 목재를 끓는 물이나 증기로 가열해 수분을 빼내는 인공건조법의 한 종류이다.
열기건조법은 가열한 공기를 건조실에 순환시켜 수분을 증발시키는 대표적인 인공건조법이다.
증기건조법은 고온의 증기를 이용해 짧은 시간에 수분을 제거하는 인공건조법이다.

스트레이트 아스팔트는 블론 아스팔트보다 연화점이 낮다는 점에서, 연화점이 높다는 설명은 옳지 않다.
스트레이트 아스팔트는 블론 아스팔트에 비해 온도에 따른 성질 변화(감온성)가 크고 신장성도 좋지만, 가열 산화 처리를 거치지 않아 연화점은 오히려 낮게 나타난다.
방수성이 좋다는 설명은 스트레이트 아스팔트가 실제로 갖는 특징이다.
신장성이 좋다는 설명도 스트레이트 아스팔트의 실제 특징에 해당한다.
감온성이 크다는 설명 역시 온도 변화에 성질이 크게 좌우되는 스트레이트 아스팔트의 실제 특징이다.

침입도는 표준추 100g이 5초간 침입하는 깊이(mm)로, 값이 클수록 아스팔트가 부드럽고(더 깊이 침입) 값이 작을수록 단단하다는 역의 관계이므로 '침입도가 크다 = 단단하다'는 오류다.
연소점: 인화점 이상에서 불꽃이 계속 타는 최저 온도로 정의되어 맞다.
연화점: 가열 시 점도가 일정 수준에 도달한 온도로 정의되어 맞다.
신도: 아스팔트의 연신율(늘어나는 능력)을 나타내는 지표로 맞다.

스트레이트 아스팔트는 원유를 직접 정제하여 생산한 석유 아스팔트로, 천연에서 산출되는 아스팔트가 아닌 인공 아스팔트다. 반면 레이크 아스팔트는 천연 호수나 분지에서 채취한 아스팔트, 록 아스팔트는 암석과 천연 아스팔트의 혼합물, 샌드 아스팔트는 모래와 천연 아스팔트의 혼합물로 모두 천연에서 산출되는 천연아스팔트에 해당한다.

토목공사용 석재 중 압축강도가 가장 큰 것은 화강암이다.
화강암은 화성암으로 조직이 치밀하고 결정이 서로 맞물려 있어 퇴적암이나 변성암 계열보다 압축강도가 높다.
점판암은 얇은 판 모양으로 쪼개지는 변성암이라 화강암보다 압축강도가 낮다.
응회암은 화산재가 쌓여 굳은 다공질의 퇴적암이라 조직이 치밀하지 않아 강도가 낮다.
사암은 모래 입자가 교결된 퇴적암으로 역시 화강암보다 압축강도가 작다.

플라이애시 시멘트는 혼합시멘트로 분류되며, 특수 시멘트에는 속하지 않는다.
플라이애시 시멘트는 포틀랜드 시멘트에 플라이애시를 섞어 만드는 혼합시멘트의 한 종류로, 조기강도나 팽창성처럼 특수한 성능을 목적으로 만든 특수 시멘트와는 분류 계통이 다르다.
알루미나 시멘트는 조기강도가 크고 내화성이 뛰어난 특수 시멘트로 분류된다.
팽창 시멘트는 경화 과정에서 팽창성을 갖도록 만든 특수 시멘트에 속한다.
초속경 시멘트는 매우 빠르게 굳도록 만든 특수 시멘트의 한 종류이다.

블리딩(bleeding)은 콘크리트 타설 직후 물이 표면으로 상승하는 현상으로, 과잉 혼합수가 배출되면서 발생한다. 블리딩이 크면 물이 배출된 자리에 공극(기공)이 남아 콘크리트 구조가 다공질화되고, 이로 인해 압축강도 저하, 수밀성 감소, 내구성 저하 등이 발생한다. 따라서 블리딩이 큰 콘크리트의 직접적인 성질 변화는 다공질화이다.

