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흙의 투수성에서 사용되는 Darcy의 법칙 \left(Q = k\dfr… | [토목기사 필기] 20년 1회차 기출문제 상세 페이지

1[토목기사 필기] 20년 1회차
흙의 투수성에서 사용되는 Darcy의 법칙 (Q=kΔhLA)\left(Q = k\dfrac{\Delta h}{L} \cdot A\right)에 대한 설명으로 틀린 것은?
1
Δh는 수두차이다.
2
투수계수(k)의 차원은 속도의 차원(cm/s)과 같다.
3
A는 실제로 물이 통하는 공극부분의 단면적이다.
4
물의 흐름이 난류인 경우에는 Darcy의 법칙이 성립하지 않는다.
해설

Darcy의 법칙 Q=kΔhLAQ = k\frac{\Delta h}{L} \cdot A에서 A는 토양 시료의 전체 단면적이며, 실제 물이 통하는 공극 부분만의 단면적이 아니다. 투수계수 k는 공극률과 공극의 형상을 포함한 토양 고유의 물성값으로 이미 공극 특성을 반영하고 있으므로, A에 공극 단면적을 다시 곱하면 중복 계산이 된다. Δh는 관찰 구간의 수두차이(①번 정답), k의 차원은 [LT][\frac{L}{T}] 즉 cm/s로 속도 차원(②번 정답), 난류 흐름에서는 비선형 저항으로 인해 Darcy의 법칙이 성립하지 않으며 보통 Re<1Re < 1인 층류 범위에서만 성립한다(④번 정답).

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