문제지 PDF · 웹 정답 해설

2024년 1회 토목기사 필기 출제기준 기반 모의고사

2024년 1회 토목기사 필기 적용 출제기준에 맞춘 6과목 120문항 문제지 PDF와 정답·상세 해설입니다.

자체제작 120문항 시험기간 2024-02-15 ~ 2024-03-07 근거 기준일 2026-08-24

2024년 1회 토목기사 필기 출제기준 기반 모의고사 안내

토목기사 필기 모의고사 2024년 1회 학습자료입니다. 6과목 120문항을 PDF나 CBT로 풀고 정확한 정답과 상세 해설을 확인하세요.

2024년 정기 기사 1회에 적용된 2022~2025 공식 출제기준을 바탕으로 자격증3001이 독립 작성한 모의고사입니다. Q-Net 공식 문제나 CBT 실제 문항 원문·완전복원 자료가 아니며, 문제·선택지·해설은 모두 새로 작성하고 검산했습니다.

토목기사 전체 자료 · Q-Net 토목기사 출제기준

토목기사 필기 모의고사 2024년 1회 120문항 PDF와 CBT 자격증3001 표지

토목기사 필기 모의고사 · 응용역학

1. 무게 10 kN인 물체를 좌우 대칭인 두 케이블이 지지한다. 각 케이블은 수평선과 30°를 이루고 장력은 서로 같을 때 한 케이블의 장력은?

  1. 10 kN
  2. 5 kN
  3. 8.66 kN
  4. 20 kN
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정답: 1

대칭이므로 두 케이블의 수평성분은 서로 상쇄되고 연직성분의 합이 무게와 같아야 한다. 2T sin30°=10 kN이고 sin30°=0.5이므로 T=10 kN으로 ①이 정답이다. ②는 물체 무게를 단순히 둘로 나누어 케이블의 경사를 무시했고, ③은 cos30°를 잘못 적용한 값이다. ④는 연직성분을 한 케이블만 부담한다고 본 과대값이다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 힘의 평형 범위에서 대칭인 세 힘의 동시평형과 케이블 장력의 연직성분을 적용했다.

2. 길이 5 m인 균일한 사다리가 수평 바닥과 53.13°를 이루며 매끄러운 수직벽에 기대어 있다. 사다리 무게가 4 kN이고 바닥은 미끄러지지 않을 때 벽이 사다리에 가하는 수평반력은? (sin53.13°=0.8, cos53.13°=0.6)

  1. 0.75 kN
  2. 1.50 kN
  3. 2.00 kN
  4. 4.00 kN
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정답: 2

사다리 발을 기준으로 모멘트를 취하면 벽 반력의 모멘트팔은 5×0.8=4 m이고, 중앙에 작용하는 무게의 수평 모멘트팔은 2.5×0.6=1.5 m이다. 따라서 Rw×4=4×1.5에서 Rw=1.50 kN이므로 ②가 정답이다. ①은 무게 모멘트를 절반으로 줄였고, ③은 사다리 각도의 투영을 바꾸어 쓴 값에 가깝다. ④는 무게 자체를 벽 반력으로 오인했다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 강체평형 범위에서 매끄러운 벽의 수평반력과 사다리 발점에 대한 모멘트평형을 적용했다.

3. 반지름 r=100 mm인 균일한 반원호 철선의 도심은 원의 중심에서 대칭축을 따라 원호 쪽으로 얼마 떨어져 있는가? 단, 반원호 도심은 ȳ=2r/π이다.

  1. 31.8 mm
  2. 42.4 mm
  3. 63.7 mm
  4. 100.0 mm
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정답: 3

문제의 대상은 반원형 면적이 아니라 일정한 선밀도를 가진 반원호 철선이다. 제시식에 r=100 mm를 넣으면 ȳ=2×100/π=63.66 mm이므로 약 63.7 mm인 ③이 정답이다. ①은 r/π, ②는 반원형 면적 도심식 4r/(3π)에 해당해 선 도심과 다르다. ④는 도심을 원호 위에 둔 값으로 대칭인 원호의 평균 위치와 맞지 않는다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 도심 범위에서 균일한 선요소의 1차모멘트와 반원호 도심 ȳ=2r/π를 적용했다.

4. 밑변 b=120 mm, 높이 h=180 mm인 삼각형 단면의 밑변축에 대한 단면2차모멘트 I=bh³/12는?

  1. 14.58×10^6 mm⁴
  2. 29.16×10^6 mm⁴
  3. 43.74×10^6 mm⁴
  4. 58.32×10^6 mm⁴
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정답: 4

삼각형의 밑변축 단면2차모멘트는 I=bh³/12이다. 180³=5,832,000 mm³이므로 I=120×5,832,000/12=58,320,000 mm⁴=58.32×10^6 mm⁴가 되어 ④가 정답이다. ①은 분모를 48, ②는 24로 둔 값이고, ③은 정확값의 3/4만 반영한 값이다. 길이의 네제곱 단위도 단면2차모멘트와 일치한다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 단면 성질 범위에서 삼각형의 밑변축 단면2차모멘트 bh³/12를 적용했다.

5. 단면이 일정한 길이 30 m의 연직 강봉이 자중만 받는다. 강재의 단위중량이 78.5 kN/m³일 때 봉 최상단의 최대 축응력은?

  1. 2.355 MPa
  2. 0.785 MPa
  3. 23.55 MPa
  4. 78.5 MPa
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정답: 1

최상단 단면은 아래에 매달린 봉 전체의 무게 γAL을 지지한다. 이를 단면적 A로 나누면 σmax=γL이며 면적은 소거된다. 78.5 kN/m³×30 m=2,355 kN/m²=2.355 MPa이므로 ①이 정답이다. ②는 길이를 10 m로 본 값이고, ③은 kPa와 MPa 환산을 열 배 잘못했다. ④는 단위중량 수치를 응력으로 그대로 사용해 길이를 반영하지 않았다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 축력과 응력 범위에서 연직 등단면봉의 자중축력 N=γA(L-x)와 σ=N/A를 적용했다.

6. 길이 2,000 mm인 강봉과 강체벽 사이에 0.40 mm의 틈이 있다. α=12×10^-6/°C, E=200,000 MPa이고 온도가 50°C 상승한 뒤 벽에 닿아 더 팽창하지 못할 때 생기는 압축응력은?

  1. 40 MPa
  2. 80 MPa
  3. 120 MPa
  4. 160 MPa
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정답: 2

자유 열팽창량은 αLΔT=12×10^-6×2,000×50=1.20 mm이다. 처음 0.40 mm는 틈을 닫는 데 쓰이고 나머지 0.80 mm가 구속된다. 구속변형률은 0.80/2,000=0.0004이므로 σ=Eε=200,000×0.0004=80 MPa 압축으로 ②가 정답이다. ①은 구속량을 0.40 mm로, ③은 자유팽창 전체를, ④는 구속변형을 두 배로 본 값이다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 온도변형 범위에서 자유열팽창, 초기 틈 닫힘과 후속 탄성구속의 적합조건을 적용했다.

7. 재료의 공칭 응력-변형률 곡선에서 단위체적당 인성(modulus of toughness)을 나타내는 것은?

  1. 초기 직선부의 기울기
  2. 항복점까지의 직사각형 면적
  3. 파단점까지 응력-변형률 곡선 아래의 전체 면적
  4. 포아송비의 역수
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정답: 3

단위체적당 인성은 재료가 파단까지 흡수할 수 있는 변형에너지로, 응력-변형률 곡선을 0부터 파단변형률까지 적분한 전체 면적이다. 따라서 ③이 정답이다. ①은 탄성계수, ②는 곡선 형태를 무시한 임의의 직사각형이며 탄성회복에너지와도 구별된다. ④의 포아송비는 횡변형과 축변형의 비로 에너지 면적을 나타내지 않는다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 재료 응력-변형률 관계 범위에서 인성을 파단까지의 에너지밀도로 정의했다.

8. 직사각형 보 단면에서 중립축으로부터 y=h/4인 위치의 전단응력을 평균전단응력 V/A의 배수로 나타내면? 단, τ=(3V/2A)(1-4y²/h²)이다.

  1. 0.375V/A
  2. 0.750V/A
  3. 1.000V/A
  4. 1.125V/A
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정답: 4

y=h/4이면 4y²/h²=4×(1/16)=1/4이다. 따라서 τ=(3V/2A)(1-1/4)=(3/2)×(3/4)V/A=9/8 V/A=1.125V/A이므로 ④가 정답이다. ①은 괄호값 3/4를 다시 절반으로 줄였고, ②는 앞의 계수 3/2를 누락했다. ③은 해당 위치의 전단응력이 평균값과 같다고 오인했다. 계산값은 중립축 최대값 1.5V/A보다 작아 분포 경향에도 맞는다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 보 전단응력 범위에서 직사각형 단면의 포물선 분포식을 지정 위치에 적용했다.

9. 한쪽 끝이 고정되고 다른 끝이 수직 롤러로 받쳐진 평면 보가 수직하중만 받는다. 축방향 반력을 제외한 휨해석에서 이 보의 정적 부정정 차수는?

  1. 1차
  2. 0차
  3. 2차
  4. 3차
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정답: 1

고정단에는 수직반력과 모멘트, 롤러에는 수직반력이 있어 휨에 관련된 미지반력은 3개다. 평면 수직하중 휨문제에서 독립 평형식은 수직력평형과 모멘트평형 2개이므로 초과 미지수는 3-2=1개이다. 따라서 1차 부정정인 ①이 정답이다. ②는 롤러 반력을 제거한 캔틸레버에 해당하고, ③과 ④는 독립 반력 수를 과대평가했다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 구조물 판별 범위에서 받침보의 미지반력 수와 독립 평형방정식 수를 비교했다.

10. 길이 4 m인 양단고정 프리즘 보 전 구간에 6 kN/m의 등분포하중이 작용한다. 양 끝 고정단모멘트의 크기 wL²/12는?

  1. 4 kN·m
  2. 8 kN·m
  3. 12 kN·m
  4. 16 kN·m
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정답: 2

양단고정 보의 전 구간 등분포하중에 대한 각 끝 고정단모멘트 크기는 wL²/12이다. 6×4²/12=6×16/12=8 kN·m이므로 ②가 정답이다. 실제 부호는 양 끝 모두 지점부 부모멘트이지만 문제는 크기를 물었다. ①은 분모를 24로, ③은 분모를 8로, ④는 단순히 wL²/6에 가까운 잘못된 계수를 적용한 값이다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 부정정보 해석 범위에서 양단고정 프리즘 보의 등분포하중 고정단모멘트를 적용했다.

11. A-B 사이 길이 3.0 m 구간의 M/EI 도형이 A에서 0, B에서 0.006 m^-1인 삼각형이다. 제2 모멘트면적정리로 구한 B점의 A점 접선에 대한 접선편차는?

  1. 3 mm
  2. 6 mm
  3. 9 mm
  4. 18 mm
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정답: 3

접선편차는 A-B 사이 M/EI 도형의 B점에 대한 1차모멘트다. 삼각형 면적은 (1/2)×3.0×0.006=0.009이고, 도심은 큰 종거가 있는 B에서 밑변의 1/3인 1.0 m 떨어진다. 따라서 tB/A=0.009×1.0=0.009 m=9 mm이므로 ③이 정답이다. ①은 도심거리만, ②는 삼각형 면적의 절반에 가까운 값이며, ④는 삼각형 면적에서 1/2을 누락했다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 보 변형 범위에서 모멘트면적법 제2정리와 삼각형 M/EI 도형의 1차모멘트를 적용했다.

12. 모멘트분배법에서 등단면 프리즘 부재의 한 끝에 모멘트를 가하고 다른 끝을 고정해 둘 때, 가까운 끝에서 먼 고정단으로 전달되는 모멘트의 전달률(carry-over factor)은?

  1. 0
  2. 1/4
  3. 1
  4. 1/2
정답과 해설 보기

정답: 4

등단면 프리즘 부재에서 먼 끝이 고정된 경우 가까운 끝에 가한 모멘트의 절반이 같은 부호로 먼 끝에 전달된다. 따라서 전달률은 1/2인 ④가 정답이다. ①의 0은 먼 끝이 힌지인 경우에 해당하며, ②는 표준 전달률을 절반으로 줄인 값이다. ③은 입력 모멘트 전부가 전달된다고 본 값으로 부재의 양단 회전구속에 따른 휨분배를 반영하지 않는다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 모멘트분배법 범위에서 등단면 프리즘 부재의 고정단 전달률 1/2를 적용했다.

13. 안정한 선형탄성 구조물의 변위법 해석에서 지점조건을 반영해 조립한 전체 강성행렬 K의 일반적인 성질로 가장 적절한 것은?

  1. 보존력계라면 대칭이고, 강체운동이 제거된 안정 구조에서는 양의 정부호가 된다.
  2. 항상 비대칭이며 대각성분은 모두 0이다.
  3. 구조물의 형상과 재료에 관계없이 모든 성분이 1이다.
  4. 하중벡터와 무관하게 역행렬이 절대로 존재하지 않는다.
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정답: 1

선형탄성 보존력계의 부재 강성은 상반성과 에너지 관계 때문에 대칭이며, 적절한 지점조건으로 강체운동을 제거한 안정 구조의 축약 강성행렬은 일반적으로 양의 정부호가 된다. 따라서 ①이 정답이다. ②와 ③은 조립 강성의 물리적 의미를 부정하고, ④는 안정 구조에서는 K의 역행렬을 이용해 변위 d=K^-1P를 구할 수 있다는 점과 반대다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 변위법 범위에서 선형탄성 구조 강성행렬의 대칭성·안정성·에너지 성질을 적용했다.

14. 평면 골조의 선형 강성해석에서 지점구속이 부족해 하나의 기구(mechanism)가 남아 있을 때 조립 강성행렬에 나타나는 특징은?

토목기사 필기 모의고사 자격증3001 워터마크 적용 문제도: 지점구속이 부족해 하나의 기구가 남은 평면 골조
14번 문제 도식
  1. 모든 고유값이 반드시 같은 양수가 된다.
  2. 강체 또는 기구 운동에 해당하는 영 고유값이 생겨 강성행렬이 특이해진다.
  3. 하중과 관계없이 모든 절점변위가 0이 된다.
  4. 재료 탄성계수가 자동으로 무한대가 된다.
정답과 해설 보기

정답: 2

토목기사 필기 모의고사 자격증3001 워터마크 적용 풀이도: 기구 변위에서 케이디가 영이 되고 영 고유값과 특이 강성행렬로 이어지는 관계
14번 정답 도식

기구 운동은 변형에너지를 증가시키지 않고도 가능한 비영 변위형상이다. 따라서 어떤 d≠0에 대해 Kd=0이 되어 영 고유값이 존재하고 K는 특이행렬이므로 ②가 정답이다. ①은 안정 구조의 양의 고유값 성질과 혼동했고, ③은 오히려 자유운동이 남는 상황과 반대다. ④도 지점구속 부족이 재료의 고유 탄성계수를 변화시키지는 않는다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 구조 안정 판별과 변위법 범위에서 기구 운동, 영 강성모드와 특이행렬 관계를 적용했다.

15. 단순보의 한 내부단면에서 전단력 영향선을 그릴 때 그 단면의 바로 왼쪽 종거와 바로 오른쪽 종거 사이에 나타나는 기본 성질은?

토목기사 필기 모의고사 자격증3001 워터마크 적용 문제도: 단순보 내부 검토단면의 바로 왼쪽과 바로 오른쪽 위치
15번 문제 도식
  1. 영향선이 항상 연속이고 기울기도 같다.
  2. 두 종거가 모두 언제나 0이다.
  3. 부호규약에 따라 방향은 달라도 크기 1의 불연속 점프가 생긴다.
  4. 경간 길이와 같은 크기의 수직점프가 생긴다.
정답과 해설 보기

정답: 3

토목기사 필기 모의고사 자격증3001 워터마크 적용 풀이도: 단순보 검토단면 좌우 종거 사이에 크기 1의 불연속 점프가 생기는 전단력 영향선
15번 정답 도식

단위 이동하중이 검토단면을 통과하면 그 하중이 절단면의 왼쪽 자유물체에 포함되는지 오른쪽에 포함되는지가 바뀐다. 이 때문에 전단력 영향선은 단면에서 부호규약에 따른 방향으로 크기 1의 불연속 점프를 가지므로 ③이 정답이다. ①은 휨모멘트 영향선의 연속성과 혼동했고, ②는 단면 위치에서 전단 영향이 사라진다고 잘못 보았다. ④의 점프 크기는 경간이 아니라 단위하중 1로 정해진다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 영향선 범위에서 단위 이동하중과 절단면 평형에 따른 전단력 영향선의 단위 불연속을 적용했다.

16. 핀접합 트러스의 한 절점 변위를 단위하중법으로 구할 때, 실제하중 부재력 N과 구하려는 방향의 단위하중 부재력 n을 사용하는 식으로 옳은 것은?

토목기사 필기 모의고사 자격증3001 워터마크 적용 문제도: 트러스의 실제하중 부재력 N 상태와 목표 변위 방향 단위하중 부재력 n 상태
16번 문제 도식
  1. ΣEA/(NnL)
  2. Σ(N+n)L/(EA)
  3. ΣN²L/(2EA)
  4. ΣNnL/(EA)
정답과 해설 보기

정답: 4

토목기사 필기 모의고사 자격증3001 워터마크 적용 풀이도: 실제 부재력과 단위하중 부재력 및 부재 변형항을 곱해 합산하는 트러스 변위식
16번 정답 도식

단위하중법의 가상일에서 실제 부재의 축변형 NL/(EA)에 단위하중 상태의 가상축력 n을 곱해 모든 부재에 합한다. 따라서 변위는 δ=ΣNnL/(EA)인 ④가 정답이다. ①은 분자·분모를 뒤집어 차원이 맞지 않고, ②는 실제력과 가상력을 더해 가상일의 곱 구조를 잃었다. ③은 실제하중 상태의 축변형에너지이며 특정 방향 변위를 직접 주는 단위하중식이 아니다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 구조물 변위 범위에서 핀접합 트러스의 축변형 가상일식 ΣNnL/(EA)를 적용했다.