목재는 금속·석재·콘크리트에 비해 열과 소리의 전도율이 작다는 점에서, 전도율이 크다는 설명은 옳지 않다.
목재는 내부에 미세한 공극이 많아 단열·차음 성능이 좋은 편이라, 열과 소리를 잘 전달하는 금속이나 콘크리트와는 반대의 성질을 보인다.
함수량이 수축·팽창에 큰 영향을 미친다는 설명은 목재의 실제 성질에 해당한다.
무게에 비해 강도와 탄성이 크다는 설명도 목재의 실제 장점에 해당한다.
재질이 고르지 못하고 크기에 제한이 있다는 설명 역시 목재가 갖는 실제 한계에 해당한다.

석재는 압축강도가 크고 인장강도가 작아, 구조용으로 쓸 때는 주로 압축력을 받는 부분에 사용되므로 해당 설명은 옳지 않다.
석재는 입자 사이의 결합력 특성상 누르는 힘에는 강하지만 당기는 힘에는 약해, 기둥이나 기초처럼 압축력이 지배적인 부재에 주로 쓰인다.
비중이 클수록 흡수율이 작고 압축강도가 크다는 설명은 석재의 실제 성질에 해당한다.
흡수율이 큰 석재가 빈틈이 많아 동해를 받기 쉽다는 설명도 실제로 맞는 내용이다.
공극률을 전체공극과 겉보기 부피의 비로 나타낸다는 설명 역시 공극률의 일반적인 정의에 해당한다.

AE제(공기연행제)는 콘크리트에 미세한 공기포를 균일하게 분산시켜 동결융해 저항성, 워커빌리티 개선, 단위수량 감소 등의 이점을 제공한다. 1번·2번·4번은 모두 AE제의 주요 장점으로, 특히 미세 공기포가 수분 동결 시 팽창 압력을 완화하고 콘크리트의 유동성을 향상시킨다. 반면 3번의 경우 AE제 사용으로 인한 공기포 혼입은 콘크리트 강도를 감소시키고 철근과의 부착강도도 저하시키므로, AE제 사용의 장점에 해당되지 않는다.

기포제는 콘크리트 속에 많은 거품을 일으켜 부재를 가볍게 하고 단열성을 높이는 혼화제이다.
미세한 기포를 다량으로 발생시켜 경량화와 단열 성능을 목적으로 사용하며, 강도보다는 부피당 무게를 줄이는 데 초점이 있다.
지연제는 콘크리트의 응결 시작 시간을 늦추는 혼화제로 기포 발생과는 목적이 다르다.
급결제는 반대로 응결을 빠르게 하는 혼화제라 경량화·단열 목적과는 관계가 없다.
감수제는 단위수량을 줄여 워커빌리티를 개선하는 혼화제로 거품을 일으키는 것이 목적이 아니다.

물-시멘트비 60%에서 시멘트 1포(40kg)에 필요한 물의 양은 24kg이다.
물-시멘트비는 물의 양을 시멘트양으로 나눈 비율이므로, 필요한 물의 양은 시멘트양에 물-시멘트비를 곱해서 구한다.
$W = 0.6 \times 40\ \mathrm{kg} = 24\ \mathrm{kg}$

아스팔트 침입도 시험은 온도 25℃에서 수행하는 것이 표준 조건이다.
표준추(100g)를 시료 표면에 5초 동안 눌러 들어간 깊이를 재는 시험이므로, 온도가 규정보다 높거나 낮으면 결과가 시험 조건과 맞지 않게 된다.

공시체 가압면의 흠을 없애 평평하게 다듬는 작업을 캐핑이라 한다.
압축강도 시험 전에 캐핑재를 얇게 발라 가압면을 평활하게 만들어야 하중이 고르게 전달되어 정확한 강도값을 얻을 수 있다.
몰딩은 콘크리트를 몰드에 채워 공시체 형태를 만드는 성형 작업으로 가압면을 다듬는 작업이 아니다.
리몰딩은 흙 시료 등을 다시 성형하는 작업을 가리키는 용어로 콘크리트 가압면 처리와는 무관하다.
코팅은 표면에 막을 입히는 일반적인 작업으로 압축강도 시험의 가압면 처리 용어로는 쓰이지 않는다.

