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포화된 흙의 건조단위중량이 1.70t/m3이고, 함수비가 20%일 때 상세 페이지

1[토목기사 필기] 18년 3회차
포화된 흙의 건조단위중량이 1.70t/m3이고, 함수비가 20%일 때 비중은 얼마인가?
1
2.58
2
2.68
3
2.78
4
2.88
해설

포화된 흙의 비중을 구하는 문제로, 건조단위중량과 함수비로부터 역산하는 과정이 필요하다. 먼저 포화된 흙에서 함수비의 정의식 w=WwWs=γwVwγsVsw = \frac{W_w}{W_s} = \frac{\gamma_w \cdot V_w}{\gamma_s \cdot V_s}를 이용하여 정리하면, 건조단위중량 γd=γs1+e\gamma_d = \frac{\gamma_s}{1 + e}, 포화단위중량 γsat=γs+eγw1+e\gamma_{sat} = \frac{\gamma_s + e \cdot \gamma_w}{1 + e}의 관계식에서 함수비 w=eγwγsw = \frac{e \cdot \gamma_w}{\gamma_s}를 얻는다. 주어진 조건에서 γd=1.70 t/m3\gamma_d = 1.70\text{ t/m}^3, w=0.20w = 0.20, γw=1.0 t/m3\gamma_w = 1.0\text{ t/m}^3이므로, 1.70=γs1+e1.70 = \frac{\gamma_s}{1 + e}에서 γs=1.70(1+e)\gamma_s = 1.70(1 + e)이고, 0.20=e1.0γs0.20 = \frac{e \cdot 1.0}{\gamma_s}에서 γs=5e\gamma_s = 5e를 얻는다. 두 식을 연립하면 5e=1.70+1.70e5e = 1.70 + 1.70e, 3.3e=1.703.3e = 1.70, e=0.515e = 0.515이고, γs=5×0.515=2.575 t/m3\gamma_s = 5 \times 0.515 = 2.575\text{ t/m}^3이다. 비중 Gs=γsγw=2.5751.0=2.5752.58G_s = \frac{\gamma_s}{\gamma_w} = \frac{2.575}{1.0} = 2.575 \approx 2.58이므로 정답은 2.58이다.

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