17. 같은 높이의 두 지점 사이 수평경간 20 m인 유연 케이블 중앙에 40 kN의 집중하중이 작용하여 중앙처짐이 2.0 m가 되었다. 케이블 수평장력 H=PL/(4f)는?

  1. 100 kN
  2. 50 kN
  3. 200 kN
  4. 400 kN
정답과 해설 보기

정답: 1

중앙 집중하중과 대칭 형상에서 각 절반 케이블의 기울기는 2f/L이고 연직평형으로 H(2f/L)=P/2가 되어 H=PL/(4f)이다. 40×20/(4×2)=100 kN이므로 ①이 정답이다. ②는 집중하중을 다시 절반으로 중복 나눈 값이고, ③은 분모의 계수 4를 2로 사용했다. ④는 처짐 f를 분모에 반영하지 않은 과대값에 가깝다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 케이블 범위에서 중앙 집중하중을 받는 대칭 직선 케이블의 절점평형을 적용했다.

18. 경간 40 m인 대칭 포물선 케이블에 수평투영 길이당 5 kN/m의 등분포하중이 작용한다. 수평장력 H=100 kN일 때 지점에서의 최대장력은?

  1. 100.0 kN
  2. 141.4 kN
  3. 200.0 kN
  4. 223.6 kN
정답과 해설 보기

정답: 2

대칭 하중에서 한 지점의 연직반력은 wL/2=5×40/2=100 kN이다. 지점 케이블 장력은 수평성분 H=100 kN과 연직성분 100 kN의 벡터합이므로 T=√(100²+100²)=141.4 kN이어서 ②가 정답이다. ①은 연직성분을 누락했고, ③은 두 성분을 대수합했다. ④는 한 지점이 전체하중 200 kN을 연직으로 부담한다고 잘못 보아 √(100²+200²)을 계산한 값이다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 케이블 범위에서 대칭 등분포하중의 지점 연직반력과 장력 성분의 벡터합을 적용했다.

19. 초기 휨결함 δ0=5 mm인 압축부재에서 탄성 임계하중이 Pe이고 실제 축력이 P=0.60Pe이다. 단순 확대식 δ=δ0/(1-P/Pe)로 구한 최대 횡변위는?

  1. 8.0 mm
  2. 10.0 mm
  3. 12.5 mm
  4. 20.0 mm
정답과 해설 보기

정답: 3

하중비는 P/Pe=0.60이므로 확대계수는 1/(1-0.60)=2.5이다. 따라서 δ=5×2.5=12.5 mm로 ③이 정답이다. ①은 초기변위에 1.6만 곱한 값이고, ②는 확대계수를 2로 단순화했다. ④는 분모를 0.25로 잘못 사용한 값이다. 계산된 변위는 초기 5 mm보다 크며 P가 Pe에 가까워질수록 분모가 작아져 변위가 급증하는 안정성 경향도 만족한다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 압축부재 안정 범위에서 초기결함을 가진 탄성 기둥의 단순 P-Δ 확대관계를 적용했다.

20. 강체 또는 변형체의 평형을 판정하는 가상변위 원리를 가장 정확하게 설명한 것은?

  1. 평형이면 가능한 모든 가상변위에서 외력이 항상 양의 일을 한다.
  2. 가상변위는 실제 속도와 반드시 같아야 한다.
  3. 구속조건을 위반하는 임의변위를 사용해도 결과가 같다.
  4. 평형상태에서는 구속조건과 양립하는 임의의 미소 가상변위에 대한 전체 가상일이 0이다.
정답과 해설 보기

정답: 4

가상변위는 실제 시간운동이 아니라 주어진 구속조건과 양립하는 가상의 미소변위다. 이상적인 구속반력이 일을 하지 않는 계의 평형에서는 모든 허용 가상변위에 대해 외력과 내력의 전체 가상일이 0이므로 ④가 정답이다. ①은 평형조건을 양의 일로 잘못 바꾸었고, ②는 가상변위를 실제 속도와 혼동했다. ③은 구속조건을 어긴 변위는 허용 가상변위가 아니어서 원리를 적용할 수 없다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 가상일 범위에서 구속과 양립하는 가상변위 및 평형의 가상일 0 조건을 적용했다.

토목기사 필기 모의고사 · 측량학

21. 각도 단위 50 gon을 360°법의 도(degree)로 환산하면? 단, 400 gon=360°이다.

  1. 45°
  2. 50°
  3. 72°
  4. 90°
정답과 해설 보기

정답: 1

400 gon이 360°이므로 1 gon=0.9°이다. 따라서 50 gon=50×0.9°=45°로 ①이 정답이다. ②는 gon 수치를 도 단위로 그대로 옮겼고, ③은 환산비를 반대로 적용한 값에 가깝다. ④는 50 gon을 직각 100 gon과 혼동했다. 역산하면 45°×400/360=50 gon이 되어 주어진 각과 정확히 일치한다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 측량 계산 기초 범위에서 400 gon=360°인 각도 단위 환산관계를 적용했다.

22. 두 관측오차 X, Y의 표준편차가 각각 3 mm, 4 mm이고 공분산 Cov(X,Y)=7.2 mm²이다. 상관계수 ρ=Cov/(σXσY)는?

  1. 0.20
  2. 0.60
  3. 0.80
  4. 1.20
정답과 해설 보기

정답: 2

상관계수는 공분산을 두 표준편차의 곱으로 나눈 무차원량이다. ρ=7.2/(3×4)=7.2/12=0.60이므로 ②가 정답이다. ①은 공분산을 지나치게 큰 분모로 나눈 값이고, ③은 공분산을 9.6 mm²처럼 잘못 본 경우다. ④는 상관계수의 허용범위 -1≤ρ≤1을 벗어나므로 불가능하다. 단위 mm²도 분모에서 정확히 소거된다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 오차론 범위에서 공분산과 표준편차로 정의되는 무차원 상관계수를 적용했다.

23. 최소제곱 조정 후 가중잔차 제곱합 vᵀPv=24이고 자유도 n-u=6이다. 단위중량 표준편차의 추정값 s0=√[vᵀPv/(n-u)]은?

  1. 1.0
  2. 1.5
  3. 2.0
  4. 4.0
정답과 해설 보기

정답: 3

사후 단위중량 분산은 s0²=vᵀPv/(n-u)=24/6=4이다. 따라서 표준편차는 그 제곱근 s0=√4=2.0이므로 ③이 정답이다. ①은 분산과 자유도를 다시 잘못 나눈 값이고, ②는 제곱근 계산이 맞지 않는다. ④는 분산 4를 표준편차로 그대로 선택해 제곱근을 누락했다. s0²=4를 다시 자유도 6과 곱하면 잔차 제곱합 24가 복원된다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 최소제곱 조정 범위에서 잔차 제곱합과 자유도에 의한 사후 단위중량 분산을 적용했다.

24. 서로 독립인 두 관측의 중량이 4와 9이고 단위중량 분산을 1로 둘 때, 가중평균의 표준편차 σ=1/√(Σw)는 약 얼마인가?

  1. 0.500
  2. 0.333
  3. 0.250
  4. 0.277
정답과 해설 보기

정답: 4

독립 관측의 가중평균은 총중량 Σw=4+9=13을 가지므로 표준편차는 1/√13이다. √13≈3.606이므로 σ≈0.277이 되어 ④가 정답이다. ①은 총중량을 4로만 보았고, ②는 큰 중량 9만 사용한 1/3이다. ③은 표준편차를 1/Σw 또는 임의의 1/4로 오인한 값이다. 분산은 σ²=1/13≈0.0769로도 검산된다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 오차전파 범위에서 독립 관측 가중평균의 총중량과 표준편차 관계를 적용했다.

25. 큰 지표면 삼각형의 세 구면각을 관측했더니 60°00′04″, 59°59′58″, 60°00′10″였다. 이 삼각형의 구과량(spherical excess)은?

  1. 12″
  2. 6″
  3. 18″
  4. 32″
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정답: 1

구면삼각형의 구과량은 세 구면각의 합에서 180°를 뺀 값이다. 세 각의 합은 180°00′12″이므로 구과량은 12″로 ①이 정답이다. ②는 초 단위 합의 절반만 반영했고, ③은 첫째와 셋째 각의 초만 더한 값에 가깝다. ④는 각 초값을 부호와 자리올림 없이 단순 합한 잘못된 값이다. 양의 구과량은 구면삼각형의 각합이 평면삼각형보다 크다는 성질과 맞는다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 측지측량 범위에서 구면삼각형의 각합과 구과량 정의를 적용했다.

26. 지도투영 또는 평면직각좌표에서 자오선수렴각(meridian convergence)을 가장 정확하게 설명한 것은?

  1. 타원체고와 정표고의 차
  2. 한 점에서 진북 방향과 격자북 방향 사이의 각
  3. 자기북과 수평면 사이의 연직각
  4. 위성 궤도면과 적도면 사이의 각
정답과 해설 보기

정답: 2

자오선수렴각은 투영좌표상의 격자북과 그 점을 지나는 실제 자오선의 진북 방향 사이 각도이므로 ②가 정답이다. 좌표계에서 격자방위각과 진방위각을 변환할 때 부호규약과 함께 사용한다. ①은 지오이드고 관계, ③은 자기편각이나 연직각을 뒤섞은 설명이다. ④는 위성 궤도경사각으로 지도투영의 북방향 차이와 무관하다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 좌표계와 지도투영 범위에서 진북·격자북과 자오선수렴각의 정의를 적용했다.

27. 전자거리측정기(EDM) 관측에서 기온·기압·습도 자료를 이용해 기상보정을 하는 주된 이유는?

  1. 프리즘의 질량을 0으로 만들기 위해
  2. 측선의 지구곡률을 물리적으로 없애기 위해
  3. 대기의 굴절률에 따라 전자파 전파속도와 계산거리가 달라지기 때문에
  4. 관측점의 좌표를 자동으로 진북에 회전시키기 위해
정답과 해설 보기

정답: 3

EDM은 전자파의 위상 또는 왕복시간과 가정한 전파속도로 거리를 구한다. 실제 대기 굴절률은 기온·기압·습도에 따라 변해 전파속도와 파장이 달라지므로 기상보정이 필요해 ③이 정답이다. ①은 프리즘 질량과 무관하고, ②는 대기상태 보정으로 지구의 기하학적 곡률이 사라지는 것이 아니다. ④도 방위 회전은 좌표계·방향관측 문제로 거리의 기상보정과 다르다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 거리측량 범위에서 대기 굴절률과 전자파 전파속도에 대한 EDM 기상보정 원리를 적용했다.

28. 표준온도 20°C인 줄자로 35°C에서 200.000 m를 측정했다. 선팽창계수 α=11.5×10^-6/°C일 때 온도보정 c=α(T-T0)L은?

  1. -0.0345 m
  2. +0.0173 m
  3. -0.0173 m
  4. +0.0345 m
정답과 해설 보기

정답: 4

측정온도가 표준온도보다 15°C 높으므로 줄자는 길어지고, 같은 눈금으로 잰 실제거리는 표시값보다 길어 양의 보정을 더한다. c=11.5×10^-6×15×200=0.0345 m이므로 ④가 정답이다. ①은 부호를 반대로 했고, ②와 ③은 온도차 또는 측정길이를 절반만 반영한 값이다. 보정 후 거리는 200.0345 m이며 온도상승 조건과 부호가 일치한다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 거리측량 보정 범위에서 줄자의 열팽창과 표준온도 대비 온도보정식을 적용했다.

29. 두 점 A, B 사이의 표고차를 삼각수준측량으로 정밀하게 구하려고 양 끝에서 서로를 향한 연직각을 거의 동시에 관측하는 상호관측을 실시한다. 주된 이점은?

  1. 지구곡률과 대기굴절의 공통 영향을 크게 줄일 수 있다.
  2. 기계고와 목표고를 측정하지 않아도 모든 경우 정확하다.
  3. 수평거리 관측오차가 자동으로 항상 0이 된다.
  4. 두 점의 좌표를 몰라도 진북방위각이 자동 결정된다.
정답과 해설 보기

정답: 1

양 끝에서 거의 동시에 상호 연직각을 관측하면 두 시선에 작용하는 지구곡률과 대기굴절의 공통성분을 조합 과정에서 크게 상쇄할 수 있어 ①이 정답이다. ②는 기계고·목표고 차를 여전히 표고차 식에 반영해야 하므로 틀리다. ③은 수평거리 자체의 관측오차를 없애지 않으며, ④도 상호 연직각은 진북방위각을 자동 결정하는 관측이 아니다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 삼각수준측량 범위에서 양방향 동시 연직각 관측에 의한 곡률·굴절 영향 저감을 적용했다.

30. GNSS 반송파 위상관측에서 정수 미지수(integer ambiguity)가 의미하는 것은?

  1. 수신기와 위성 사이의 대략적인 고도차
  2. 관측 시작 시점에 수신기와 위성 사이에 존재한 미지의 완전한 반송파 파장 수
  3. 위성 시계의 소수초 이하 오차를 버린 값
  4. 전리층 지연을 항상 0으로 만드는 주파수 번호
정답과 해설 보기

정답: 2

반송파 위상관측은 현재 위상의 소수부분은 측정하지만 최초 관측 순간 위성과 수신기 사이에 포함된 완전한 파장 수는 직접 알 수 없다. 이 미지의 정수 파장 수가 정수 미지수이므로 ②가 정답이다. ①은 기하거리의 일부 설명일 뿐 정수성의 뜻이 없고, ③은 위성시계 오차와 혼동했다. ④도 미지수 해결이 전리층 지연을 자동 제거한다는 의미가 아니다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 GNSS 측량 범위에서 반송파 위상관측의 정수주기 미지수 정의를 적용했다.

31. GNSS 항법메시지의 위성별 방송궤도력(ephemeris)을 사용하는 주된 목적은?

  1. 수신 안테나의 물리적 높이를 직접 측정하기 위해
  2. 모든 위성의 장기간 대략적 배치만으로 정밀좌표를 확정하기 위해
  3. 해당 위성의 관측시각 위치와 시계보정을 계산할 수 있는 궤도 매개변수를 제공하기 위해
  4. 지상 기준점의 표석 번호를 자동 부여하기 위해
정답과 해설 보기

정답: 3

방송궤도력은 특정 위성의 기준시각 궤도요소와 보정계수를 담아 수신기가 신호 송신시각의 위성 위치와 위성시계 보정을 계산하도록 하므로 ③이 정답이다. ①은 현장 안테나고 측정 작업이고, ②의 장기간 대략적 위성상태는 알마낙에 가까우며 정밀 위치계산을 대신하지 못한다. ④도 표석 관리번호는 GNSS 항법메시지가 정하는 정보가 아니다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 GNSS 자료처리 범위에서 방송궤도력과 위성 위치·시계 계산의 역할을 적용했다.

32. 한 장의 항공사진이 비행코스에 직각인 방향으로 지상 1,200 m를 덮는다. 인접 코스 사이 횡중복도를 30%로 계획할 때 비행코스 간격은?

  1. 360 m
  2. 600 m
  3. 720 m
  4. 840 m
정답과 해설 보기

정답: 4

인접 코스 간격은 사진의 횡방향 지상폭에서 중복되는 폭을 뺀 값이다. 따라서 S=1,200×(1-0.30)=1,200×0.70=840 m이므로 ④가 정답이다. ①은 중복폭 1,200×0.30=360 m 자체를 선택했고, ②는 중복도를 50%로 오인했다. ③은 비중복률을 60%로 적용한 값이다. 1,200-840=360 m가 실제 공통 촬영폭이 되어 30% 조건도 만족한다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 사진측량 범위에서 횡방향 지상피복폭과 횡중복도에 따른 비행코스 간격을 적용했다.

33. 중심투영 사진측량의 공선조건식(collinearity equation)이 표현하는 기본 기하관계는?

  1. 지상점, 촬영 순간의 투영중심, 그 지상점의 영상점이 한 직선 위에 놓인다.
  2. 모든 지상점은 촬영고도와 관계없이 같은 영상좌표를 갖는다.
  3. 영상면은 언제나 지표면과 완전히 일치한다.
  4. 두 카메라의 초점거리는 서로 수직인 벡터다.
정답과 해설 보기

정답: 1

중심투영에서는 한 지상점에서 나온 광선이 카메라 투영중심을 지나 영상면의 대응 영상점에 도달한다. 따라서 지상점·투영중심·영상점이 공선이라는 ①이 정답이며, 이 관계가 외부표정과 내부표정을 포함한 공선조건식의 기초다. ②는 서로 다른 지상점의 영상분리를 부정하고, ③은 영상면과 지표면을 같은 면으로 오인했다. ④도 초점거리는 길이 매개변수이지 두 카메라의 수직 벡터가 아니다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 사진측량 기하 범위에서 중심투영의 지상점·투영중심·영상점 공선조건을 적용했다.

34. 디지털 원격탐사 영상이 화소당 12 bit로 밝기값을 기록한다. 표현 가능한 이론적 밝기 단계 수는?

  1. 2,048단계
  2. 4,096단계
  3. 12,000단계
  4. 65,536단계
정답과 해설 보기

정답: 2

n bit 영상이 표현할 수 있는 이론적 밝기 단계는 2^n개다. 12 bit이면 2^12=4,096단계이므로 ②가 정답이다. 밝기값 번호는 보통 0부터 4,095까지다. ①은 11 bit, ④는 16 bit의 단계 수이며, ③은 bit 수 12에 1,000을 단순히 곱해 이진 부호화의 지수관계를 무시한 값이다. 단계 수가 많을수록 더 작은 복사휘도 차이를 구분할 가능성이 커진다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 원격탐사 범위에서 비트 깊이와 방사해상도 단계 수 2^n의 관계를 적용했다.

35. 원격탐사 영상의 감독분류(supervised classification)를 가장 정확하게 설명한 것은?