휨강도 시험용 공시체는 몰드를 떼어낸 뒤 18~22℃ 습윤 상태에서 양생하는 것이 가장 적당하다.
일반적인 콘크리트 습윤양생 온도는 20℃ 안팎으로 관리되며, 이 범위를 벗어나면 강도 발현 속도가 달라져 시험 결과의 신뢰성이 떨어진다.

슬럼프 시험은 콘크리트의 워커빌리티(작업성)를 측정하는 시험으로, 슬럼프콘의 높이는 30cm이다. 슬럼프콘을 시료에 채운 후 벗기는 시간은 3초(2번 오류)이고, 시료를 채우고 벗기는 전체 소요시간은 2.5분 이내(1번 오류)로 규정된다. 물을 많이 넣으면 콘크리트의 유동성이 증가하여 슬럼프값은 커지므로(4번 오류) 슬럼프값은 측정된 수평거리로 초기 높이 30cm에서 내려앉은 거리를 나타낸다.

혼합골재의 조립률은 각 골재의 조립률에 혼합비를 곱한 가중평균으로 구한다. 잔골재의 혼합비는 1/(1+1.5) = 0.4, 굵은골재의 혼합비는 1.5/(1+1.5) = 0.6이다. 혼합골재의 조립률 = 3.11 × 0.4 + 7.41 × 0.6 = 1.244 + 4.446 = 5.69

유동곡선에서 타격 25회에 해당하는 함수비를 액성한계로 정한다.
낙하 횟수를 달리하며 홈이 합쳐지는 데 필요한 타격 수와 함수비를 그래프로 그린 뒤, 그 곡선에서 25회에 대응하는 함수비를 읽어 액성한계로 삼는다.

조립률이 크다고 해서 반드시 좋은 품질의 콘크리트가 되는 것은 아니므로 해당 설명은 옳지 않다.
조립률은 골재의 굵고 가는 정도를 나타낼 뿐이며, 콘크리트 품질은 적정한 입도 분포와 배합 조건이 함께 맞아야 좋아지므로 조립률이 무조건 크다고 품질이 좋아지지는 않는다.
골재 알의 지름이 클수록 조립률이 크다는 설명은 조립률의 정의에 맞는 옳은 내용이다.
잔골재의 조립률이 2.3~3.1 정도가 적당하다는 설명도 실제 기준에 부합한다.
조립률을 체가름시험으로 구할 수 있다는 설명 역시 조립률 산정 방법으로 옳다.

함수비는 $w = \frac{W_w}{W_s} \times 100\%$로 정의되며, 여기서 $W_w$는 물의 무게, $W_s$는 노건조 흙의 무게이다. 습윤 무게는 $W = W_s + W_w$이다.
주어진 조건을 정리하면 $W = 300\text{g}$, $w = 20\%$이다. 함수비 식에서 $W_w = 0.2 \times W_s$이고, 이를 습윤 무게 식에 대입하면
$300 = W_s + 0.2W_s = 1.2W_s$이다.
따라서 $W_s = \frac{300}{1.2} = 250\text{g}$이다.

시멘트 모르타르 압축강도시험에서 평균값과 ±10% 이상 차이 나는 시험체는 강도 계산에서 제외한다.
이는 개별 시험체의 다짐 불균일이나 흠집 등으로 생긴 이상값이 평균 강도를 왜곡하지 않도록 걸러내기 위한 절차이다.

압축강도 시험용 공시체의 지름은 굵은 골재 최대치수의 3배 이상으로 정한다.
골재 알갱이보다 공시체가 지나치게 작으면 굵은 골재가 시험체 강도에 불균일하게 영향을 주므로, 최대치수의 3배 이상 되는 지름을 확보해 대표성 있는 강도값을 얻는다.

잔골재의 표면수는 질량에 의한 방법과 부피에 의한 방법으로 측정한다.
질량법은 일정 부피의 시료 질량을, 부피법은 눈금 플라스크에 담긴 시료의 부피 변화를 이용해 표면수량을 구하는 방식이다.
부피에 의한 방법과 충격을 이용하는 방법의 조합은 표면수 측정에서 표준으로 쓰이는 질량법이 빠져 있어 옳지 않다.
충격을 이용하는 방법과 질량에 의한 방법의 조합은 표면수 측정의 표준 방법인 부피법 대신 다른 방법이 섞여 있어 옳지 않다.
다짐대를 사용하는 방법과 삽을 이용하는 방법은 표면수 측정에 쓰이는 표준 방법이 아니다.

