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그림과 같이 단위중량 30 kN/m3인 콘크리트 댐에 물이 20 m 깊… | [7급 국가직 수리수문학] 24년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[7급 국가직 수리수문학] 24년 1회차
그림과 같이 단위중량 30 kN/m3인 콘크리트 댐에 물이 20 m 깊이로 차 있다. 이때, 콘크리트 댐이 안정하기 위한 댐 바닥과 불투수성 기초암반 사이의 마찰계수의 최솟값은? (단, 물과 댐의 폭은 같고, 수압에 의한 댐의 수평방향 이동(활동)만 고려하며, 물의 단위중량은 10 kN/m3, 결과값은 소수점 셋째 자리에서 반올림한다)

문제 이미지
1
0.17
2
0.25
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0.33
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0.37
해설

활동에 대한 안정 조건 μW≥P\mu W\ge P에서 마찰계수 최솟값은 0.17이다.

댐 단면은 윗변 7 m, 밑변 25 m, 높이 25 m인 사다리꼴이고, 폭 1 m당으로 계산한다. 불투수성 기초이므로 양압력은 고려하지 않는다.

W=30×7+252×25=12,000 kNW=30\times\dfrac{7+25}{2}\times 25=12{,}000\ \mathrm{kN}
P=12×10×202=2,000 kNP=\dfrac{1}{2}\times 10\times 20^2=2{,}000\ \mathrm{kN}
μ=PW=200012000=0.1667≈0.17\mu=\dfrac{P}{W}=\dfrac{2000}{12000}=0.1667\approx 0.17

수압은 댐 높이 25 m가 아니라 수심 20 m를 기준으로 계산하고, 자중은 사다리꼴 단면적 400 m² 전체로 구한다.

  • 0.25는 같은 자중과 수압으로 얻은 0.1667을 반올림한 값보다 크다.
  • 0.33은 필요한 마찰계수의 약 2배로 계산 결과와 맞지 않는다.
  • 0.37은 계산 결과보다 훨씬 커 최솟값이 될 수 없다.

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