  1. 분류자가 아무 표본도 주지 않고 군집 수만으로 최종 지물명을 자동 확정한다.
  2. 모든 화소를 동일한 한 등급으로 강제한다.
  3. 알고 있는 토지피복의 훈련표본으로 분광특성을 학습한 뒤 다른 화소를 등급에 배정한다.
  4. 영상좌표를 지상좌표로 바꾸는 기하보정만 수행한다.
정답과 해설 보기

정답: 3

감독분류는 사용자가 실제 지물 클래스를 아는 훈련지역을 제공하고, 그 표본의 밴드별 분광통계나 판별경계를 학습해 나머지 화소를 분류하므로 ③이 정답이다. ①은 비감독 군집화에 가까우나 군집의 의미 해석도 별도로 필요하다. ②는 분류 목적을 없애고, ④는 영상 위치를 맞추는 기하보정으로 분광 기반 토지피복 분류와 다른 처리다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 원격탐사 영상처리 범위에서 훈련표본을 사용하는 감독분류 절차를 적용했다.

36. 스캔한 종이지도 영상을 GIS의 기존 좌표자료와 겹쳐 쓰기 위해 수행하는 지오리퍼런싱(georeferencing)의 핵심은?

  1. 영상의 모든 색을 하나로 바꾼다.
  2. 지도상의 축척막대를 삭제한다.
  3. 모든 화소를 무작위로 재배열한다.
  4. 영상과 지상좌표계에서 대응하는 기준점을 이용해 좌표변환을 추정하고 영상을 배치한다.
정답과 해설 보기

정답: 4

지오리퍼런싱은 영상에서 식별한 기준점의 화소좌표와 실제 지상 또는 지도좌표를 대응시켜 변환모형을 추정하고, 영상을 목표 좌표계에 배치하는 작업이므로 ④가 정답이다. ①과 ③은 공간적 대응관계를 파괴하고, ②는 장식요소 제거일 뿐 좌표를 부여하지 않는다. 변환 뒤에는 독립 점의 잔차나 RMSE를 확인해 공간 정합 품질을 평가할 수 있다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 GIS 자료처리 범위에서 지상기준점 대응과 좌표변환에 의한 영상 지오리퍼런싱을 적용했다.

37. 평면곡선 주행의 단순 평형식 e+f=V²/(gR)을 사용한다. V=20 m/s, R=250 m, 횡마찰계수 f=0.060일 때 필요한 편경사율 e는 약 얼마인가? (g=9.81 m/s²)

  1. 10.3%
  2. 4.3%
  3. 16.3%
  4. 22.3%
정답과 해설 보기

정답: 1

V²/(gR)=400/(9.81×250)=400/2,452.5=0.1631이다. 따라서 e=0.1631-0.060=0.1031, 약 10.3%이므로 ①이 정답이다. ②는 전체 요구율 0.163에서 횡마찰을 두 번 빼거나 잘못 처리한 값이고, ③은 횡마찰 분담을 빼지 않은 값이다. ④는 편경사와 횡마찰을 더해야 할 곳에서 다시 더한 값에 가깝다. e+f=0.163으로 역산된다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 노선측량 범위에서 원곡선 주행의 편경사·횡마찰·속도·반지름 평형관계를 적용했다.

38. 자연상태 토공량이 1,000 m³이고 다짐 후 체적/자연상태 체적의 비가 0.90이다. 이 흙을 전량 사용했을 때 다짐 후 체적은?

  1. 810 m³
  2. 900 m³
  3. 1,000 m³
  4. 1,111 m³
정답과 해설 보기

정답: 2

주어진 체적비는 다짐체적/자연상태체적=0.90이므로 다짐 후 체적은 0.90×1,000=900 m³가 되어 ②가 정답이다. ①은 0.90을 두 번 곱한 값이고, ③은 다짐에 따른 체적변화를 무시했다. ④는 필요한 자연상태 체적을 다짐체적으로 나누는 역산 1,000/0.90에 해당하며, 주어진 자연상태 물량으로 얻는 다짐체적을 묻는 조건과 반대다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 토공측량 범위에서 자연상태 체적과 다짐체적 사이의 지정 체적환산비를 적용했다.

39. 하천 부자(float) 측량에서 측정한 표면유속이 1.20 m/s이고 표면유속을 평균유속으로 바꾸는 계수가 0.85이다. 유수단면적이 25 m²일 때 유량은?

  1. 21.25 m³/s
  2. 24.00 m³/s
  3. 25.50 m³/s
  4. 30.00 m³/s
정답과 해설 보기

정답: 3

평균유속은 표면유속에 보정계수를 곱해 V=0.85×1.20=1.02 m/s이다. 유량은 Q=AV=25×1.02=25.50 m³/s이므로 ③이 정답이다. ①은 면적과 계수만 곱하고 표면유속을 누락했다. ②는 보정계수를 0.85가 아니라 0.80으로 잘못 사용해 25×0.80×1.20=24.00 m³/s를 얻은 값이다. ④는 표면유속을 그대로 평균유속으로 사용한 25×1.20의 결과로 유속 분포 보정을 무시했다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 하천측량 범위에서 부자 표면유속의 평균유속 보정과 단면적-유량 관계를 적용했다.

40. 음향측심에서 수중 음속이 1,500 m/s이고 음파를 발사한 뒤 하상 반사파가 돌아올 때까지 왕복시간이 0.012 s였다. 송수파기에서 하상까지의 깊이는?

  1. 4.5 m
  2. 6.0 m
  3. 18.0 m
  4. 9.0 m
정답과 해설 보기

정답: 4

측정시간은 음파가 하상까지 갔다가 돌아오는 왕복시간이므로 깊이는 d=ct/2이다. d=1,500×0.012/2=18/2=9.0 m이어서 ④가 정답이다. ①은 왕복거리 18 m를 다시 4로 나누어 절반 계수를 중복 적용했고, ②는 음속 또는 시간을 잘못 적용했다. ③은 ct=18 m인 왕복거리를 편도 깊이로 그대로 사용해 2로 나누지 않은 값이다. 2×9/1,500=0.012 s로 역산된다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 수심측량 범위에서 음향측심의 왕복 전파시간과 편도 깊이 d=ct/2를 적용했다.

토목기사 필기 모의고사 · 수리학 및 수문학

41. 물이 든 밀폐용기가 수직 위쪽으로 1.5 m/s²의 등가속도로 움직인다. 물의 밀도는 1,000 kg/m³이고 자유표면에서 2.0 m 아래 점의 계기압력은? (g=9.81 m/s²)

  1. 22.6 kPa
  2. 19.6 kPa
  3. 16.6 kPa
  4. 3.0 kPa
정답과 해설 보기

정답: 1

용기와 함께 움직이는 좌표계에서는 위쪽 가속도로 유효중력이 g+a=9.81+1.5=11.31 m/s²가 된다. 따라서 깊이 2.0 m의 계기압력은 p=ρ(g+a)h=1,000×11.31×2=22,620 Pa=22.6 kPa이므로 ①이 정답이다. ②는 가속도를 무시했고, ③은 g-a를 사용했으며, ④는 ρah만 계산한 값이다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 상대정지 유체 범위에서 수직가속 좌표계의 유효중력과 압력경사를 적용했다.

42. 작은 압력차를 정밀하게 읽기 위해 경사관 액주계를 사용하는 주된 이유는?

  1. 액체의 밀도를 항상 0으로 만들기 때문에
  2. 같은 연직 액주차가 경사관을 따라 더 긴 이동거리로 나타나 판독감도가 커지기 때문에
  3. 압력차와 무관하게 눈금이 항상 같은 값을 가리키기 때문에
  4. 모세관 현상과 액체 밀도의 영향을 완전히 제거하기 때문에
정답과 해설 보기

정답: 2

액주계의 압력차는 기본적으로 연직 높이차로 결정된다. 관을 완만하게 기울이면 같은 연직 높이차 h가 관축을 따라 h/sinθ만큼 더 긴 이동으로 나타나 작은 압력차를 세밀하게 읽을 수 있으므로 ②가 정답이다. ①은 밀도가 유지된다는 사실과 반대이고, ③은 압력에 따른 이동을 부정한다. ④도 모세관과 밀도 보정이 자동으로 사라지지는 않는다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 압력측정 범위에서 경사관 액주계의 기하학적 변위 확대와 판독감도를 적용했다.

43. 온도가 상승할 때 액체와 기체의 점성계수가 보이는 일반적인 변화로 옳은 것은?

  1. 액체와 기체 모두 반드시 0이 된다.
  2. 액체는 증가하고 기체는 감소한다.
  3. 액체는 대체로 감소하고 기체는 대체로 증가한다.
  4. 두 유체 모두 온도와 전혀 무관하다.
정답과 해설 보기

정답: 3

액체에서는 온도가 오르면 분자 사이 응집효과가 약해져 운동량 전달에 대한 저항인 점성계수가 대체로 감소한다. 반면 기체는 분자운동과 층간 운동량 교환이 활발해져 점성계수가 대체로 증가하므로 ③이 정답이다. ①은 유한한 점성을 부정하고, ②는 변화방향을 뒤바꿨다. ④도 점성이 온도의 영향을 받는 대표적 물성이라는 사실과 반대다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 유체 물성 범위에서 액체·기체 점성계수의 온도 의존성을 적용했다.

44. 1차원 비정상 속도장이 u(x,t)=2x+t(m/s)이다. x=3 m, t=1 s인 유체입자의 가속도 Du/Dt=∂u/∂t+u∂u/∂x는?

  1. 2 m/s²
  2. 7 m/s²
  3. 14 m/s²
  4. 15 m/s²
정답과 해설 보기

정답: 4

국소가속도는 ∂u/∂t=1 m/s²이고, 해당 점의 속도는 u=2×3+1=7 m/s, 공간미분은 ∂u/∂x=2 s^-1이다. 대류가속도는 7×2=14 m/s²이므로 전체가속도는 1+14=15 m/s²가 되어 ④가 정답이다. ①은 속도구배만, ②는 속도만 답했고, ③은 국소가속도를 누락했다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 유체운동학 범위에서 국소가속도와 대류가속도로 구성된 물질미분을 적용했다.

45. 원형관 층류의 수력학적 입구길이를 Le≈0.05ReD로 근사한다. Reynolds수 800, 관지름 0.050 m일 때 입구길이는?

  1. 2.0 m
  2. 0.50 m
  3. 20 m
  4. 32 m
정답과 해설 보기

정답: 1

주어진 근사식에 Re=800과 D=0.050 m를 넣으면 Le=0.05×800×0.050=2.0 m가 되어 ①이 정답이다. ②는 계수 0.05 또는 Reynolds수를 과소 적용했고, ③은 소수점 위치를 한 자리 크게 잡았다. ④는 0.05와 지름을 누락하고 ReD 일부를 잘못 사용한 값이다. Le/D=40으로 역산하면 0.05Re와도 일치한다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 관내 층류 범위에서 문제에 제시한 수력학적 입구길이 근사식을 적용했다.

46. 관 부속품의 손실계수 K=4.0을 같은 관의 등가길이 Le로 바꾸려 한다. Darcy 마찰계수 f=0.020, 관지름 D=0.20 m이고 Le=KD/f를 적용할 때 등가길이는?

  1. 4 m
  2. 40 m
  3. 20 m
  4. 80 m
정답과 해설 보기

정답: 2

국부손실 K·V²/(2g)와 관마찰손실 f(Le/D)V²/(2g)를 같게 두면 Le=KD/f이다. 따라서 Le=4.0×0.20/0.020=0.80/0.020=40 m이므로 ②가 정답이다. ①은 지름 또는 마찰계수의 자릿수를 잘못 처리했고, ③은 정확값의 절반이다. ④는 마찰계수를 0.010처럼 적용한 과대값이다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 관로 손실 범위에서 국부손실과 Darcy 마찰손실을 등치한 등가길이법을 적용했다.

47. 단면적이 일정한 저수조의 수면이 작은 바닥 오리피스를 통해 h1=4.0 m에서 h2=1.0 m까지 낮아진다. t=2A/(Cd a√(2g))(√h1-√h2)에서 A/(Cd a√(2g))=100 s/√m라면 소요시간은?

  1. 100 s
  2. 150 s
  3. 200 s
  4. 300 s
정답과 해설 보기

정답: 3

주어진 계수 A/(Cd a√(2g))가 100 s/√m이므로 식 앞의 2를 포함한 계수는 200 s/√m이다. 수두 제곱근 차는 √4-√1=2-1=1√m이어서 t=200×1=200 s가 되어 ③이 정답이다. ①은 식의 계수 2를 누락했고, ②는 제곱근 차를 0.75로 오산했다. ④는 수두차 3 m를 제곱근 차처럼 사용한 값이다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 오리피스 비정상 유출 범위에서 일정단면 저수조의 수면강하 시간식을 적용했다.

48. 전자기유량계로 도전성 액체의 관내 유량을 측정하는 기본 원리와 설치 특성으로 옳은 것은?

  1. 비도전성 기체만 측정하며 유체가 정지해도 유량 신호가 항상 최대가 된다.
  2. 관 안에 큰 조임부를 두어 발생한 수두손실만으로 유량을 측정한다.
  3. 회전 날개의 기계적 회전수만 측정하므로 반드시 가동부가 유체에 노출된다.
  4. 도전성 유체가 자기장을 가로질러 흐를 때 생기는 유도기전력이 평균유속에 비례하는 원리를 쓰며 관내 조임부가 필요 없다.
정답과 해설 보기

정답: 4

전자기유량계는 Faraday 전자유도 법칙을 이용한다. 도전성 유체가 자기장 속 관을 통과하면 전극 사이 유도기전력이 평균유속에 비례하고, 관 단면적을 곱해 유량을 구하므로 ④가 정답이다. ①은 도전성 조건과 영점 특성을 반대로 설명한다. ②는 차압식 유량계 설명이고 큰 영구 수두손실을 전제로 한다. ③은 터빈유량계와 혼동했으며 전자기유량계에는 유체에 노출된 회전 가동부가 없다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 관수로 유량측정 범위에서 Faraday 법칙에 따른 전자기유량계의 유도기전력-평균유속 관계를 적용했다.

49. 수차의 단위회전수 Nu=N/√H와 단위유량 Qu=Q/√H를 사용하는 주된 목적은?

  1. 서로 다른 낙차에서의 운전자료를 공통 기준낙차로 환산해 성능을 비교하기 위해
  2. 수차의 회전수와 유량을 모두 0으로 만들기 위해
  3. 물의 밀도를 낙차에 따라 임의로 바꾸기 위해
  4. 수차 종류와 무관하게 효율을 항상 100%로 만들기 위해
정답과 해설 보기

정답: 1

기하학적으로 같은 수차의 상사관계에서는 회전수와 유량이 낙차의 제곱근에 비례한다. N과 Q를 √H로 나눈 단위량은 서로 다른 낙차에서 얻은 운전자료를 기준낙차로 환산해 특성곡선을 비교하는 데 쓰이므로 ①이 정답이다. ②와 ④는 환산량이 실제 운전값이나 손실을 없앤다고 오인했고, ③도 물의 물성을 바꾸는 지표가 아니다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 수차 상사법칙 범위에서 낙차 제곱근으로 환산하는 단위회전수와 단위유량을 적용했다.

50. 왕복펌프의 흡입관과 송출관에 공기실(air vessel)을 설치하는 주된 수리적 목적은?

  1. 피스톤 운동을 정지시켜 유량을 영구히 0으로 만든다.
  2. 주기적으로 변하는 유량을 완충해 관내 유속변동과 가속수두를 줄이고 동력소비를 완화한다.
  3. 펌프 내부의 물을 모두 공기로 바꾼다.
  4. 관마찰계수를 언제나 음수로 만든다.
정답과 해설 보기

정답: 2

왕복펌프는 피스톤 속도에 따라 순간유량이 크게 변해 긴 관의 물기둥에 가속수두와 큰 마찰손실을 만든다. 공기실은 일부 유량을 저장·방출해 관내 흐름을 더 균일하게 하고 가속수두와 동력변동을 줄이므로 ②가 정답이다. ①은 펌핑 기능을 없애고, ③은 물과 공기의 역할을 오해했다. ④도 공기실이 관의 마찰계수를 음수로 바꾸지 않는다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 왕복펌프 범위에서 공기실의 유량 평활화와 가속수두·동력변동 저감 기능을 적용했다.

51. 하천에서 ADCP(acoustic Doppler current profiler)를 이용해 유량을 측정하는 기본 원리로 가장 적절한 것은?

  1. 수면에 닿지 않고 기압만 측정해 전 단면 유속을 일정하다고 가정한다.
  2. 하상토를 채취해 입도만으로 순간유량을 직접 결정한다.
  3. 물속 산란체에서 되돌아오는 음파의 도플러 주파수 편이로 여러 수심의 유속성분을 구하고 단면적과 적분해 유량을 산정한다.
  4. 하천을 완전히 막은 뒤 저수량 감소만으로 유량을 항상 0으로 만든다.
정답과 해설 보기

정답: 3

ADCP는 여러 방향으로 음파를 발사하고 물속 부유입자 등 산란체에서 반사된 신호의 도플러 편이를 측정한다. 이를 빔 방향 유속에서 수층별 유속벡터로 변환하고 이동경로의 수심·단면 자료와 적분해 유량을 구하므로 ③이 정답이다. ①은 공간 유속분포를 측정하지 않는다. ②는 유사조사와 유량측정을 혼동했고, ④는 통수 흐름을 계측하는 장비의 원리와 반대이다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 하천 유량측정 범위에서 음향 도플러 주파수 편이와 유속-단면 적분에 의한 ADCP 측정 원리를 적용했다.

52. 개수로 유량측정시설인 Parshall flume의 일반적 특징으로 가장 적절한 것은?

