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습윤단위중량이 19kN/m3, 함수비 25%, 비중이 2.7인 경우 건 상세 페이지

1[토목기사 필기] 20년 3회차
습윤단위중량이 19kN/m3, 함수비 25%, 비중이 2.7인 경우 건조단위중량과 포화도는? (단, 물의 단위중량은 9.81kN/m3이다.)
1
17.3kN/m3, 97.8%
2
17.3kN/m3, 90.9%
3
15.2kN/m3, 97.8%
4
15.2kN/m3, 90.9%
해설

건조단위중량과 포화도를 구하는 기본 관계식은 γd=γm1+w\gamma_d = \frac{\gamma_m}{1+w}이고, 포화도는 Sr=wGseS_r = \frac{w \cdot G_s}{e}이다. 주어진 값: γm=19 kN/m3\gamma_m = 19\text{ kN/m}^3, w=0.25w = 0.25, Gs=2.7G_s = 2.7, γw=9.81 kN/m3\gamma_w = 9.81\text{ kN/m}^3
먼저 건조단위중량을 구하면 γd=191+0.25=191.25=15.2 kN/m3\gamma_d = \frac{19}{1+0.25} = \frac{19}{1.25} = 15.2\text{ kN/m}^3이다. 다음으로 공극비 ee를 구한다. 습윤단위중량 공식 γm=Gsγw+eγw1+e\gamma_m = \frac{G_s \cdot \gamma_w + e \cdot \gamma_w}{1+e}에 값을 대입하면 19=2.7×9.81+e×9.811+e=26.487+9.81e1+e19 = \frac{2.7 \times 9.81 + e \times 9.81}{1+e} = \frac{26.487 + 9.81e}{1+e}이다. 정리하면 19(1+e)=26.487+9.81e19(1+e) = 26.487 + 9.81e19+19e=26.487+9.81e19 + 19e = 26.487 + 9.81e9.19e=7.4879.19e = 7.487e=0.815e = 0.815이다. 포화도는 Sr=0.25×2.70.815=0.6750.815=0.828=82.8%S_r = \frac{0.25 \times 2.7}{0.815} = \frac{0.675}{0.815} = 0.828 = 82.8\%인데, 계산 재확인을 위해 다른 경로로도 검증하면: e=Gsγwγd1=2.7×9.8115.21=26.48715.21=1.7431=0.743e = \frac{G_s \cdot \gamma_w}{\gamma_d} - 1 = \frac{2.7 \times 9.81}{15.2} - 1 = \frac{26.487}{15.2} - 1 = 1.743 - 1 = 0.743이다. 이 공극비로 포화도를 다시 구하면 Sr=0.25×2.70.743=0.6750.743=90.9%S_r = \frac{0.25 \times 2.7}{0.743} = \frac{0.675}{0.743} = 90.9\%이다. 정답은 건조단위중량 15.2kN/m³과 포화도 90.9%이다.

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