15×15×53cm 공시체는 콘크리트를 2층으로 나누어 채우고, 각 층을 80회씩 다져 제작한다.
층마다 고르게 다짐봉으로 다져야 내부에 빈틈이 남지 않아 휨강도 시험 결과가 실제 콘크리트 성능을 제대로 반영한다.

슬럼프값은 콘크리트가 내려앉은 길이를 0.5cm(5mm) 단위의 정밀도로 측정한다.
슬럼프콘을 들어 올린 뒤 콘크리트가 주저앉은 높이 차이를 자로 재는데, 이때 값을 지나치게 세밀하게 읽기보다 5mm 단위로 기록하는 것이 표준 방식이다.

비중시험에서 시료를 끓이는 것은 시료 속에 남은 기포를 제거하기 위해서이다.
흙 입자 사이에 갇힌 공기가 남아 있으면 비중병 속 부피 측정이 부정확해지므로, 가열해 기포를 완전히 빼낸 뒤 부피를 측정해야 정확한 비중값을 얻을 수 있다.
증류수의 온도를 보정하기 위한 것이라면 굳이 시료와 함께 끓일 필요 없이 온도계로 확인하면 되므로 이 시험의 가열 목적과 다르다.
공기 중 건조시료를 사용했기 때문이라는 것은 가열 자체의 목적이 아니라 시료 준비 단계의 특성일 뿐이다.
메니스커스에 의한 오차는 눈금을 읽는 방식에서 생기는 문제로, 시료를 끓이는 것과는 관계가 없다.

흙의 비중시험에는 제시된 체 중 눈금이 가장 작은 9.5mm체를 통과한 시료를 사용하는 것이 적당하다.
비중시험은 고른 잔입자 위주로 실시해야 비중병에 시료가 고르게 채워지고 기포도 잘 빠지므로, 굵은 입자가 섞인 시료보다 가는 시료를 사용한다.

침입도시험은 아스팔트의 굳기 정도(컨시스턴시)를 측정하는 시험이다.
규정된 무게의 바늘을 일정 시간 동안 시료에 눌러 바늘이 들어간 깊이로 아스팔트가 무른지 굳은지를 판정한다.
신도시험은 아스팔트를 일정 속도로 늘렸을 때 끊어지기까지 늘어나는 길이를 재는 시험으로 굳기 자체를 재는 것은 아니다.
인화점시험은 가열 시 불이 붙는 온도를 재는 시험으로 굳기와는 다른 성질을 다룬다.
마샬시험은 다져진 아스팔트 혼합물의 안정도와 흐름값을 구하는 시험으로 원재료의 굳기 측정과는 목적이 다르다.

조립률(FM)은 10, 5, 2.5, 1.2, 0.6, 0.3, 0.15mm 체의 잔류율 누계(%)를 합산하여 100으로 나눈 값이다. 표에서 각 체의 누계(%)는 0, 4, 12, 27, 70, 90, 99이므로 합은 $0+4+12+27+70+90+99=302$이다. 따라서 조립률은 $302/100=3.02$이다.

워싱턴형 공기량 측정기는 공기실 압력법에 속하는 기구이다.
미리 압축한 공기를 콘크리트 시료에 가해 압력이 낮아지는 정도로 공기량을 환산하는 방식이며, 워싱턴형은 이 압력법을 구현한 대표적인 측정기이다.
무게에 의한 방법은 굳지 않은 콘크리트의 단위무게를 이용해 이론값과 비교하는 방식으로 압력 측정기를 사용하지 않는다.
면적에 의한 방법은 공기량 측정에서 쓰이는 표준 분류가 아니다.
부피에 의한 방법은 콘크리트에서 공기를 물로 치환해 부피 변화를 직접 재는 방식으로 압력을 이용하지 않는다.