  1. 수로를 완전히 막아 유량을 항상 0으로 만든다.
  2. 정수압만 측정하며 흐름의 수축과 임계상태를 전혀 이용하지 않는다.
  3. 가동부가 반드시 수중에서 고속회전해야 한다.
  4. 수로를 수축시켜 목 부분의 지배흐름과 수위관계로 유량을 구하며 비교적 작은 손실수두와 유사 통과에 유리하다.
정답과 해설 보기

정답: 4

Parshall flume은 수로 폭과 바닥형상을 수축·변화시켜 목 부근에 지배흐름을 만들고, 규정된 상류수위 또는 잠김 보정을 이용해 유량을 산정한다. 위어보다 손실수두가 작고 유사가 통과하기 쉬운 편이므로 ④가 정답이다. ①은 개수로 계측 목적과 반대이고, ②는 수축과 흐름변화를 부정한다. ③도 일반적으로 가동 회전체 없이 고정 수로형상으로 계측한다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 개수로 유량측정 범위에서 Parshall flume의 수축 지배흐름과 운전특성을 적용했다.

53. 1차원 부정류 개수로 해석에 쓰는 Saint-Venant 연속방정식의 물리적 의미로 옳은 것은?

  1. 수로 구간의 저류량 변화가 유입·유출 차이와 측방유입으로 결정된다는 질량보존을 나타낸다.
  2. 수로의 모든 마찰과 중력을 자동으로 0으로 만든다.
  3. 유량은 시간과 공간에 관계없이 반드시 일정하다고 가정한다.
  4. 물의 밀도를 임의로 변화시켜 운동량을 생성한다.
정답과 해설 보기

정답: 1

Saint-Venant 연속방정식은 단면적과 유량이 시간·공간에 따라 변할 때 한 수로요소의 물 질량이 보존되어야 한다는 식이다. 즉 저류량 변화는 상하류 유량차와 측방유입으로 설명되므로 ①이 정답이다. ②는 운동량방정식의 저항·중력항까지 없앤다는 오류이고, ③은 부정류의 시간변화를 부정한다. ④도 질량을 인위적으로 생성하는 것이 아니라 보존한다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 부정류 개수로 범위에서 Saint-Venant 연속방정식의 질량보존 의미를 적용했다.

54. 하천의 유사이송에서 소류사(bed load)와 부유사(suspended load)를 구분한 설명으로 옳은 것은?

  1. 소류사는 수면 위 공기 중으로만 이동한다.
  2. 소류사는 하상 부근에서 구르거나 미끄러지고 도약하며, 부유사는 난류확산으로 수중에 떠서 이동한다.
  3. 부유사는 입자운동 없이 하상에 영구 고정된다.
  4. 두 이송형태는 유속·입경·난류와 전혀 관계없다.
정답과 해설 보기

정답: 2

소류사는 입자가 하상과 자주 접촉하며 구름·미끄럼·도약으로 이동하는 하상 부근의 이송이고, 부유사는 난류의 상향확산이 침강을 지탱해 수중에 떠서 이동하는 성분이다. 따라서 ②가 정답이다. ①은 이동영역을 공기 중으로 잘못 정했고, ③은 부유사의 이동을 부정한다. ④도 유속, 전단력, 입경과 침강속도가 이송형태를 좌우한다는 점을 무시한다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 하천유사 범위에서 소류사의 하상접촉 이동과 부유사의 난류확산 이송을 적용했다.

55. 평균밀도 300 kg/m³인 적설의 깊이가 0.50 m이다. 물의 밀도를 1,000 kg/m³로 할 때 눈물당량(snow water equivalent)은?

  1. 50 mm
  2. 100 mm
  3. 150 mm
  4. 300 mm
정답과 해설 보기

정답: 3

단위면적당 눈의 질량과 같은 물깊이는 hsρs/ρw로 구한다. 0.50×300/1,000=0.15 m=150 mm이므로 ③이 정답이다. ①은 밀도비를 0.10으로 오인했고, ②는 눈 깊이를 잘못 절반화했다. ④는 눈의 밀도 숫자를 그대로 물깊이 mm로 옮긴 값이다. 0.15 m의 물은 단위면적당 150 kg으로 원래 눈 질량과 같다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 적설수문 범위에서 단위면적 질량보존에 따른 눈물당량을 적용했다.

56. 증발산량을 직접 평가하는 데 사용하는 중량식 라이시미터(weighing lysimeter)의 기본 원리는?

  1. 강우를 측정하지 않고 기온만 두 배로 한다.
  2. 하천의 유속을 재어 식물의 질량으로 바꾼다.
  3. 토양과 식물의 모든 수분이동을 차단해 증발산을 0으로 만든다.
  4. 토양·식생이 든 용기의 질량변화와 강수·관개·배수 물수지를 이용해 증발산량을 구한다.
정답과 해설 보기

정답: 4

중량식 라이시미터는 대표 토양과 식생이 든 용기의 질량을 정밀하게 추적한다. 강수·관개로 들어온 물과 배수로 나간 물을 함께 기록하면 설명되지 않은 질량감소를 증발산으로 산정할 수 있으므로 ④가 정답이다. ①과 ②는 필요한 물수지와 무관하고, ③은 실제 토양-식생 증발산을 측정하려는 목적과 반대다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 증발산 측정 범위에서 중량식 라이시미터의 질량·물수지 원리를 적용했다.

57. D시간 단위도로부터 S-곡선(S-hydrograph)을 만드는 방법과 용도로 옳은 것은?

토목기사 필기 모의고사 자격증3001 워터마크 적용 문제도: 지속시간 D가 표시된 하나의 D시간 단위도와 시간축
57번 문제 도식
  1. D시간 단위도를 D시간 간격으로 계속 지연·중첩해 지속적인 단위 유효강우에 대한 곡선을 만들고 다른 지속시간 단위도 변환에 이용한다.
  2. 단위도의 모든 종거를 0으로 만들어 기저유량만 남긴다.
  3. 강우와 유출의 시간관계를 제거해 저수지 면적만 구한다.
  4. 한 개 단위도를 시간 이동 없이 재현기간만큼 곱한다.
정답과 해설 보기

정답: 1

토목기사 필기 모의고사 자격증3001 워터마크 적용 풀이도: D시간 간격으로 지연한 단위도를 연속 중첩해 S곡선을 만들고 다른 지속시간 단위도에 활용하는 과정
57번 정답 도식

S-곡선은 D시간 단위도를 D시간씩 차례로 이동하여 무한히 합한 것으로, 일정 강도의 유효강우가 계속될 때의 누적 직접유출 응답을 나타낸다. 두 S-곡선을 원하는 시간만큼 이동해 빼고 크기를 조정하면 다른 지속시간 단위도를 만들 수 있으므로 ①이 정답이다. ②와 ③은 단위도 응답을 제거하고, ④는 시간중첩 원리를 사용하지 않는다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 단위도 범위에서 D시간 단위도의 연속 중첩과 S-곡선 지속시간 변환법을 적용했다.

58. 지역홍수빈도해석의 지수홍수법(index-flood method)에 대한 설명으로 가장 적절한 것은?

  1. 모든 관측소의 홍수량이 크기와 관계없이 동일하다고 둔다.
  2. 동질지역의 관측소별 홍수량을 각 지점의 대표 규모량으로 무차원화해 공통 성장곡선을 추정하고 지점 규모량과 다시 결합한다.
  3. 강우자료를 사용하지 않고 하천경사를 항상 0으로 만든다.
  4. 재현기간과 무관하게 설계홍수량을 한 값으로 고정한다.
정답과 해설 보기

정답: 2

지수홍수법은 수문학적으로 동질한 지역에서 각 지점 홍수의 규모 차이를 지수홍수라는 대표량으로 나누어 무차원 빈도곡선을 구성하고, 지역 공통 성장계수를 해당 지점의 지수홍수와 곱해 설계홍수를 추정한다. 따라서 ②가 정답이다. ①은 규모량 보정을 부정하고, ③과 ④는 유역특성과 재현기간에 따른 빈도해석을 무시한다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 지역빈도해석 범위에서 지수홍수에 의한 무차원화와 공통 성장곡선 개념을 적용했다.

59. 같은 대수층에서 가까운 두 관정을 동시에 양수할 때 선형 지하수 해석의 중첩원리를 적용한 설명으로 옳은 것은?

  1. 두 관정 사이에서는 수위강하가 반드시 0이다.
  2. 한 관정의 양수는 다른 관정의 수위에 영향을 줄 수 없다.
  3. 각 관정이 단독으로 만들 수위강하를 같은 위치에서 합해 동시양수의 총 수위강하를 평가한다.
  4. 양수량을 합하면 대수층 투수계수가 자동으로 무한대가 된다.
정답과 해설 보기

정답: 3

대수층 거동을 선형으로 가정하면 각 관정이 만드는 수두저하 해를 공간별로 대수적으로 더해 여러 관정의 동시영향을 구할 수 있다. 따라서 관정 사이에서는 두 강하가 겹쳐 총 수위강하가 커질 수 있으므로 ③이 정답이다. ①과 ②는 간섭효과를 부정하고, ④는 양수량 변화가 대수층 고유의 투수계수를 무한대로 바꾼다는 잘못된 설명이다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 지하수 양수 범위에서 선형 대수층 해의 관정 간섭과 수위강하 중첩을 적용했다.

60. 가뭄의 run 분석에서 기준수량(threshold level)보다 수문변수가 낮게 이어지는 한 연속구간의 지속기간과 심도를 정의한 설명으로 옳은 것은?

  1. 지속기간은 기준 초과일수이고 심도는 초과량의 합이다.
  2. 지속기간과 심도는 모두 항상 0이다.
  3. 심도는 연속구간의 최대 유량 하나만 뜻한다.
  4. 지속기간은 기준 미만 상태가 연속된 시간이고, 심도는 그 기간 기준선과 실제값 사이 결손량의 누적이다.
정답과 해설 보기

정답: 4

Run 분석에서는 강수·유량 등이 설정한 기준 아래로 내려간 시점부터 다시 기준 이상으로 회복할 때까지를 하나의 가뭄 사상으로 본다. 그 연속시간이 지속기간이고 기준선 아래의 결손을 시간에 따라 합한 값이 심도이므로 ④가 정답이다. ①은 초과사상으로 부호를 뒤집었고, ②는 실제 가뭄특성을 부정한다. ③도 누적결손을 단일 최대유량으로 오인했다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 가뭄해석 범위에서 기준수량 미달 run의 지속기간과 누적 결손심도를 적용했다.

토목기사 필기 모의고사 · 철근콘크리트 및 강구조

61. 균열이 발생한 철근콘크리트 보에서 종방향 철근의 다월작용(dowel action)이 전단저항에 기여하는 원리로 옳은 것은?

  1. 균열면을 가로지르는 철근이 상대미끄럼에 대해 휨·전단저항을 발휘하며 힘을 전달한다.
  2. 철근이 균열과 평행하게 떠 있어 어떤 힘도 전달하지 않는다.
  3. 철근의 밀도가 0이 되어 전단력이 사라진다.
  4. 균열면의 콘크리트를 모두 녹여 압축재로 바꾼다.
정답과 해설 보기

정답: 1

사인장균열이나 접합면을 가로지르는 종방향 철근은 양쪽 콘크리트가 상대이동할 때 핀처럼 휘고 전단되면서 일부 전단력을 전달한다. 이를 다월작용이라 하므로 ①이 정답이다. ②는 철근이 균열면을 가로지르는 조건을 부정하고, ③은 재료밀도를 바꾸는 현상이 아니다. ④도 전단전달을 콘크리트 용융으로 잘못 설명한다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 철근콘크리트 전단거동 범위에서 균열 횡단 철근의 다월 전단전달을 적용했다.

62. 철근 부식이 진행된 철근콘크리트 부재에서 피복 균열과 박락이 발생할 수 있는 주된 이유는?

  1. 부식생성물의 체적이 철근 원체적보다 항상 작아 피복을 안쪽으로 당기기 때문에
  2. 부식생성물의 체적팽창이 주변 콘크리트에 방사형 압력과 인장응력을 일으키기 때문에
  3. 철근 부식이 콘크리트의 인장강도를 자동으로 무한대로 만들기 때문에
  4. 부식과 무관하게 모든 피복은 같은 시각에 사라지기 때문에
정답과 해설 보기

정답: 2

철근이 부식하면 생성되는 녹은 원래 철보다 큰 체적을 차지해 철근 주변 콘크리트에 팽창압을 가한다. 콘크리트는 인장에 약하므로 철근을 따라 균열이 생기고 진행되면 피복이 들뜨거나 박락할 수 있어 ②가 정답이다. ①은 체적변화를 반대로 설명하고, ③은 부식이 내구성과 부착을 저하시킨다는 사실과 반대다. ④도 환경·피복·염화물 등에 따라 진행속도가 달라진다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 콘크리트 내구성 범위에서 철근 부식생성물 팽창과 피복 인장균열·박락 기구를 적용했다.

63. 콘크리트 탄산화가 철근 부식 위험을 높일 수 있는 주된 메커니즘은?

  1. 콘크리트의 알칼리성을 무한히 높여 철근을 더 강하게 부동태화한다.
  2. 탄산화가 철근을 스테인리스강으로 바꾼다.
  3. 이산화탄소 반응으로 공극수 pH가 낮아져 철근 부동태피막이 불안정해질 수 있다.
  4. 콘크리트 내부의 모든 산소와 수분을 영구 제거한다.
정답과 해설 보기

정답: 3

이산화탄소가 콘크리트 내부로 확산해 수산화물과 반응하면 알칼리성이 감소하고 탄산화 전선이 철근에 도달할 때 공극수 pH가 낮아져 부동태피막이 파괴될 수 있다. 수분과 산소가 있으면 부식위험이 커지므로 ③이 정답이다. ①은 pH 변화를 반대로 설명하고, ②는 재료종류를 바꾸는 반응이 아니다. ④도 탄산화가 산소·수분을 영구 제거하지 않는다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 콘크리트 내구성 범위에서 탄산화에 의한 pH 저하와 철근 부동태피막 손상을 적용했다.

64. 콘크리트의 알칼리-실리카 반응(ASR)에 대한 설명으로 가장 적절한 것은?

  1. 시멘트와 철근 사이의 전기저항만 줄이는 무팽창 반응이다.
  2. 반응성 골재가 없어도 물과 무관하게 항상 같은 속도로 진행된다.
  3. 콘크리트의 모든 공극을 즉시 진공으로 만든다.
  4. 알칼리와 반응성 실리카가 수분 존재 아래 팽창성 겔을 만들어 망상균열과 팽창을 유발할 수 있다.
정답과 해설 보기

정답: 4

ASR은 콘크리트 공극용액의 알칼리와 특정 반응성 실리카 골재가 수분이 있는 조건에서 반응해 흡수·팽창하는 겔을 형성하는 현상이다. 팽창압으로 망상균열과 변형이 생길 수 있으므로 ④가 정답이다. ①은 팽창손상을 부정하고, ②는 반응성 골재와 수분 조건을 무시한다. ③도 화학반응이 공극을 진공으로 만드는 현상은 아니다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 콘크리트 재료·내구성 범위에서 알칼리-실리카 반응의 팽창성 겔과 균열 기구를 적용했다.

65. 반복 휨하중을 받는 철근콘크리트 부재의 피로거동에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 최대응력이 정적강도보다 낮아도 응력범위와 반복횟수가 크면 철근·콘크리트의 피로손상이 누적될 수 있다.
  2. 반복횟수는 피로와 전혀 관계없고 첫 하중만 중요하다.
  3. 균열이 생기면 반복하중의 응력범위는 항상 0이 된다.
  4. 피로는 오직 압축력이 없는 무하중 상태에서만 발생한다.
정답과 해설 보기

정답: 1

피로는 정적 파괴강도보다 낮은 반복응력에서도 미세균열과 재료손상이 누적되어 발생할 수 있으며, 응력범위·반복횟수와 상세가 중요한 변수다. 철근콘크리트에서는 균열 후 철근 응력범위와 콘크리트 압축반복도 검토하므로 ①이 정답이다. ②와 ③은 누적반복과 균열 후 응력재분배를 부정하고, ④는 실제 반복하중 조건과 반대다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 철근콘크리트 피로 범위에서 응력범위와 반복횟수에 따른 누적손상 개념을 적용했다.

66. 철근콘크리트 보의 인장면에 탄소섬유보강폴리머(CFRP) 시트를 외부부착하여 휨보강할 때 설계·시공상 특히 중요한 사항으로 옳은 것은?

  1. 바탕 콘크리트 상태와 관계없이 먼지 위에 바로 부착해도 같은 성능이 나온다.
  2. 바탕면 처리와 부착·정착을 확보하고, 단부 박리나 중간균열 유발 박리 같은 취성적 부착파괴를 검토한다.
  3. CFRP를 부착하면 기존 철근과 콘크리트의 응력검토는 모두 생략할 수 있다.
  4. 화재와 고온이 수지와 부착성능에 미치는 영향은 언제나 0이다.
정답과 해설 보기

정답: 2

외부부착 CFRP는 보강재 인장강도뿐 아니라 콘크리트 바탕과 접착층의 힘전달이 확보되어야 효과를 낸다. 따라서 표면처리·함수상태·정착상세를 관리하고 단부 및 균열부 박리를 검토해야 하므로 ②가 정답이다. ①은 부착면 오염의 영향을 무시한다. ③은 기존 부재와 보강재의 변형률 적합 및 파괴모드 검토를 없애는 오류이고, ④는 수지의 유리전이와 고온 성능저하 가능성을 부정한다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 철근콘크리트 보강·유지관리 범위에서 외부부착 FRP의 부착 힘전달과 박리 한계상태 원리를 적용했다.

67. 아래쪽 하중을 받는 철근콘크리트 캔틸레버 슬래브에서 고정단 부근 주인장철근의 기본 배치 위치는?

  1. 슬래브 중앙 깊이에만 무작위로 배치한다.
  2. 압축측인 하부에만 배치하고 상부에는 철근을 두지 않는다.
  3. 고정단의 음휨 인장측인 상부에 배치하고 지지부 안으로 충분히 정착한다.
  4. 하중방향과 무관하게 자유단 밖 공중에 배치한다.
정답과 해설 보기

정답: 3

아래쪽 하중을 받는 캔틸레버는 고정단에서 상부가 인장되는 음휨모멘트가 가장 크다. 따라서 주인장철근은 상부에 놓고 고정단 내부로 필요한 정착을 확보해야 하므로 ③이 정답이다. ①은 휨 인장측을 반영하지 않고, ②는 주철근을 압축측에만 둔 오류다. ④도 철근은 콘크리트 단면과 지지부 안에서 연속된 하중경로를 가져야 한다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 철근콘크리트 슬래브 범위에서 캔틸레버 고정단 음휨과 상부 주철근 정착을 적용했다.

