[7급 지방직 토질역학] 23년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

체분석시험과 Atterberg 한계시험 결과가 다음과 같을 때, 이 흙을 통일분류법으로 분류하면? (단, Casagrande의 소성도표에서 A-Line의 식은 PI = 0.73[LL-20]이다)
<체분석시험 결과>
○ 200번 체(0.074 mm) 가적통과율 = 55 %
○ 4번 체(4.75 mm) 가적통과율 = 85 %
<Atterberg 한계시험 결과>
○ 액성한계(LL) = 48 %
○ 소성한계(PL) = 40 %

CL

ML

SM

CH

Terzaghi의 1차원 압밀이론 및 가정조건의 내용으로 옳지 않은 것은?

압밀방정식의 해는 압밀과정 중 압밀층 내부의 과잉간극수압 분포를 압밀소요시간과 위치에 따라 나타낸 것이다.

압밀과정에서 시료의 간극비가 감소하면서 투수계수도 감소하는 것으로 가정한다.

압밀도는 초기 과잉간극수압에 대한 유효응력 증가량의 비율을 의미한다.

압밀방정식의 해를 이용하여 압밀층의 평균압밀도를 시간계수의 함수로 나타낼 수 있다.

그림 (가)에 제시된 정사각형 입자 ABCD의 AB면에 작용하는 응력 상태를 그림 (나)의 Mohr 원상에 표시하면 점 O에 해당한다고 하자. 그림 (나)에 제시된 여러 점 중에서 극점(pole)은? (단, 정사각형 입자 ABCD는 힘의 평형상태에 있다고 가정한다)

a

b

c

d

흙의 전체단위중량이 18 kN/m3인 연약지반에 지하 1층, 지상 5층 건물을 시공하였다. 지하층 하부에 설치된 전면기초 저면까지의 근입깊이가 3 m일 때, 전면기초 저면의 흙에 작용하는 순하중(net pressure)[kPa]은? (단, 각 층의 높이는 모두 같고, 건물의 층당 하중은 15 kPa로 가정한다)

18

21

36

39

그림과 같이 상부, 중간, 하부 모래층으로 구성된 무한사면이 있다. 무한사면의 최소 안전율 및 최소 안전율이 발생하는 지층은? (단, 무한사면 파괴는 지층 경계에서 발생하지 않는 것으로 가정한다)

최소 안전율
최소 안전율 발생 지층

$\dfrac{\tan 35^\circ}{\tan 20^\circ}$, 상부 모래층

$\dfrac{\tan 30^\circ}{\tan 20^\circ}$, 중간 모래층

$\dfrac{\tan 30^\circ}{\tan 20^\circ}$, 하부 모래층

$\dfrac{\tan 36^\circ}{\tan 20^\circ}$, 하부 모래층

주어진 모래 시료를 간극비가 0.4인 상태로 투수시험을 실시하였더니, 측정된 투수계수가 $3.0 \times 10^{-3}$ m/s였다. 같은 시료로 간극비가 0.8인 시편을 성형했을 때, Kozeny-Carman식에 근거하여 추정한 투수계수[m/s]와 가장 가까운 값은?

$1.9 \times 10^{-2}$

$2.3 \times 10^{-2}$

$2.6 \times 10^{-2}$

$3.0 \times 10^{-2}$

그림과 같이 모래 시료에 대해 정수위 투수시험을 실시하고 있다. 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, 모래 시료의 간극률은 $\dfrac{1}{3}$, 투수계수는 $k_0$, 포화단위중량은 20 kN/m3, 물의 단위중량은 10 kN/m3이다)

A점에서 연직유효응력은 5 kN/m2이다.

시료 내부의 유출속도(discharge velocity)는 0.5 $k_0$이고, 침투속도(seepage velocity)는 1.5 $k_0$이다.

B점에서 압력수두의 크기는 3.0 m이다.

시료 내부 단위부피당 상향침투력은 5 kN/m3이다.

횡방향 변위가 발생하지 않는 정방형 철제 상자에 2 m 두께의 포화 점토 시료가 담겨 있다. 비배수조건이 유지되는 시료의 표면에 균등하게 연직방향으로 200 kPa의 등분포하중을 재하할 때 발생하는 탄성 침하량[cm]과 가장 가까운 값은? (단, 철제 상자에 담긴 포화 점토 시료는 탄성계수 E가 10 MPa, 푸아송비 $\nu$는 0.5인 등방선형탄성물질로 가정한다)

0

2

4

6

두께 10 m의 포화된 정규압밀점토층이 모래층 위에 존재한다. 선행재하 공법을 위해 모래를 쌓아 100 kPa의 등분포하중을 적용하였다. 이때 발생하는 점토층의 최종 압밀침하량은 1.0 m로 산정된다. 이 점토층의 압밀계수가 0.5 m2/년일 때, 100 kPa의 등분포하중이 재하된 후 5년 동안에 발생하는 압밀침하량[m]은? (단, 5년 동안의 압밀과정에서 시간계수 $T_v$와 평균압밀도 $U$의 관계는 $T_v = \dfrac{\pi}{4} U^2$이다)

$0.5 \times \sqrt{\dfrac{0.1}{\pi}}$

$0.5 \times \sqrt{\dfrac{0.4}{\pi}}$

$1.0 \times \sqrt{\dfrac{0.2}{\pi}}$

$1.0 \times \sqrt{\dfrac{0.4}{\pi}}$

도로건설현장에서 10 %의 함수비와 50 %의 포화도 상태에서 상대밀도 90 %로 다져진 노반 지반 시료의 최대간극비는 0.8로 측정되었다. 이 현장 시료의 최소간극비와 가장 가까운 값은? (단, 토립자의 비중은 2.6이다)