쪼갬 인장강도는 $f_t = \frac{2P}{\pi dL}$ 공식으로 구한다. 여기서 P는 파괴하중(ton), d는 지름(cm), L은 길이(cm)이다.
주어진 값을 대입하면
$f_t = \frac{2 \times 15}{\pi \times 10 \times 20} = \frac{30}{628.32} = 0.04775 \text{ ton/cm}^2$이다.
이를 kg/cm²로 환산하면
$0.04775 \times 1000 = 47.75 \text{ kg/cm}^2$이다.

잔골재율(S/a) = 30%는 골재 중 잔골재의 절대 부피 비율을 의미하므로, 전체 골재 절대 부피 0.72m³ 중 잔골재의 절대 부피는 0.72 × 0.30 = 0.216m³이다. 


단위 잔골재량은 잔골재의 절대 부피에 비중을 곱하여 구한다: $\text{단위 잔골재량} = 0.216 \text{ m}^3 \times 2.50 \times 1000 = 540 \text{ kg/m}^3$

시멘트 비중은 비중 = 시료의 무게 ÷ (나중 눈금 − 처음 눈금)으로 구한다. 광유 소비 부피는 $20.80 - 0.48 = 20.32\text{mL}$이며, 비중 $= 64 / 20.32 ≈ 3.15$로 계산된다.

흙의 비중 시험에서 데시케이터에 넣는 흡습제로는 실리카겔이 적합하다.
실리카겔은 수분을 잘 흡수하면서도 화학적으로 안정해 시료나 기구를 건조 상태로 유지하는 데 널리 쓰인다.
염화나트륨은 일반적인 염류로 흡습 성능이 낮아 데시케이터용 건조제로 쓰이지 않는다.
산화마그네슘은 이 시험의 데시케이터용 건조제로 규정되어 쓰이는 물질이 아니다.
이산화탄소는 기체이므로 애초에 데시케이터에 넣어 두는 고체 흡습제가 될 수 없다.

'2등분 되었던 흙이 타격으로 인하여 10mm 정도 합쳐질 때의 낙하 횟수를 구한다'가 옳지 않은 이유는 2등분된 흙이 타격으로 인하여 10mm 합쳐질 때가 아니라, 표준은 25회의 낙하(타격) 후에 흙이 약 13mm 정도 합쳐질 때를 액성한계 판정 기준으로 하기 때문이다. 즉, 낙하 횟수를 먼저 정하고(25회) 그때의 함수비를 측정하는 방식이지, 10mm 합쳐지는 횟수를 변수로 구하는 것이 아니다.
액성한계시험(liquid limit test)은 흙이 소성상태에서 액체상태로 변할 때의 함수비를 구하는 시험으로, 카사그란데 장치를 사용하여 진행된다. 시험 장치의 황동 접시와 경질 고무대 간격은 1cm로 유지하고, 크랭크는 초당 2회 정도로 회전시키는 조건이 모두 정확하다.

금이나 납처럼 두드리면 얇게 펴지는 성질을 전성이라 한다.
전성은 외력을 받아도 부서지지 않고 얇은 판 모양으로 늘어나는 금속의 변형 능력을 뜻한다.
연성은 재료를 가늘고 길게 실처럼 뽑아낼 수 있는 성질로, 판 모양으로 펴지는 것과는 다른 방향의 변형이다.
취성은 외력을 받으면 변형 없이 쉽게 부서지는 성질로 전성과는 반대되는 특성이다.
인성은 재료가 파괴되기까지 흡수할 수 있는 에너지의 크기를 나타내는 성질로 얇게 펴지는 것과는 다른 개념이다.

포아송비는 횡변형률과 종변형률의 비의 절댓값으로 정의된다.
종변형률 = $\frac{\Delta L}{L_0} = \frac{11.5-10}{10} = 0.15$
횡변형률 = $\frac{\Delta d}{d_0} = \frac{4.8-5}{5} = -0.04$
이므로, 포아송비
$\nu = -\frac{\text{횡변형률}}{\text{종변형률}} = -\frac{-0.04}{0.15} = \frac{0.04}{0.15} = \frac{4}{150} = 0.267 \approx$이다.