68. 프리캐스트 콘크리트 부재의 인양고리·매입철물을 설계할 때 특히 고려해야 할 하중상태로 가장 적절한 것은?

  1. 완성 후 장기 사용하중만 고려하고 제작·운반단계는 무시한다.
  2. 부재 자중을 언제나 0으로 둔다.
  3. 인양점 위치와 무관하게 모든 단면력이 동일하다고 가정한다.
  4. 탈형·인양·운반 중 지지조건 변화, 동적증폭과 매입철물 주변 국부 파괴 가능성을 검토한다.
정답과 해설 보기

정답: 4

프리캐스트 부재는 제작대에서 분리해 제한된 인양점으로 들 때 완성구조와 다른 휨·전단을 받으며, 장비 움직임에 따른 동적효과와 매입철물 주변 콘크리트 파괴도 발생할 수 있다. 이를 검토하는 ④가 정답이다. ①은 중요한 임시상태를 누락하고, ②는 인양하중의 원인인 자중을 제거한다. ③도 인양점과 지지조건에 따라 단면력이 달라진다는 사실과 반대다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 프리캐스트 콘크리트 범위에서 탈형·인양·운반 임시상태와 매입철물 국부력을 적용했다.

69. 외부 프리스트레싱(external prestressing) 방식의 일반적인 특징으로 옳은 것은?

  1. 긴장재가 콘크리트 단면 외부 또는 외부 덕트에 배치되고 정착부·편향부를 통해 부재에 힘을 전달해 점검·교체가 비교적 용이할 수 있다.
  2. 긴장재가 콘크리트와 전 길이에서 반드시 완전 부착되어 외부 점검이 불가능하다.
  3. 정착부와 편향부 없이 공중에 둬도 힘이 전달된다.
  4. 외부 긴장재를 설치하면 모든 전단력과 휨모멘트가 자동으로 0이 된다.
정답과 해설 보기

정답: 1

외부 프리스트레싱은 긴장재를 콘크리트 단면 밖이나 외부 덕트에 두고 단부 정착장치와 중간 편향부를 통해 프리스트레스와 방향변화력을 부재에 전달한다. 접근성이 확보되면 점검·교체에 유리할 수 있으므로 ①이 정답이다. ②는 내부 부착 긴장재와 혼동했고, ③은 힘전달 장치를 누락했다. ④도 외력에 의한 내부력을 전부 제거하지 않는다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 프리스트레스트 콘크리트 범위에서 외부 긴장재의 정착·편향 하중전달과 유지관리 특성을 적용했다.

70. 부착식 포스트텐션 부재에서 긴장 후 덕트에 그라우트를 충전하는 주된 목적은?

  1. 덕트 안을 영구적인 빈 공간으로 남겨 물을 모으기 위해
  2. 긴장재의 부식방지와 콘크리트와의 부착·힘전달을 확보하기 위해
  3. 긴장재 탄성계수를 0으로 만들기 위해
  4. 정착장치를 제거해 프리스트레스를 즉시 상실시키기 위해
정답과 해설 보기

정답: 2

긴장이 끝난 덕트에 적절한 그라우트를 빈틈없이 채우면 물과 유해물질의 접근을 줄여 긴장재를 부식에서 보호하고, 경화된 그라우트가 긴장재와 콘크리트 사이 부착을 형성해 국부 손상 후에도 힘을 분산한다. 따라서 ②가 정답이다. ①은 공극과 물길을 남기는 반대상태이고, ③은 재료물성을 바꾸지 않는다. ④도 정착과 프리스트레스 유지 목적에 반한다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 포스트텐션 시공 범위에서 덕트 그라우팅의 부식보호와 부착 하중전달 기능을 적용했다.

71. 구조용 강재 인장시험에서 공칭응력이 극한인장강도에 도달한 뒤 네킹(necking)이 진행될 때의 일반적 현상은?

  1. 국부 단면수축이 진행되고 하중이 감소해 공칭응력은 낮아질 수 있지만 국부 진응력은 계속 증가할 수 있다.
  2. 시편 전 길이의 단면적이 즉시 무한대로 증가한다.
  3. 소성변형이 모두 사라져 원래 길이로 완전 복귀한다.
  4. 파단 전까지 단면과 하중이 언제나 정확히 일정하다.
정답과 해설 보기

정답: 1

극한하중 이후에는 변형이 한 구간에 집중되어 네킹이 생기고 실제 단면적이 빠르게 감소한다. 총하중이 줄어 원단면적으로 나눈 공칭응력은 감소할 수 있지만, 순간단면적으로 계산한 국부 진응력은 파단 전까지 증가할 수 있으므로 ①이 정답이다. ②는 단면변화를 반대로 설명하고, ③은 영구 소성변형을 부정한다. ④도 네킹의 하중·단면 변화를 무시한다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 구조용 강재 재료특성 범위에서 극한강도 이후 네킹과 공칭·진응력 차이를 적용했다.

72. 냉간성형 강재의 세장한 판요소 설계에서 유효폭 개념을 사용하는 주된 이유는?

  1. 판요소 전체가 인장만 받아 국부좌굴이 불가능하기 때문에
  2. 강재의 밀도를 폭에 따라 0으로 만들기 위해
  3. 좌굴 후에도 모든 폭이 항복응력을 균일하게 부담한다고 가정하기 위해
  4. 국부좌굴 후 응력이 판의 지지 가장자리 부근에 불균일하게 재분배되는 효과를 등가의 유효한 폭으로 나타내기 위해
정답과 해설 보기

정답: 4

세장한 냉간성형 판요소는 압축 중 국부좌굴 후에도 지지 가장자리 부근을 중심으로 후좌굴강도를 가질 수 있지만 응력분포가 균일하지 않다. 이 비균일 분포와 강성·강도 저하를 등가의 좁은 유효폭으로 치환하므로 ④가 정답이다. ①은 압축 판요소 조건을 부정하고, ②는 재료밀도와 무관하다. ③은 전체폭 균일응력이라는 유효폭 도입 이유와 반대다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 강재 판요소 안정 범위에서 냉간성형 세장판의 후좌굴 응력재분배와 유효폭 개념을 적용했다.

73. 내진 강골조의 보 단부에 플랜지 폭을 일부 절삭한 RBS(reduced beam section, 이른바 도그본) 상세를 적용하는 주된 목적은?

토목기사 필기 모의고사 자격증3001 워터마크 적용 문제도: 기둥면에서 떨어진 보 플랜지 일부를 절삭한 RBS 도그본 접합 상세
73번 문제 도식
  1. 보-기둥 접합부의 모든 변형능력을 없애 완전 탄성상태만 유지하기 위해서이다.
  2. 기둥 플랜지에서만 취성파단이 생기도록 응력을 집중시키기 위해서이다.
  3. 보의 의도된 절삭 구간에서 소성힌지가 형성되도록 유도해 기둥면 용접부의 응력집중과 취성파괴 위험을 줄이기 위해서이다.
  4. 보의 자중과 지진하중을 모두 0으로 만들기 위해서이다.
정답과 해설 보기

정답: 3

토목기사 필기 모의고사 자격증3001 워터마크 적용 풀이도: RBS 절삭구간에 소성힌지를 유도해 기둥면 용접부를 보호하는 하중 전달 개념
73번 정답 도식

RBS 상세는 보 플랜지 일부를 계획적으로 줄여 접합부에서 조금 떨어진 보 구간의 휨강도를 낮춘다. 지진 시 그곳에 연성 소성힌지가 형성되도록 하여 기둥면 완전용입용접부의 과도한 응력집중을 완화하므로 ③이 정답이다. ①은 에너지소산에 필요한 비탄성변형을 부정한다. ②는 보호해야 할 접합부에 취성파괴를 유도한다는 반대 설명이다. ④는 상세가 하중 자체를 제거하지 못한다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 강구조 내진접합 범위에서 RBS 절삭부의 계획된 소성힌지 형성과 접합부 보호 원리를 적용했다.

74. 다층 강구조 기둥의 현장이음(column splice)이 수행해야 할 기본 기능으로 가장 적절한 것은?

  1. 상·하부 기둥 사이의 모든 힘을 차단한다.
  2. 축력과 필요한 전단·휨을 연속 전달하고 제작·운반 길이를 연결하며 가설 중 위치를 맞춘다.
  3. 강재의 탄성계수를 현장에서 두 배로 바꾼다.
  4. 기둥의 자중과 층하중을 공기 중으로 방출한다.
정답과 해설 보기

정답: 2

기둥 현장이음은 운반·제작 가능한 길이로 나눈 상하 기둥을 현장에서 연결해 설계상 요구되는 축력과 필요 전단·모멘트를 전달하고, 세우기 과정의 위치·수직도를 확보하는 접합부다. 따라서 ②가 정답이다. ①은 하중경로를 끊고, ③은 접합이 재료 탄성계수를 바꾸지 않는다는 점에서 틀리다. ④도 실제 하중은 기둥과 이음을 거쳐 기초로 전달된다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 강구조 접합 범위에서 기둥 현장이음의 하중전달과 제작·가설 연결기능을 적용했다.

75. 볼트 체결 엔드플레이트 모멘트접합에서 보의 휨모멘트가 전달되는 대표적인 힘의 조합은?

  1. 모든 볼트의 압축만과 공기저항
  2. 보 웨브의 자중만
  3. 인장측 볼트·엔드플레이트의 인장력과 반대쪽 플랜지 부근의 압축지압이 우력을 형성한다.
  4. 강재의 열팽창만으로 모멘트를 전달한다.
정답과 해설 보기

정답: 3

엔드플레이트 모멘트접합에서는 보 플랜지 힘에 대응해 한쪽의 볼트와 엔드플레이트가 인장력을 전달하고 반대쪽 플랜지·기둥면 접촉부가 압축력을 전달한다. 이 두 힘의 간격이 우력을 이루어 모멘트를 전달하므로 ③이 정답이다. ①과 ②는 인장-압축 힘쌍을 반영하지 못하고, ④는 온도변형을 설계 모멘트 하중경로로 오인했다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 강구조 모멘트접합 범위에서 엔드플레이트 접합의 인장볼트-압축지압 우력을 적용했다.

76. 용접 강구조의 보-기둥 접합부에서 웨브 근처에 용접접근공(weld access hole)을 두는 주된 목적은?

토목기사 필기 모의고사 자격증3001 워터마크 적용 문제도: 보 기둥 접합부의 상하 플랜지와 웨브 끝에 형성된 용접접근공
76번 문제 도식
  1. 보 플랜지 용접을 영구적으로 금지하기 위해
  2. 보 웨브의 모든 전단강도를 0으로 만들기 위해
  3. 볼트구멍을 자동으로 메우기 위해
  4. 플랜지 맞대기용접의 시작·종료와 백킹 제거·검사 등에 필요한 접근공간을 확보하기 위해
정답과 해설 보기

정답: 4

토목기사 필기 모의고사 자격증3001 워터마크 적용 풀이도: 용접접근공으로 플랜지 맞대기용접과 백킹 처리 및 검사 공간을 확보하는 상세
76번 정답 도식

보 플랜지와 기둥을 완전용입 용접할 때 웨브가 작업을 가로막을 수 있으므로 웨브 끝에 적절한 형상의 접근공을 두어 용접봉·백킹 처리와 용접부 검사 공간을 확보한다. 따라서 ④가 정답이다. ①은 오히려 플랜지 용접을 가능하게 하는 상세와 반대이고, ②는 접근공 주변도 적절히 설계해 웨브 힘을 전달한다. ③은 볼트구멍 보수와 무관하다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 강구조 용접상세 범위에서 용접접근공의 시공·백킹처리·검사 접근 기능을 적용했다.

77. 변형된 강재 부재를 열교정(heat straightening)할 때의 기본 원칙으로 옳은 것은?

  1. 가열 위치·온도·순서를 계획하고 제한된 국부 가열과 냉각수축을 이용해 재료손상 없이 형상을 회복한다.
  2. 강재 전 구간을 용융점 이상으로 녹여 다시 굳힌다.
  3. 온도계측 없이 색상만 보고 무한히 가열한다.
  4. 하중상태와 구속조건을 무시하고 임의 위치를 동시에 가열한다.
정답과 해설 보기

정답: 1

열교정은 강재의 국부 열팽창과 냉각수축을 계획적으로 이용해 변형을 되돌리는 작업이다. 가열형상·순서와 최고온도를 관리하고 하중·구속을 고려해야 재질열화, 과도한 잔류응력과 국부좌굴을 피할 수 있으므로 ①이 정답이다. ②와 ③은 용융·과열로 재료를 손상시키고, ④는 예측 가능한 수축변형을 만들기 위한 시공계획을 무시한다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 강구조 제작·보수 범위에서 열교정의 제한가열, 냉각수축 및 재료손상 방지 원칙을 적용했다.

78. 강교 바닥판의 스커퍼(scupper)와 배수관을 적절히 배치하는 주된 목적은?

  1. 교면에 물을 오래 고이게 해 차량의 미끄럼을 증가시키기 위해
  2. 교면수를 신속히 모아 안전하게 배출해 수막·결빙과 강재·받침의 누수부식을 줄이기 위해
  3. 바닥판의 모든 활하중을 배수관이 부담하게 하기 위해
  4. 강재의 항복강도를 물의 양에 따라 증가시키기 위해
정답과 해설 보기

정답: 2

스커퍼와 배수관은 교면 강우를 신속히 집수·배출해 차량 수막과 동절기 결빙 위험을 줄이고, 물과 염화물이 거더·받침·하부구조에 무질서하게 흘러 부식을 촉진하는 것을 막는다. 따라서 ②가 정답이다. ①은 교통안전과 반대이고, ③은 배수시설을 구조 주부재로 오인했다. ④도 배수가 강재의 재료 항복강도를 바꾸지 않는다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 강교 유지관리 범위에서 교면 배수시설의 수막·결빙 및 누수부식 저감 기능을 적용했다.

79. 타이드아치교(tied-arch bridge)에서 타이 부재가 수행하는 주된 구조적 역할은?

토목기사 필기 모의고사 자격증3001 워터마크 적용 문제도: 아치 리브와 행어 및 양 스프링을 연결하는 타이 부재로 이루어진 타이드아치교
79번 문제 도식
  1. 아치 리브의 압축력을 모두 0으로 만든다.
  2. 교량의 자중을 공기 중으로 방출한다.
  3. 아치 스프링에서 생기는 수평추력을 인장력으로 연결해 하부구조에 전달되는 수평반력을 줄인다.
  4. 행어를 모두 압축재로 바꾸어 좌굴시키는 역할만 한다.
정답과 해설 보기

정답: 3

토목기사 필기 모의고사 자격증3001 워터마크 적용 풀이도: 아치 스프링 수평추력을 타이 인장력으로 내부 평형시켜 수평반력을 줄이는 개념
79번 정답 도식

아치 리브는 압축으로 하중을 전달하면서 양 스프링을 벌리려는 수평추력을 만든다. 타이드아치에서는 바닥계통의 타이가 두 스프링을 인장으로 연결해 이 추력을 내부에서 닫으므로 교대·기초에 필요한 큰 수평반력을 줄일 수 있어 ③이 정답이다. ①은 아치 압축의 하중경로를 부정하고, ②는 자중을 없애지 않는다. ④도 일반적인 행어가 주로 인장재라는 점과 반대다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 강아치교 범위에서 타이드아치의 아치 수평추력과 타이 인장평형을 적용했다.

80. 사장교(cable-stayed bridge)의 기본 하중전달 경로로 가장 적절한 것은?

  1. 바닥판 하중이 지반과 무관하게 공기 중에서 소멸한다.
  2. 케이블은 압축만 받고 주탑은 인장만 받는다.
  3. 모든 하중이 신축이음만을 통해 기초로 전달된다.
  4. 보강거더 하중이 사재의 인장력으로 주탑에 전달되고 주탑 압축과 기초반력을 통해 지반으로 전달된다.
정답과 해설 보기

정답: 4

사장교에서는 보강거더의 고정·활하중이 여러 사재에 분담되어 주로 케이블 인장력으로 주탑에 전달된다. 주탑은 큰 압축과 휨을 받아 기초를 통해 지반으로 힘을 내리므로 ④가 정답이다. ①은 연속 하중경로를 부정하고, ②는 케이블이 인장재이고 주탑이 주로 압축재라는 역할을 뒤바꿨다. ③도 신축이음은 주 하중전달 부재가 아니다.

근거: 2022~2025 토목기사 출제기준의 강교 구조 범위에서 사장교 보강거더·사재·주탑·기초의 기본 하중전달을 적용했다.

토목기사 필기 모의고사 · 토질 및 기초

81. 수축한계 시험에서 습윤토 질량은 160 g, 건조토 질량은 100 g, 습윤토 체적은 90 cm³, 건조토 체적은 60 cm³이다. 물의 밀도를 1.0 g/cm³로 할 때 수축한계 ws는?

  1. 30%
  2. 20%
  3. 60%
  4. 90%
정답과 해설 보기

정답: 1

수축한계는 ws=[(습윤질량-건조질량)-(습윤체적-건조체적)ρw]/건조질량×100이다. 따라서 [(160-100)-(90-60)×1]/100×100=30%이다. 선택지별 판단: ① 질량 감소 60 g 중 체적 감소에 해당하는 물 30 g을 제외하면 30 g이므로 정답이다. ② 체적 감소량만 건조질량으로 나눈 값과 혼동한 결과이다. ③ 전체 건조 전 수분 60 g을 그대로 사용해 체적수축 보정을 누락했다. ④ 습윤체적 90 cm³를 백분율 수치로 잘못 옮긴 값이다.

근거: 수축한계는 건조가 진행되어도 더 이상 체적이 감소하지 않는 경계 함수비이며, 질량감소 중 체적감소 상당 물량을 빼서 산정한다.