0.29

0.39

0.49

0.59

습윤단위중량은 16 kN/m3, 점착력은 10 kN/m2, 주동토압계수는 0.25인 지반에 8 m의 강성 옹벽을 설치한 후, 그림과 같이 2 m 깊이로 굴착하였다. A점 배면(옹벽의 오른쪽)에 작용하는 주동토압[kN/m2]은? (단, Rankine 토압이론을 적용하고, 인장균열은 발생하지 않는 것으로 가정한다)

18

43

53

63

100 kN의 집중하중이 지표면에 작용할 때 하중 작용점 직하부 2 m 지점에서의 연직응력[kN/m2]은? (단, 지하수위는 지표면 5 m 아래에 있고, 흙의 습윤단위중량은 18 kN/m3, $\pi$는 3으로 가정하고, Boussinesq식을 이용한다)

12.5

30.5

48.5

66.5

그림 (가)의 K점에 옹벽의 변위 양상에 따라 다르게 작용하는 정지토압, 주동토압, 수동토압 상태를 그림 (나)에 3개의 Mohr 원으로 나타내었다. 다음 중 옳은 것만을 모두 고르면? (단, Rankine 토압이론을 적용하고, 정지토압은 Jaky식을 사용한다)
ㄱ. K점에 작용하는 연직응력은 C점(180 kN/m2), 정지토압은 B점(77.1 kN/m2)이다.
ㄴ. K점에 작용하는 주동토압은 A점(60 kN/m2), 수동토압은 D점(540 kN/m2)이다.
ㄷ. 주동 파괴면은 AE 방향이고, 수동 파괴면은 CF 방향이다.
ㄹ. 수동상태로 파괴가 일어날 때 발생하는 옹벽의 변위는 주동상태로 파괴가 일어날 때 발생하는 옹벽의 변위보다 크다.

ㄱ, ㄴ

ㄱ, ㄹ

ㄴ, ㄷ

ㄴ, ㄹ

그림과 같은 옹벽에 작용하는 Rankine 주동토압의 합력[kN/m]과 합력의 작용위치[m]는? (단, 수동토압은 무시하고, 작용위치는 옹벽 최하단부로부터 $z$ 방향으로 산정한다)

주동토압의 합력
작용위치

30, 1.2

30, 1.5

50, 1.2

50, 1.5

삼축압축시험 과정을 응력경로(stress path)로 표현할 수 있다. 다음 그림은 정규압밀점토 시료에 대한 등방압밀 배수삼축압축시험(CD 시험) 결과를 나타낸 것이다. 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, 시료의 배압은 무시한다)

등방압밀 완료 시의 응력상태는 I점이다.

선 ID는 $p'-q'$ 응력경로를 표시한 것이다.

점선 OF′은 $p'-q'$로 표시되는 파괴기준이며, $q' = p' \tan\alpha$로 표현된다. 이때 $\tan\phi' = \sin\alpha$이다.

파괴 시 축차응력의 크기는 ‘가’이다.

같은 지반에서 a, b, c 3개의 시료를 채취하였다. 시료 a에 등방하중 100 kN/m2을 가했더니 과잉간극수압 90 kN/m2이 발생하였다. 시료 b에 일축압축하중 100 kN/m2을 가했더니 과잉간극수압 72 kN/m2이 발생하였다. 시료 c에 그림과 같이 삼축압축하중을 가했을 때 발생하는 과잉간극수압[kN/m2]은? (단, a, b, c 3개의 시료는 동일하며, 시험 시에 물이 빠져나가지 못하도록 밀폐한 후 실시하였다)

64.8

79.2

82.8

88.2

사면 안정성 검토에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

암반사면의 주요 파괴형태는 원형파괴, 평면파괴, 쐐기파괴, 토플링 파괴가 있다.

암반사면의 안정성 해석은 파괴형태에 상관없이 연속체역학을 근간으로 하는 응력해석으로 검토한다.

수중에 있는 사질토 무한사면의 안전율은 사면의 경사와 흙의 내부마찰각에 영향을 받는다.

무한사면의 활동에 대한 안전율은 지하수위가 지표면과 일치할 때보다 수중에 완전히 잠겨 있을 때가 더 크다.

그림과 같이 폭이 4 m인 연속기초를 균질한 모래지반의 지표면 아래 1 m 깊이에 설치했다. 기초 중심으로부터 0.5 m 지점에 편심하중 Q가 작용할 때, 기초의 단위면적당 극한지지력[kN/m2]은? (단, 극한하중 재하 시 지반은 전반전단파괴로 발생하는 것으로 가정하고, Meyerhof의 지지력 공식과 유효면적법을 이용하여 지지력을 계산한다. 지지력계수는 $N_c = 30$, $N_q = 18$, $N_\gamma = 22$이고, 형상계수, 깊이계수, 경사하중계수는 모두 1로 가정한다)

690

800

910

1,020

그림 (가)와 같이 말뚝이 800 kN의 하중을 지지하고 있을 때, 그림 (나)와 같이 단위면적당 주면마찰력이 분포한다. 이때 말뚝기초의 선단에서 지지하고 있는 하중[kN]의 크기는? (단, 말뚝 단면은 원형이며 $\pi$는 3으로 가정한다. 단위면적당 주면마찰력의 한계깊이는 무시한다)

260

340

440

500

그림과 같이 지하수위가 지표면으로부터 3 m 하강한 후 충분한 시간이 지났을 때, 지하수위 하강에 따른 A점에서의 유효응력 증가량[kN/m2]은? (단, 지하수위 하강 후 지하수위 상부 모래층은 부분포화상태이고, 모래층과 점토층의 포화단위중량은 20 kN/m3, 부분포화상태에서 모래층의 습윤단위중량은 18 kN/m3, 물의 단위중량은 10 kN/m3이다)

6

14

24

30