시멘트 분말도는 표준체(45μm)를 통과한 입자의 백분율로 정의되며, 공식은 다음과 같다: $F = 100 - R$ (단, R은 표준체 잔사의 백분율). 보정된 잔사가 7.6%일 때, $F = 100 - 7.6 = 92.4\%$이다.

수축한계시험은 노건조한 흙 시료를 수은에 담가 밀려나온 수은의 양으로 시료의 부피를 구한다. 액성한계·비중·체가름 시험에는 수은을 쓰지 않는다.

침입도(penetration) 시험은 25°C에서 100g의 표준침이 5초 동안 아스팔트에 관입한 깊이를 0.1mm 단위로 측정하는 것이다. 문제에서 5초 동안 3mm 관입했으므로, 침입도 = 3mm ÷ 0.1mm = 30이다. 침입도는 단위 없는 숫자로 표기되며, 값이 작을수록(침입이 적을수록) 아스팔트가 경질이고, 값이 클수록 연질이다.

일반 콘크리트용 굵은골재의 마모율 허용값은 40% 이하이다. 이는 KS F 2508(콘크리트용 굵은골재) 및 콘크리트표준시방서에서 규정하는 기준으로, 로스앤젤레스 시험기(LA abrasion test)를 통해 측정된 마모율이 구조용 일반 콘크리트에서 만족해야 할 품질 요건이다.

수축지수(SI)는 소성한계에서 수축한계를 뺀 값으로 정의된다.
$SI = PL - SL = 42 - 24 = 18$이므로 수축지수는 18%이다.

삼축압축시험은 압밀·배수 조건의 조합에 따라 UU·CU·CD 세 가지로 구분되며, 비압밀 상태에서 배수를 허용하는 방식은 실제로 성립하지 않는다.
압밀 여부와 배수 여부를 조합하면 다음과 같은 시험만 존재한다.
비압밀 비배수 조건으로 시료를 즉시 파괴시키는 시험
압밀을 완료한 뒤 배수를 막고 파괴시키는 시험
압밀을 완료한 뒤 배수를 허용하며 서서히 파괴시키는 시험

그림의 접지압 분포는 기초 밑면 양 끝에서 반력 화살표가 가장 길고 중앙으로 갈수록 짧아지므로, 강성(rigid) footing이 점토지반 위에 놓인 경우이다.
접지압 분포선이 footing 밑면의 양 모서리에서 가장 깊게 내려오고 중앙부는 위로 오목하게 들어가 있어 접지압이 단부에서 최대·중앙에서 최소임을 보여 준다. 점성토는 점착력으로 전단저항을 확보하므로 구속이 없는 기초 가장자리에서도 큰 반력을 낼 수 있어 이런 형상이 나타난다.
강성 footing일 때의 모래지반 — 가장자리의 모래가 옆으로 밀려나 반력이 거의 0 에 가까워지고 중앙부에서 접지압이 최대가 되어 그림과 정반대 모양이 된다.
연성 footing일 때의 모래지반 — 연성 기초는 지반과 함께 휘어져 접지압이 재하 하중과 같은 등분포에 가까우므로 중앙이 오목한 곡선이 나오지 않는다.
연성 footing일 때의 점토지반 — 지반이 점토라도 기초가 휘면 접지압은 역시 등분포에 가까워져 단부 최대 형상과 맞지 않는다.

동상 방지는 모관수의 상승을 차단하거나 동결 자체를 억제하는 방향으로 이루어지며, 실트질 흙을 추가하는 것은 오히려 동상을 촉진한다.
일반적으로 인정되는 동상 방지 대책은 다음과 같다.
지하수위를 낮추어 모관수의 공급을 줄이는 방법
동결에 취약한 흙을 비동결성 재료로 치환하는 방법
화학약품을 사용해 흙의 동결온도를 낮추는 방법

전면기초는 건물 하부 전체를 하나의 기초판으로 지지하는 얕은기초에 해당한다.
나머지 형식은 지지층까지 부재를 깊게 관입시켜 하중을 전달하는 깊은기초로 분류된다.
말뚝을 지중에 박아 하중을 전달하는 기초
대구경 구멍을 굴착해 현장타설로 조성하는 기초
우물통을 침설해 지지층까지 도달시키는 기초

허용지지력은 극한지지력을 안전율로 나눈 값이다.
$q_a = \dfrac{q_u}{F_s} = \dfrac{60}{3} = 20$이므로 허용지지력은 20t/m²이다.