82. 수평으로 성층된 포화지반에서 상부층은 두께 1.0 m, 투수계수 1.0×10^-4 m/s이고 하부층은 두께 3.0 m, 투수계수 1.0×10^-5 m/s이다. 층에 수직한 방향의 등가투수계수는?

  1. 3.25×10^-5 m/s
  2. 1.29×10^-5 m/s
  3. 5.50×10^-5 m/s
  4. 7.75×10^-5 m/s
정답과 해설 보기

정답: 2

층에 수직인 흐름에서는 각 층을 같은 유량이 직렬로 통과하므로 kv=ΣH/Σ(H_i/k_i)를 쓴다. kv=4/[1/(10^-4)+3/(10^-5)]=4/310000=1.29×10^-5 m/s이다. 선택지별 판단: ① 두 투수계수의 단순 가중평균에 가까운 값으로 직렬 흐름 조건을 반영하지 못한다. ② 총두께를 각 층의 H/k 합으로 나눈 조화평균이므로 정답이다. ③ 층과 평행한 흐름에 쓰는 산술가중평균을 적용한 값이다. ④ 저투수층의 큰 수두손실을 무시하여 지나치게 크게 산정한 값이다.

근거: 성층토의 수직 침투는 층별 수두손실이 더해지는 직렬 흐름이므로 등가투수계수는 두께 가중 조화평균으로 계산한다.

83. 지반의 전단파속도를 조사하는 크로스홀(cross-hole) 탄성파 시험에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 한 시추공의 지표에서만 진동을 가하고 지표 변위만 측정하므로 시추공 간격은 결과에 영향을 주지 않는다.
  2. 토립자를 체로 분리한 질량비만으로 깊이별 전단파속도를 직접 결정한다.
  3. 서로 떨어진 시추공의 같은 심도 부근에 발진기와 수진기를 두고 직접 도달시간과 공 간격으로 지층의 파속을 구하며, 공의 수직도와 시각 동기화가 중요하다.
  4. 지하수를 장시간 양수한 수위강하만으로 지층의 동적 전단계수를 확정한다.
정답과 해설 보기

정답: 3

크로스홀 시험은 한 공에서 탄성파를 발생시키고 인접 공의 수진기로 직접파 도달시간을 잰다. 발진·수진점 사이의 실제 거리와 시간차로 깊이별 파속을 구하며, 전단파속도와 밀도를 알면 작은 변형률 영역의 동적 전단계수도 평가할 수 있다. 선택지별 판단: ① 공 사이의 거리와 시추공 수직도는 파동 경로 산정에 직접 영향을 주므로 틀리다. ② 체가름은 입도분포 시험일 뿐 현장 파동 전파시간을 측정하지 않는다. ③ 시험 배치·측정량·주요 품질관리 조건을 모두 정확히 설명한다. ④ 양수시험은 대수층의 수리특성을 주로 평가하며 전단파속도를 직접 결정하지 않는다.

근거: 크로스홀 탄성파 시험은 별도 시추공의 발진점과 수진점 사이 직접파 도달시간 및 실제 경로길이로 깊이별 압축파·전단파속도를 평가하는 원위치 지반조사법이다.

84. 동일한 흙에 표준다짐시험과 수정다짐시험을 실시했다. 수정다짐시험처럼 단위체적당 다짐에너지가 커질 때 일반적으로 나타나는 변화는?

  1. 최대건조단위중량과 최적함수비가 모두 감소한다.
  2. 최대건조단위중량은 감소하고 최적함수비는 증가한다.
  3. 최대건조단위중량과 최적함수비가 모두 증가한다.
  4. 최대건조단위중량은 증가하고 최적함수비는 감소하는 경향이 있다.
정답과 해설 보기

정답: 4

더 큰 다짐에너지는 입자를 더 치밀하게 재배열하므로 최대건조단위중량을 높인다. 같은 치밀화에 필요한 윤활수량은 상대적으로 줄어 최적함수비는 낮아지는 것이 일반적이다. 선택지별 판단: ① 다짐에너지 증가가 치밀화를 약화시킨다는 설명이어서 반대이다. ② 건조밀도 변화 방향과 함수비 변화 방향을 모두 거꾸로 제시했다. ③ 최대건조단위중량 증가는 맞지만 최적함수비 증가가 일반 경향과 다르다. ④ 수정다짐과 표준다짐의 전형적인 비교를 정확히 나타내므로 정답이다.

근거: 다짐에너지 증가는 흙 입자의 재배열과 공기 배출을 촉진하여 최대건조밀도를 높이고 최적함수비를 낮추는 일반 경향을 만든다.

85. 같은 포화토의 고유투수성은 일정하고 물의 밀도 변화는 무시한다. 15℃에서 투수계수 k15=1.00×10^-5 m/s, 물의 점성계수 μ15=1.14 mPa·s, μ25=0.89 mPa·s일 때 25℃의 투수계수는?

  1. 1.28×10^-5 m/s
  2. 0.78×10^-5 m/s
  3. 1.00×10^-5 m/s
  4. 2.03×10^-5 m/s
정답과 해설 보기

정답: 1

같은 흙에서 수리전도도 k는 유체 점성계수 μ에 반비례한다. 따라서 k25=k15(μ15/μ25)=1.00×10^-5×1.14/0.89=1.28×10^-5 m/s이다. 선택지별 판단: ① 온도가 올라 점성이 낮아지면 투수계수가 커지므로 계산과 물리적 방향이 모두 맞다. ② 점성비를 거꾸로 적용하여 온도 상승 시 투수계수가 감소한다고 본 값이다. ③ 온도에 따른 물의 점성 변화를 전혀 반영하지 않은 값이다. ④ 두 점성계수를 더하는 등 비례관계가 아닌 계산에서 나온 값이다.

근거: 동일한 공극구조에서 수리전도도는 고유투수성·유체 단위중량에 비례하고 동점성 효과인 점성계수에는 반비례한다.

86. 사질토 지반의 한계동수경사 ic=1.00이고 굴착저면에서 계산된 출구동수경사 iexit=0.62이다. 배관현상에 대한 안전율 FS=ic/iexit는 약 얼마인가?

  1. 0.62
  2. 1.61
  3. 2.62
  4. 6.20
정답과 해설 보기

정답: 2

배관에 대한 안전율은 저항을 나타내는 한계동수경사를 작용 출구동수경사로 나눈다. FS=1.00/0.62=1.61이다. 1보다 크지만 요구 안전율 충족 여부는 별도 기준으로 판단한다. 선택지별 판단: ① 작용값을 저항값으로 나눈 비로, 안전율의 분자와 분모를 뒤집었다. ② 한계동수경사를 출구동수경사로 나눈 정확한 계산값이다. ③ 두 동수경사를 더하거나 임의 보정을 한 값으로 정의와 맞지 않는다. ④ 0.62를 백분율처럼 잘못 변환한 값이다.

근거: 상향침투 출구부의 배관 안전율은 한계동수경사와 실제 출구동수경사의 비 FS=ic/iexit로 평가한다.

87. 지하수 흐름의 한 점에서 기준면에 대한 위치수두는 7.5 m, 압력수두는 3.2 m이고 속도수두는 무시할 수 있다. 그 점의 전수두는?

  1. 4.3 m
  2. 24.0 m
  3. 10.7 m
  4. 2.34 m
정답과 해설 보기

정답: 3

Bernoulli 수두 구성에서 전수두 h는 위치수두 z, 압력수두 u/γw, 속도수두의 합이다. 속도수두를 무시하므로 h=7.5+3.2=10.7 m이다. 선택지별 판단: ① 위치수두에서 압력수두를 뺀 값으로 전수두의 합성 원칙과 다르다. ② 두 수두를 곱하면 24.0 m²가 되어 차원부터 전수두와 다르다. ③ 위치수두와 압력수두를 더한 값으로 정답이다. ④ 압력수두를 위치수두로 나눈 무차원 비를 길이로 오인했다.

근거: 포화토 침투에서 전수두는 위치수두, 압력수두 및 속도수두의 합이며 토질 침투에서는 보통 속도수두를 무시한다.

88. 압밀시험에서 유효응력이 100 kPa 증가할 때 간극비가 0.90에서 0.81로 감소했다. 초기 간극비를 쓰고 mv=av/(1+e0), av=-Δe/Δσ'로 정의할 때 체적압축계수 mv는?

  1. 9.00×10^-4 m²/kN
  2. 8.10×10^-4 m²/kN
  3. 1.71×10^-3 m²/kN
  4. 4.74×10^-4 m²/kN
정답과 해설 보기

정답: 4

av=(0.90-0.81)/100=9.00×10^-4 m²/kN이다. mv=av/(1+e0)=9.00×10^-4/1.90=4.74×10^-4 m²/kN이다. 선택지별 판단: ① 이는 간극비 압축계수 av이며 초기 간극비 보정 전 값이다. ② 최종 간극비를 직접 곱해 얻은 값으로 정의식에 맞지 않는다. ③ av에 1+e0를 곱한 값으로 나눗셈 방향이 반대이다. ④ av를 1+0.90으로 나눈 체적압축계수로 정답이다.

근거: 일차원 압밀에서 간극비 압축계수 av는 유효응력 증가당 간극비 감소량이고, 체적압축계수는 mv=av/(1+e0)이다.

89. 두께 4.0 m인 과압밀 점토층에서 e0=0.80, 초기 유효응력 100 kPa, 선행압밀압력 150 kPa, 최종 유효응력 300 kPa이다. Cs=0.04, Cc=0.24일 때 압밀침하량은? 단, S=H/(1+e0)[Cs log10(150/100)+Cc log10(300/150)]이다.

  1. 약 0.176 m
  2. 약 0.079 m
  3. 약 0.352 m
  4. 약 0.704 m
정답과 해설 보기

정답: 1

재압축 구간과 정규압밀 구간을 나눈다. 괄호 안은 0.04log10(1.5)+0.24log10(2)=0.07929이고 H/(1+e0)=4/1.8이다. 따라서 S=0.176 m이다. 선택지별 판단: ① 두 응력구간에 각각 Cs와 Cc를 적용한 정확한 결과이다. ② 괄호 안의 무차원 압축량만 제시하고 층두께 보정을 빠뜨렸다. ③ 양면배수라는 가정으로 침하량을 두 배 한 값이지만 배수조건은 최종침하량을 바꾸지 않는다. ④ 층두께와 간극비 보정을 중복 적용해 지나치게 크게 산정했다.

근거: 과압밀 점토가 선행압밀압력을 넘어 재하되면 선행압밀압력까지는 재압축지수, 이후는 압축지수를 적용해 침하량을 구간 합산한다.

90. 연약점토 위의 성토를 한 번에 올리지 않고 계측 결과를 보며 단계적으로 높이는 가장 중요한 지반공학적 이유는?

  1. 배수거리를 늘려 압밀을 의도적으로 늦추기 위해서이다.
  2. 각 단계 사이 압밀로 유효응력과 전단강도가 증가하도록 하여 다음 단계 안정성을 확보하기 위해서이다.
  3. 성토재의 단위중량을 시간에 따라 감소시키기 위해서이다.
  4. 점토의 투수계수를 영구적으로 0으로 만들기 위해서이다.
정답과 해설 보기

정답: 2

단계성토 사이에 과잉간극수압이 소산되면 유효응력이 증가하고 비배수전단강도도 발달할 수 있다. 이를 계측으로 확인한 뒤 다음 하중을 올려 활동이나 저면파괴 위험을 관리한다. 선택지별 판단: ① 단계성토는 배수거리를 늘리는 공법이 아니며 압밀 지연이 주목적도 아니다. ② 강도증가를 기다리며 다음 단계 안정성을 확보한다는 핵심을 정확히 설명한다. ③ 성토재 자체의 단위중량은 대기시간 때문에 감소하지 않는다. ④ 압밀 과정이 투수계수를 0으로 만드는 것은 아니며 그런 설계목표도 없다.

근거: 연약지반 단계성토는 하중 단계 사이 과잉간극수압 소산과 유효응력·전단강도 증가를 계측으로 확인해 안정성을 관리하는 시공법이다.

91. 한 번의 시추 길이가 2.00 m이고 회수된 코어의 전체 길이가 1.65 m이다. 코어회수율을 회수길이/시추길이×100으로 정의할 때 값은?

  1. 17.5%
  2. 60.6%
  3. 82.5%
  4. 121.2%
정답과 해설 보기

정답: 3

코어회수율은 회수된 모든 코어 길이를 시추 길이로 나눈다. 1.65/2.00×100=82.5%이다. 10 cm 이상 건전 코어만 합산하는 RQD와는 정의가 다르다. 선택지별 판단: ① 시추길이와 회수길이의 차이만 백분율로 나타낸 값이다. ② 분모와 분자를 혼동하거나 임의 손실률을 적용한 값이다. ③ 정의대로 전체 회수길이를 시추길이로 나눈 값으로 정답이다. ④ 회수길이보다 시추길이를 나누어 100을 곱해 100%를 초과했다.

근거: 코어회수율은 전체 회수 코어 길이의 시추 구간 길이에 대한 비이며, 일정 길이 이상의 건전 코어만 세는 RQD와 구분한다.

92. 공내재하시험인 프레셔미터 시험의 측정 원리와 대표 활용을 가장 적절하게 설명한 것은?

  1. 지표에서 낙하추를 떨어뜨려 지반의 다짐도를 직접 측정한다.
  2. 시추공에 물을 흘려 입도분포를 결정한다.
  3. 말뚝 두부를 저변형률로 타격해 결함 위치만 탐지한다.
  4. 시추공 내 원통형 프로브를 팽창시키며 압력-체적변화를 측정해 변형성과 한계압력을 평가한다.
정답과 해설 보기

정답: 4

프레셔미터는 공내 프로브를 방사방향으로 팽창시키고 압력과 체적 또는 변위 관계를 얻는다. 이 결과로 지반 변형계수, 한계압력, 기초의 지지력과 침하 평가 자료를 얻는다. 선택지별 판단: ① 낙하추 다짐이나 동적 평판시험의 설명이며 공내재하시험이 아니다. ② 투수 또는 입도시험과 혼동한 설명으로 압력-변위 관계를 얻지 못한다. ③ 말뚝 건전도시험의 설명으로 원지반 변형성 평가와 다르다. ④ 시험 장치·측정량·활용이 프레셔미터의 원리와 일치하므로 정답이다.

근거: 프레셔미터는 시추공 내 원통형 프로브의 팽창 압력과 변형 관계로 지반의 현장 변형성과 한계압력을 평가하는 공내재하시험이다.

93. 플랫 딜라토미터 시험(DMT)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 평판형 블레이드를 지중에 관입한 뒤 원형 막을 팽창시키는 압력을 측정해 응력상태와 변형특성을 추정한다.
  2. 굴착한 흙을 체가름하여 입경별 질량만 측정한다.
  3. 지하수의 양수량과 수위강하로 대수층 투수량계수만 구한다.
  4. 암석 코어의 10 cm 이상 조각 길이만 합산한다.
정답과 해설 보기

정답: 1

DMT는 얇은 평판형 블레이드를 관입하고 한쪽의 원형 막이 움직이기 시작하고 일정 변위에 이르는 압력을 읽는다. 경험적 상관으로 지층 구분, 수평응력, 변형계수 등을 평가한다. 선택지별 판단: ① 장치 형상과 측정압력 및 대표 활용을 정확히 설명하므로 정답이다. ② 실내 체가름시험 설명으로 현장 원위치 응력·변형 측정과 무관하다. ③ 양수시험 설명으로 DMT가 측정하는 막 팽창압과 다르다. ④ RQD 산정 설명이며 평판 막 팽창시험의 원리와 무관하다.

근거: DMT는 관입형 평판 블레이드의 얇은 막을 팽창시키는 압력으로 지반의 현장 응력상태와 변형특성을 경험적으로 추정한다.

94. 대지경계에 가까운 외곽 기둥의 독립기초가 편심되지만 두 기초 사이 공간을 비워야 할 때 스트랩기초를 사용하는 원리로 옳은 것은?

  1. 두 기초 저면을 하나의 연속 콘크리트 매트로 완전히 합친다.
  2. 외곽기초와 내부기초를 강성이 큰 연결보로 묶어 편심모멘트를 전달하고 저면반력의 불균형을 줄인다.
  3. 외곽기초 아래에만 마찰말뚝을 설치해 연결을 없앤다.
  4. 기초 저면의 흙을 제거해 지반반력을 0으로 만든다.
정답과 해설 보기

정답: 2

스트랩기초는 두 개의 독립된 기초판을 강성이 큰 스트랩보로 연결한다. 외곽기둥의 편심모멘트를 내부기초 쪽으로 전달하여 각 기초의 접지압 분포를 합리화하는 것이 핵심이다. 선택지별 판단: ① 이는 복합기초나 매트기초에 가까운 설명으로 기초판이 분리된 스트랩기초와 다르다. ② 연결보가 편심모멘트를 전달한다는 구조적 원리를 정확히 나타낸다. ③ 말뚝기초로 형식을 바꾸는 설명이며 스트랩보의 역할을 설명하지 않는다. ④ 지반반력을 없애면 얕은기초가 하중을 지지할 수 없어 성립하지 않는다.

근거: 스트랩기초는 분리된 외곽·내부 기초판을 강성 연결보로 묶어 경계부 기둥의 편심모멘트를 전달하고 접지압을 조정한다.

95. 포화 점토에 항타한 말뚝의 지지력이 시공 직후보다 일정 시간이 지난 뒤 증가하는 말뚝 셋업(set-up)의 주된 원인은?

  1. 말뚝 재료의 탄성계수가 시간에 따라 무한히 증가하기 때문이다.
  2. 말뚝 길이가 자연적으로 길어져 선단면적이 커지기 때문이다.
  3. 항타로 발생한 과잉간극수압이 소산되고 교란된 점토의 강도가 회복되어 주면저항이 증가하기 때문이다.
  4. 지하수 단위중량이 시간이 지나 0이 되기 때문이다.
정답과 해설 보기

정답: 3

포화 점토 항타 시 주변 흙이 교란되고 과잉간극수압이 발생해 직후 저항이 작을 수 있다. 시간이 지나 압밀과 강도 회복이 진행되면 유효응력 및 주면마찰이 증가하여 셋업이 나타난다. 선택지별 판단: ① 말뚝 재료의 탄성계수 변화가 지반 지지력 증가의 주원인은 아니다. ② 말뚝의 기하학적 길이와 선단면적은 대기만으로 증가하지 않는다. ③ 간극수압 소산과 점토 강도 회복이라는 전형적 메커니즘을 설명하므로 정답이다. ④ 물의 물성치가 0이 되는 현상은 없고 셋업 원리와도 무관하다.

근거: 점토지반의 말뚝 셋업은 항타 교란과 과잉간극수압이 시간 경과에 따라 회복·소산되며 유효응력과 주면저항이 증가하는 현상이다.

96. 항타말뚝에 큰 타격을 가하고 두부의 변형률과 가속도를 계측하는 고변형률 동재하시험의 주된 평가대상은?

  1. 흙의 액성한계와 소성한계만 평가한다.
  2. 콘크리트 표면의 색상만 분류한다.
  3. 지하수의 염분농도만 연속 측정한다.
  4. 타격 시 응력파를 해석하여 말뚝의 동적 저항, 추정 지지력과 항타응력을 평가한다.
정답과 해설 보기

정답: 4

고변형률 동재하시험은 충분한 타격으로 말뚝에 큰 변형 응력파를 발생시키고 힘과 속도 이력을 해석한다. 이를 통해 동적 저항과 정적 지지력의 추정, 압축·인장 항타응력을 검토한다. 선택지별 판단: ① Atterberg 한계는 실내 흙시험이며 말뚝 동재하시험의 측정량이 아니다. ② 외관조사만으로 동적 지지력이나 항타응력을 구할 수 없다. ③ 수질 모니터링 설명으로 말뚝 응력파 계측과 무관하다. ④ 타격·계측·응력파 해석과 대표 산출물을 모두 정확히 설명한다.

근거: 고변형률 말뚝 동재하시험은 큰 타격에 의한 힘·속도 응력파를 계측하여 동적 저항, 정적 지지력 추정치와 항타응력을 평가한다.

97. 고소성 점토에 석회를 혼합하는 지반안정처리의 일반적인 초기 및 장기 효과로 옳은 것은?

  1. 초기에는 양이온교환과 응집으로 소성이 줄고 작업성이 좋아지며, 장기에는 포졸란 반응으로 강도가 증가할 수 있다.
  2. 석회가 모든 공극수를 즉시 증발시켜 투수계수를 항상 0으로 만든다.
  3. 점토광물을 모래 입자로 기계적으로 절단해 입경만 변화시킨다.
  4. 반응과 무관하게 흙의 단위중량만 정확히 두 배로 만든다.
정답과 해설 보기

정답: 1

석회는 점토 표면의 양이온교환과 응집·플록화를 일으켜 소성 및 함수 특성을 개선한다. 시간이 지나면 실리카·알루미나와 포졸란 반응 생성물이 발달해 강도와 내구성이 커질 수 있다. 선택지별 판단: ① 초기 개량기작과 장기 강도발현을 구분해 정확히 설명한다. ② 공극수가 전부 증발하거나 투수계수가 항상 0이 되는 것은 아니다. ③ 화학적 표면반응과 결합생성이 핵심이며 입자를 기계 절단하지 않는다. ④ 단위중량이 일정 배수로 변한다는 보편 법칙은 없다.

근거: 석회 안정처리는 점토의 양이온교환·응집에 의한 즉시성 개량과 포졸란 반응에 의한 장기 강도 발현을 이용한다.

98. 모래지반에 저점도 그라우트를 주입해 원래의 흙 구조를 크게 밀어내지 않고 공극을 채우는 침투주입(permeation grouting)의 설명으로 옳은 것은?

  1. 큰 슬럼프의 모르타르 덩어리로 지반을 밀어 압축시키는 것이 핵심이다.
  2. 주입재가 연결된 공극을 따라 침투·고결하여 투수성을 낮추거나 강도를 높이며 주입가능성은 입도와 점도에 좌우된다.
  3. 중량추 낙하 충격만으로 지반을 조밀화한다.
  4. 지반 전체를 동결시킨 뒤 얼음벽으로 지지한다.
정답과 해설 보기

정답: 2

침투주입은 저점도 주입재가 토립자를 현저히 이동시키지 않고 공극망에 들어가 굳는 방식이다. 따라서 토사와 주입재 입자 크기, 점도, 주입압이 주입 가능성과 개량범위를 좌우한다. 선택지별 판단: ① 지반을 변위시키는 다짐그라우팅에 가까운 설명이다. ② 침투주입의 공극 침투·고결 원리와 지배조건을 정확히 설명한다. ③ 동다짐의 설명으로 주입재를 사용하는 공법이 아니다. ④ 인공동결공법 설명이며 그라우트 침투와 구별된다.

근거: 침투주입은 저점도 재료가 토립자 골격을 크게 변위시키지 않고 연결 공극에 침투·고결하여 차수성 또는 강도를 개선한다.

99. 지반 거동의 불확실성이 큰 굴착공사에서 관찰법(observational method)을 적용하는 방식으로 가장 적절한 것은?

  1. 초기 설계 없이 굴착을 시작하고 문제가 생기면 즉흥적으로 대응한다.
  2. 계측값과 관계없이 최초 지보패턴을 끝까지 고정한다.
  3. 예측 거동·경보 기준·대응 조치를 사전에 정하고 변위와 간극수압 등을 계측해 필요 시 보강한다.
  4. 모든 계측을 준공 후 한 번만 실시한다.
정답과 해설 보기

정답: 3

관찰법은 합리적인 초기 설계와 함께 예상 범위, 경보·중지 기준, 사전 준비된 대응책을 설정한다. 시공 중 변위·하중·수압을 관측하고 실제 거동에 따라 지보나 공정을 조정한다. 선택지별 판단: ① 무설계·즉흥 대응은 체계적 관찰법이 아니며 위험하다. ② 계측결과를 의사결정에 쓰지 않으면 관찰법의 핵심이 사라진다. ③ 사전 기준과 실시간 계측, 준비된 조치가 결합된 올바른 설명이다. ④ 시공 중 피드백이 필요하므로 준공 후 일회 계측만으로는 성립하지 않는다.

근거: 지반공학 관찰법은 예측범위와 계측 기준 및 비상대응을 사전 설계하고 시공 중 실측거동에 맞춰 공법과 지보를 조정한다.

100. 연약한 노상 위에 벌집 모양의 입체 보강재인 지오셀을 펼쳐 골재를 채웠을 때 기대하는 주된 보강효과는?

  1. 골재의 함수비를 항상 0%로 유지한다.
  2. 지하수의 화학성분을 자동 중화한다.
  3. 모든 연직하중을 인장재만으로 공중에 매단다.
  4. 셀 벽이 채움재의 측방변형을 구속하고 하중을 넓게 분산해 지지력과 주행성을 개선한다.
정답과 해설 보기

정답: 4

지오셀은 입체 셀 내부 채움재가 옆으로 퍼지는 것을 구속하고 셀 벽의 인장과 마찰로 복합층을 만든다. 그 결과 국부 변형이 줄고 하중분산 폭이 커져 약한 노상의 지지성능이 향상된다. 선택지별 판단: ① 배수에 도움을 줄 수는 있어도 함수비를 항상 0으로 만드는 장치가 아니다. ② 지오셀은 화학적 수처리 재료가 아니라 기계적 보강재이다. ③ 하중은 채움재·노상과 함께 전달되며 인장재가 공중 지지하는 구조가 아니다. ④ 측방구속과 하중분산이라는 입체보강 원리를 정확히 설명한다.

근거: 지오셀 보강은 입체 셀의 측방구속과 채움재-셀 마찰로 복합층을 형성해 하중분산, 변형억제 및 지지력 향상을 유도한다.

토목기사 필기 모의고사 · 상하수도공학

101. 탁도를 네펠로메트릭 방식으로 측정할 때 기본 원리로 옳은 것은?

  1. 시료에 빛을 비추고 부유입자가 입사광에 대해 일정 각도로 산란시킨 빛의 세기를 비교한다.
  2. 시료를 전량 증발시킨 뒤 남은 염류 질량만 잰다.
  3. 산을 적정해 종말점까지 소비된 양만으로 탁도를 구한다.
  4. 전극 사이 전류만으로 입자 크기를 직접 측정한다.
정답과 해설 보기

정답: 1

네펠로메트릭 탁도계는 입자가 산란시키는 빛, 보통 입사광에 약 90도 방향의 산란광을 검출해 표준과 비교한다. 용존물질 질량이나 산-염기 적정값을 재는 시험이 아니다. 선택지별 판단: ① 광산란을 이용하는 네펠로메트릭 측정 원리를 정확히 설명한다. ② 증발잔류물 또는 총용존·총고형물 중량시험에 가까운 설명이다. ③ 알칼리도나 산도 적정의 설명으로 광학적 탁도와 무관하다. ④ 전기전도도 측정과 혼동한 설명이며 탁도의 직접 원리가 아니다.

근거: 탁도는 부유·콜로이드 입자에 의한 빛의 산란 정도를 표준 현탁액과 비교하는 네펠로메트릭 원리로 평가한다.

102. 물의 색도를 보고할 때 진색도(true color)를 얻기 위한 시료 전처리와 의미의 조합으로 옳은 것은?

  1. 부유물질을 그대로 둔 채 관찰하며 탁도 영향까지 포함한다.
  2. 여과 또는 원심분리로 부유물질을 제거한 뒤 용존·콜로이드성 색 유발물질에 의한 색을 평가한다.
  3. 시료를 완전히 건조해 고형물의 무게만 측정한다.
  4. 염소를 과량 주입한 뒤 잔류염소 농도를 색도로 간주한다.
정답과 해설 보기

정답: 2

진색도는 탁도를 유발하는 부유입자의 영향을 제거한 뒤 남는 색을 뜻한다. 부유물질을 포함해 육안 또는 광학적으로 본 색은 겉보기색도이므로 두 지표를 구분해야 한다. 선택지별 판단: ① 이는 부유입자 영향까지 포함하는 겉보기색도의 설명이다. ② 부유물 제거 후 용존성 색을 평가한다는 진색도 정의에 맞는다. ③ 고형물 중량시험으로 색의 광학적 특성을 평가할 수 없다. ④ 잔류염소는 소독 지표이며 색도 그 자체가 아니다.

근거: 진색도는 여과나 원심분리로 탁도성 부유물질을 제거한 시료에서 용존·콜로이드성 색 유발물질의 색을 평가한 값이다.

103. 황산알루미늄계 응집제를 원수에 주입할 때 알칼리도와 pH 관리가 필요한 주된 이유는?

  1. 응집제가 물의 온도를 항상 100℃까지 올리기 때문이다.
  2. 응집제가 모든 용존산소를 즉시 제거하기 때문이다.
  3. 가수분해 과정에서 알칼리도를 소비하고 pH를 낮출 수 있어, 알칼리도가 부족하면 적정 플록 형성과 응집효율이 떨어질 수 있기 때문이다.
  4. 응집제는 pH와 무관하게 오직 입자 크기만 기계적으로 절단하기 때문이다.
정답과 해설 보기

정답: 3

알루미늄염이 가수분해해 수산화물 플록을 만들 때 알칼리도가 소비되고 수소이온이 생성될 수 있다. 원수 완충능이 부족하면 최적 pH 범위를 벗어나므로 알칼리 보충이나 주입량 조정이 필요하다. 선택지별 판단: ① 상온 응집반응이 물을 비등시키는 현상은 없다. ② 용존산소 제거가 응집제 가수분해의 핵심 목적은 아니다. ③ 알칼리도 소비와 최적 pH 유지 필요성을 정확히 설명한다. ④ 응집은 전하중화와 가수분해 플록 형성 과정이며 기계적 절단이 아니다.

근거: 금속염 응집제의 가수분해는 알칼리도를 소비하고 pH를 변화시키므로 충분한 완충능과 최적 응집 pH를 함께 관리해야 한다.

104. 막여과 장치에서 공급측 압력 300 kPa, 농축측 압력 260 kPa, 투과측 압력 20 kPa이다. 삼투압 차를 무시하고 TMP=(공급압+농축압)/2-투과압으로 계산한 막간차압은?

  1. 120 kPa
  2. 280 kPa
  3. 540 kPa
  4. 260 kPa
정답과 해설 보기

정답: 4

막 공급측과 농축측의 평균압력은 (300+260)/2=280 kPa이다. 여기서 투과측 20 kPa를 빼면 TMP=260 kPa이다. 압력의 단순 합이나 한쪽 압력만 사용하면 안 된다. 선택지별 판단: ① 공급·농축 압력차를 임의로 확대해 얻은 값이다. ② 평균 공급측 압력까지만 구하고 투과측 압력을 빼지 않았다. ③ 두 고압측 압력을 단순 합산한 값으로 평균과 투과압 보정이 없다. ④ 제시된 TMP 정의에 세 압력을 정확히 대입한 값이다.

근거: 교차류 막여과의 막간차압은 공급·농축측 평균압력에서 투과측 압력을 뺀 값으로 산정하며 막 구동력과 오염 추적에 사용한다.

105. 막공정의 파울링(fouling)과 스케일링(scaling)을 구분한 설명으로 가장 적절한 것은?

  1. 파울링은 유기물·콜로이드·생물막 등의 부착을 포괄하고, 스케일링은 과포화된 무기염의 침전 축적을 주로 뜻한다.
  2. 파울링은 막의 기계적 파손만, 스케일링은 전기 고장만 뜻한다.
  3. 두 현상 모두 오직 수온 저하로 막공이 커지는 현상이다.
  4. 스케일링은 미생물 증식만을 뜻하고 무기염과는 무관하다.
정답과 해설 보기

정답: 1

파울링은 입자, 유기물, 미생물 등 다양한 물질이 막 표면이나 공극에 축적되는 넓은 개념이다. 그중 난용성 무기염이 과포화되어 결정로 쌓이는 현상을 특히 스케일링이라 구분한다. 선택지별 판단: ① 두 현상의 원인물질과 포함관계를 정확히 구분한 설명이다. ② 막 파손과 전기 고장은 설비고장이지 오염 현상의 정의가 아니다. ③ 막공이 커지는 현상이 아니라 저항 증가와 투과유속 저하가 일반적이다. ④ 스케일은 탄산염·황산염 등 무기 결정 침전과 직접 관련된다.

근거: 막 파울링은 유기·콜로이드·생물성 물질 등의 축적을 포괄하며, 스케일링은 용해 무기염의 과포화와 결정 침전을 뜻한다.

106. 새 여재를 넣었거나 역세척 직후의 급속여과지에서 여과 초기 성숙기간(filter ripening)을 두는 이유로 가장 적절한 것은?

  1. 여과수를 무조건 원수로 되돌려 응집을 중단하기 위해서이다.
  2. 여재층의 포착상태가 안정되기 전에는 초기 탁도 누출이 생길 수 있어 수질이 안정될 때까지 별도 처리하거나 배제하기 위해서이다.
  3. 여재를 영구적으로 용해시켜 공극을 없애기 위해서이다.
  4. 역세척 직후부터 손실수두를 최대값으로 만들기 위해서이다.
정답과 해설 보기

정답: 2

역세척 후 여재층은 깨끗하고 입자 포착 조건이 아직 안정되지 않아 짧은 시간 탁도 돌파가 나타날 수 있다. 초기 여과수를 배제하거나 전단으로 반송하고 탁도가 안정된 뒤 정상 공급한다. 선택지별 판단: ① 모든 초기수를 원수로 보내거나 응집을 중단하는 것이 필수 목적은 아니다. ② 초기 탁도 누출을 관리해 완성수 수질을 보호한다는 정확한 설명이다. ③ 여재 공극은 여과에 필요하며 영구 용해시키지 않는다. ④ 성숙기간의 목적은 손실수두를 인위적으로 최대화하는 것이 아니다.

근거: 급속여과지의 초기 성숙은 역세척 후 입자 포착이 안정되기 전 발생할 수 있는 탁도 누출을 관리하여 완성수 수질을 보호하는 운전단계다.

107. 충전탑 공기탈기(packed-tower air stripping)가 특히 적합한 오염물질과 제거 원리의 조합은?

  1. 비휘발성 무기고형물을 중력침전만으로 제거한다.
  2. 대형 협잡물을 스크린 봉 사이에 걸러낸다.
  3. 휘발성이 큰 용존물질을 큰 기-액 접촉면에서 공기상으로 물질전달시킨다.
  4. 용존염을 이온교환수지 없이 전기적으로 완전 분해한다.
정답과 해설 보기

정답: 3

공기탈기는 충전재로 기-액 접촉면적을 넓히고 공기를 흐르게 해 휘발성 유기물질이나 일부 용존가스를 물에서 공기상으로 이동시킨다. 휘발성·Henry 상수가 처리성에 중요하다. 선택지별 판단: ① 침전은 입자성 물질 처리이며 용존 휘발물질의 상전이 공정과 다르다. ② 조목·세목 스크린의 물리적 협잡물 제거 설명이다. ③ 대상물질과 기-액 물질전달 원리를 모두 정확히 설명한다. ④ 공기탈기는 전기분해나 용존염 전체 제거 공정이 아니다.

근거: 충전탑 공기탈기는 넓은 기-액 접촉면과 농도구배를 이용해 휘발성 용존물질을 수상에서 기상으로 전달하는 공정이다.

108. 생물활성탄(BAC) 공정을 일반 입상활성탄 흡착과 구분하는 설명으로 옳은 것은?