모래치환법에서 표준사는 시료를 파낸 구멍의 부피를 구하기 위해 채워 넣는 재료이다.
구멍을 채우는 데 들어간 표준사의 무게를 미리 측정해 둔 표준사의 단위중량으로 나누면 구멍의 부피가 되고, 여기에 파낸 흙의 무게를 대응시켜 현장 흙의 단위중량을 구한다.

느슨한 흙에 하중을 가해 흙 속의 공기를 빼내고 흙 입자를 조밀하게 배열시키는 과정을 다짐이라 한다.
압밀이 물을 배출시켜 부피가 줄어드는 현상인 것과 달리, 다짐은 공기를 배출시켜 밀도를 높이는 시공 과정이다.

균등계수는 입경가적곡선에서 D60을 D10으로 나눈 값이다.
$C_u = \dfrac{D_{60}}{D_{10}} = \dfrac{0.330}{0.005} = 66$이므로 균등계수는 66이다.

자연함수비가 액성한계보다 높다는 것은 흙이 소성 영역을 지나 액성상태에 있음을 의미한다.
함수비가 액성한계와 소성한계 사이에 있으면 소성상태, 소성한계보다 낮으면 반고체·고체상태로 구분되므로, 액성한계를 초과한 이 흙은 유동성을 가진 액체에 가까운 상태로 거동한다.

먼저 간극률로 간극비를 구하면 $e = \dfrac{n}{1-n} = \dfrac{0.36}{0.64} = 0.5625$이다.
한계동수경사는 $i_c = \dfrac{G_s-1}{1+e} = \dfrac{2.7-1}{1+0.5625} = \dfrac{1.7}{1.5625} \approx 1.088$이므로 1.088이다.

기초는 침하를 완전히 없애는 것이 아니라 허용범위 이내로 제어하는 것을 목표로 한다.
기초가 갖추어야 할 일반적인 조건은 다음과 같다.
동결 등의 영향을 피하도록 최소 근입깊이를 확보할 것
상부 하중을 지반에 안전하게 전달할 것
현장 여건상 시공이 가능한 구조일 것

포화도가 100%일 때, 즉 간극이 모두 물로 채워져 공기가 없을 때 건조단위무게와 함수비의 관계를 나타내는 곡선을 영공기간극곡선(Zero Air Void Curve)이라 한다. 이 곡선은 주어진 흙에서 이론적으로 달성 가능한 최대 건조단위무게를 나타내며, 다짐시험에서 얻은 다짐곡선의 상한선 역할을 한다. 다짐곡선은 현장의 다짐 결과를 보여주는 실제 곡선이고, 유동곡선과 입도곡선은 전혀 다른 흙의 성질을 나타내므로 정답은 영공기간극곡선이다.

포화토에서 흙입자, 물, 공기의 부피 및 질량 관계식을 이용한다. 포화도 S = 100%일 때 간극은 모두 물로 채워지므로 e = wGs의 관계가 성립한다. 주어진 값들을 대입하면 $1 = w \times 2.5$이므로 $w = \frac{1}{2.5} = 0.4 = 40\%$이다. 따라서 함수비는 40%이다.

군지수(GI)는 세립분 함량과 애터버그 한계로부터 산정되며, 유동지수는 이 계산에 사용되지 않는다.
군지수 산정에 실제로 사용되는 값은 다음과 같다.
0.074mm체(No.200) 통과율
액성한계
소성지수

일축압축시험에서 파괴면과 수평면이 이루는 각도는 $\theta = 45^\circ + \dfrac{\phi}{2}$ 관계를 가지므로 이를 역산해 내부 마찰각을 구한다.
$\phi = 2(\theta - 45) = 2(60 - 45) = 30$이므로 내부 마찰각은 30°이다.