  1. 활성탄을 모두 제거하고 모래만으로 생물학적 질산화를 한다.
  2. 활성탄을 매일 완전히 연소해 흡착물질을 없앤다.
  3. 미생물 부착을 막기 위해 활성탄을 항상 무균상태로 유지한다.
  4. 활성탄 표면의 흡착과 부착미생물의 생분해를 함께 이용해 생분해성 유기물 등을 제거한다.
정답과 해설 보기

정답: 4

BAC는 활성탄의 큰 비표면적과 흡착능을 이용하는 동시에 표면에 성장한 미생물이 유기물을 분해하도록 운전한다. 흡착 단독보다 생물학적 재생과 용존 유기물 제거를 기대할 수 있다. 선택지별 판단: ① 활성탄을 제거하면 BAC라는 명칭과 흡착기능이 성립하지 않는다. ② 정기 재생이 있을 수 있으나 매일 전량 연소하는 것이 공정 원리가 아니다. ③ BAC는 의도적으로 생물막 활성을 활용하므로 무균 유지와 반대이다. ④ 흡착과 생분해의 결합이라는 BAC의 핵심을 정확히 설명한다.

근거: 생물활성탄은 입상활성탄의 흡착과 표면 부착미생물의 생분해를 결합하여 용존 유기물과 일부 미량오염물질을 처리한다.

109. 분류식 하수관로에서 우수 오접속이나 맨홀·관 이음부 결함의 위치를 찾기 위해 실시하는 연막시험(smoke test)의 원리와 한계를 가장 적절하게 설명한 것은?

  1. 관로에 안전성이 확인된 연기를 송입하고 지표·빗물받이·건물 배수설비 등에서 나오는 위치를 관찰해 연결·누출 경로를 찾지만, 지하수 침입량을 정량 산정하는 시험은 아니다.
  2. 관로를 물로 완전히 채운 뒤 압력만 재어 하수의 BOD 농도를 산정한다.
  3. 관 내부를 카메라로 촬영하므로 연기를 주입하거나 지상에서 유출 위치를 확인할 필요가 없다.
  4. 모든 관 이음을 굴착한 뒤 육안으로 검사해야 하므로 비굴착 상태조사에는 활용할 수 없다.
정답과 해설 보기

정답: 1

연막시험은 조사구간을 적절히 격리하고 무독성·비가연성 등 안전성이 확인된 연기를 관로에 불어넣은 뒤, 연기가 나타나는 지점을 따라 우수계통 오접속이나 개구·결함 경로를 추적하는 비굴착 조사법이다. 다만 연기 관찰만으로 지하수 침입유량을 수치화할 수는 없다. 선택지별 판단: ① 시험의 주입·관찰 원리와 정량한계를 함께 정확히 설명한다. ② 수압시험과 수질분석을 혼합한 설명으로 연막시험이 아니다. ③ CCTV 조사와 연막시험을 같은 방법으로 오인했다. ④ 전 구간 굴착 없이 연결 이상을 선별하려는 시험의 장점을 반대로 설명했다.

근거: 하수관로 연막시험은 안전한 연기를 관로에 송입하고 외부로 나타나는 위치를 관찰하여 오접속·개구·누출 경로를 선별하는 유지관리 조사이며 침입수량의 직접 정량법은 아니다.

110. 상수도 관로의 종단상 높은 지점에 공기밸브를 설치하는 주된 기능은?

  1. 관로의 모든 유량을 영구 차단해 정체를 만든다.
  2. 충수 시 공기를 배출하고 배수 또는 부압 발생 시 공기를 유입시켜 공기주머니와 진공 위험을 줄인다.
  3. 관내 잔류염소를 자동 생산한다.
  4. 관 바닥의 침전물을 중력으로 직접 배출한다.
정답과 해설 보기

정답: 2

관로 고점에는 공기가 모여 통수단면 감소와 수두손실을 일으킬 수 있고, 급배수 때 부압도 발생할 수 있다. 공기밸브는 운전상태에 따라 공기를 배출하거나 유입해 이 위험을 완화한다. 선택지별 판단: ① 공기밸브는 차단밸브가 아니며 지속적인 정체를 만드는 목적도 없다. ② 고점 공기배출과 부압 시 공기유입이라는 두 기능을 정확히 설명한다. ③ 소독제 생성장치가 아니므로 잔류염소를 만들지 않는다. ④ 저점의 이토밸브 또는 배수설비 기능과 혼동한 설명이다.

근거: 관로 고점의 공기밸브는 충수 중 포집공기를 배출하고 배수·수격 시 공기를 유입하여 통수장애와 과도한 부압을 방지한다.

111. 상수도 압력관의 수평 굴곡부에 지지블록(thrust block)을 설치하는 주된 이유는?

  1. 관내 물의 염소요구량을 줄이기 위해서이다.
  2. 관 표면의 색을 일정하게 유지하기 위해서이다.
  3. 유수 방향 변화로 생기는 불평형 수압추력을 주변의 안정된 지반에 전달해 이음부 이동과 이탈을 막기 위해서이다.
  4. 관로 내부를 완전 진공으로 만들기 위해서이다.
정답과 해설 보기

정답: 3

압력관의 굴곡, 분기, 관경변화부에는 압력과 운동량 변화로 축방향 불평형력이 생긴다. 지지블록은 이 추력을 충분한 지반 반력면적으로 전달하여 관과 이음부의 변위를 억제한다. 선택지별 판단: ① 소독제 소비는 수질과 접촉물질 문제이며 구조 지지블록의 목적이 아니다. ② 도장 외관은 수압추력 저항과 무관하다. ③ 불평형 추력을 지반에 전달한다는 구조적 역할을 정확히 설명한다. ④ 진공 형성은 오히려 관 손상 위험이며 지지블록의 기능이 아니다.

근거: 압력관 굴곡·분기부의 지지블록은 유향·운동량 변화로 발생한 불평형 수압추력을 지반반력으로 전달해 관 이탈을 방지한다.

112. 같은 특성을 가진 원심펌프 두 대를 관로에 연결할 때 직렬운전과 병렬운전의 기본 효과로 옳은 것은?

  1. 직렬은 유량만 더하고 병렬은 양정만 더한다.
  2. 직렬과 병렬 모두 유량과 양정이 정확히 두 배가 된다.
  3. 두 방식 모두 단일펌프와 성능이 항상 같다.
  4. 직렬은 같은 유량에서 양정을 합하고, 병렬은 같은 양정에서 유량을 합산하는 방향으로 조합곡선을 만든다.
정답과 해설 보기

정답: 4

직렬 연결에서는 한 펌프 토출이 다음 펌프 흡입으로 이어져 각 펌프의 양정이 같은 유량에서 더해진다. 병렬 연결에서는 같은 흡·토출 수두 조건에서 각 펌프 유량이 합쳐진다. 선택지별 판단: ① 직렬과 병렬의 합산 대상을 서로 바꾼 설명이다. ② 실제 운전점은 계통곡선과 교점에서 정해져 두 값 모두 단순 두 배가 아니다. ③ 배관 연결방식이 조합 성능곡선을 바꾸므로 단일펌프와 항상 같지 않다. ④ 직렬·병렬 펌프 조합의 기본 성능 합산 원리를 정확히 설명한다.

근거: 동일 펌프의 직렬운전은 같은 유량에서 양정을 합산하고 병렬운전은 같은 양정에서 유량을 합산하며 실제 운전점은 계통곡선으로 결정한다.

113. 대형 배수지에서 체류시간이 지나치게 길어 잔류소독제 저하와 수질 층화가 우려될 때 가장 적절한 운영·시설 대책은?

  1. 유입·유출 위치와 운전수위를 조정하고 필요 시 혼합설비를 사용해 회전율과 혼합을 개선한다.
  2. 항상 최대수위로 고정해 물이 오래 머물도록 한다.
  3. 유입수와 유출수의 이동경로를 완전히 차단한다.
  4. 수질과 무관하게 배수지 용량을 무조건 두 배로 늘린다.
정답과 해설 보기

정답: 1

배수지의 과도한 수령과 단락·사수부는 소독제 소실과 미생물 재성장 위험을 높인다. 유출입 배치, 수위 운전, 내부 혼합과 저류용량 활용을 조정하여 체류분포를 개선해야 한다. 선택지별 판단: ① 수리적 회전과 혼합을 높여 사수부와 과도한 수령을 줄이는 실질 대책이다. ② 최대수위 고정은 평균 체류시간을 늘려 문제를 악화할 수 있다. ③ 통수를 차단하면 정체가 심해지고 배수지 기능도 상실한다. ④ 용량 증대는 수령을 더 키울 수 있어 수질대책으로 자동 성립하지 않는다.

근거: 배수지 수질관리는 유출입 배치, 수위운전과 내부 혼합으로 사수부·층화·과도한 수령을 줄이고 잔류소독제 유지성을 높이는 방식으로 수행한다.

114. 하수관로의 폐쇄회로 텔레비전(CCTV) 조사를 실시하는 주된 목적은?

토목기사 필기 모의고사 자격증3001 워터마크 적용 문제도: 하수관 내부를 주행 촬영하는 폐쇄회로 텔레비전 카메라 조사 장비
114번 문제 도식
  1. 하수의 BOD를 영상만으로 정확히 분석한다.
  2. 관 내부의 균열, 이음부 벌어짐, 침입수 흔적, 변형과 퇴적 상태를 비굴착으로 확인해 보수 우선순위를 정한다.
  3. 지상의 강우량을 관 내부 카메라로 직접 측정한다.
  4. 펌프의 전동기 효율만 계산한다.
정답과 해설 보기

정답: 2

토목기사 필기 모의고사 자격증3001 워터마크 적용 풀이도: 하수관 CCTV로 균열 이음 벌어짐 침입수 변형 퇴적을 기록해 보수 우선순위를 정하는 흐름
114번 정답 도식

CCTV 조사는 관로 내부를 주행 촬영하여 구조적 결함과 운영상 장애를 위치별로 기록한다. 상태등급과 결함 위치는 세척, 국부보수, 갱생 또는 교체의 우선순위 결정에 활용한다. 선택지별 판단: ① 수질농도는 채수·분석이 필요하며 영상만으로 정량 BOD를 구하지 않는다. ② 비굴착 상태조사 대상과 유지관리 활용을 정확히 설명한다. ③ 강우량은 우량계로 측정하며 관내 영상의 직접 측정대상이 아니다. ④ 전동기 효율시험과 관로 상태조사는 목적과 장비가 다르다.

근거: 하수관 CCTV 조사는 굴착 없이 내부 구조·접합·침입수·퇴적 결함을 위치별로 기록하여 상태평가와 보수·갱생 우선순위를 정한다.

115. 노후 하수관을 굴착하지 않고 보수하는 현장경화관(CIPP) 공법의 일반적인 시공원리로 옳은 것은?

  1. 기존 관을 전 구간 철거한 뒤 개착으로 새 관만 설치한다.
  2. 관내에 골재를 채워 하수 흐름을 영구 차단한다.
  3. 수지 함침 라이너를 기존 관 안에 삽입·밀착시킨 뒤 열·증기·자외선 등으로 경화해 새 내관을 형성한다.
  4. 관 외부 흙을 동결해 얼음관을 영구 시설로 사용한다.
정답과 해설 보기

정답: 3

CIPP는 유연한 수지 함침 라이너를 반전 또는 인입하고 기존 관 내벽에 밀착시킨 뒤 경화한다. 굴착을 줄이면서 연속적인 구조·수밀 내관을 형성하는 대표적인 비굴착 갱생법이다. 선택지별 판단: ① 이는 전통적인 개착 교체로 CIPP의 비굴착 장점과 다르다. ② 골재 충전은 통수기능을 없애므로 관 갱생법이 아니다. ③ 라이너 삽입·밀착·경화라는 CIPP의 핵심 공정을 정확히 설명한다. ④ 인공동결은 임시 지반보조공법이며 하수관 영구 내관 형성과 다르다.

근거: CIPP는 수지 함침 라이너를 기존 관 내부에 설치·밀착하고 현장에서 경화하여 연속적인 구조·수밀 내관을 만드는 비굴착 갱생법이다.

116. 활성슬러지 공정 전단에 작은 선택조(selector)를 설치하는 일반적인 운전목적은?

  1. 모든 미생물을 소독해 생물학적 처리를 중단한다.
  2. 반응조의 용존산소를 항상 0으로만 유지한다.
  3. 유입하수를 우회시켜 처리장 밖으로 직접 방류한다.
  4. 높은 기질농도 또는 특정 산화환원 조건을 짧게 제공해 플록형성균을 선택하고 사상성 팽화를 억제한다.
정답과 해설 보기

정답: 4

선택조는 유입 기질을 짧은 시간에 집중 접촉시키거나 호기·무산소·혐기 조건을 조성하여 원하는 미생물의 기질섭취 우위를 만든다. 이는 사상성균 과증식과 슬러지 팽화 제어에 도움을 준다. 선택지별 판단: ① 선택조는 유용한 생물량을 선택하는 시설이지 전량 소독시설이 아니다. ② 공정 목적에 따라 조건이 달라지며 항상 완전 무산소로만 운전하지 않는다. ③ 미처리 우회방류는 선택조의 정상 기능과 정반대이다. ④ 미생물 선택압과 팽화억제라는 목적을 정확히 설명한다.

근거: 활성슬러지 선택조는 짧은 고기질 또는 조절된 산화환원 환경으로 플록형성균에 선택압을 주어 사상성 미생물 과증식을 억제한다.

117. 질산성 질소가 남은 활성슬러지가 2차침전지 슬러지층에서 탈질되면서 슬러지가 떠오르는 현상의 설명으로 옳은 것은?

  1. 생성된 질소가스 기포가 슬러지 플록에 붙어 부력을 주는 상승슬러지(rising sludge) 현상이다.
  2. 무기 모래가 즉시 녹아 슬러지 밀도가 0이 되는 현상이다.
  3. 응집제가 모두 증발해 물의 점성이 무한대가 되는 현상이다.
  4. 침전지 바닥 경사가 커서 슬러지가 화학적으로 산화되는 현상이다.
정답과 해설 보기

정답: 1

침전지 슬러지층이 무산소 상태가 되고 질산염과 이용가능한 탄소가 남아 있으면 탈질로 N2 기체가 생성된다. 기포가 플록에 부착하면 이미 가라앉은 슬러지가 다시 떠올라 유출수 고형물이 증가할 수 있다. 선택지별 판단: ① 탈질 질소기포와 부상 메커니즘을 정확히 설명한다. ② 모래 용해나 밀도 0은 실제 상승슬러지의 원인이 아니다. ③ 응집제 증발과 물의 무한 점성은 물리적으로 성립하지 않는다. ④ 바닥경사 자체가 질소기포를 만드는 화학반응은 아니다.

근거: 2차침전지 상승슬러지는 슬러지층의 탈질로 생성된 질소가스가 플록에 부착하여 부력을 만들고 침전슬러지를 다시 부상시키는 현상이다.

118. 이동상 생물막 반응조(MBBR)의 기본 구성과 처리원리로 옳은 것은?

  1. 모든 담체를 침전지 바닥에 고정하고 물과 접촉시키지 않는다.
  2. 반응조 안의 부유 담체 표면에 생물막을 성장시키고 망으로 담체 유출을 막으면서 혼합·폭기한다.
  3. 활성탄을 고온 연소하는 과정만으로 BOD를 제거한다.
  4. 하수를 막 없이 고압 증발시켜 염류만 남긴다.
정답과 해설 보기

정답: 2

MBBR는 비중과 형상이 조절된 담체를 반응조에서 움직이게 하고 그 표면의 부착생물막으로 유기물·질소를 처리한다. 담체 보유망은 담체를 반응조 안에 유지하고 혼합·폭기가 접촉을 돕는다. 선택지별 판단: ① 담체가 물과 접촉하지 않으면 생물막 반응이 일어날 수 없다. ② 이동 담체·부착생물막·보유망이라는 핵심 구성을 정확히 설명한다. ③ 열재생 공정의 설명으로 생물막 반응조와 무관하다. ④ 고압 증발은 MBBR의 생물학적 처리원리가 아니다.

근거: MBBR는 반응조에서 이동하는 담체 표면의 부착생물막과 하수의 접촉을 이용하며 담체 보유망과 혼합·폭기 설비로 운전한다.

119. 아나목스(anammox) 공정을 이용한 질소제거의 핵심 반응으로 옳은 것은?

  1. 호기조건에서 유기탄소만으로 질산을 황산염으로 바꾼다.
  2. 염소를 주입해 모든 암모니아를 질소가스 없이 제거한다.
  3. 무산소조건에서 암모늄과 아질산을 주 기질로 이용해 질소가스를 생성하므로 외부 유기탄소와 산소 요구를 줄일 수 있다.
  4. 질산염을 인산염으로 화학 변환한다.
정답과 해설 보기

정답: 3

아나목스 미생물은 무산소 조건에서 NH4+-N을 전자공여체, NO2–N을 전자수용체로 이용해 주로 N2로 전환한다. 부분아질산화와 결합하면 전통 질산화-탈질보다 산소와 외부탄소 요구가 작다. 선택지별 판단: ① 황산염 생성과 유기탄소 산화는 아나목스 핵심 반응이 아니다. ② 염소 산화는 생물학적 아나목스가 아니며 불필요한 부산물을 만들 수 있다. ③ 반응물·조건·장점을 정확히 설명하므로 정답이다. ④ 질산과 인산 사이의 원소변환은 성립하지 않는다.

근거: 아나목스는 무산소 조건에서 암모늄과 아질산을 이용해 질소가스를 생성하는 독립영양 질소제거 경로로 산소·외부탄소 수요를 절감한다.

120. 슬러지 소화액 등에서 스트루바이트(struvite)를 회수하는 원리로 옳은 것은?

  1. 질소와 인을 모두 기체 염소로 바꾸어 포집한다.
  2. 유기물을 완전 연소한 재만 여과한다.
  3. 용존 인을 활성탄에만 비가역 흡착시킨다.
  4. 마그네슘·암모늄·인산이 적절한 몰비와 pH에서 MgNH4PO4·6H2O 결정으로 침전되도록 해 인과 질소를 회수한다.
정답과 해설 보기

정답: 4

스트루바이트는 마그네슘, 암모늄, 인산이온이 과포화될 때 형성되는 결정이다. pH와 Mg:P 비, 핵생성·체류조건을 조절하면 배관의 비의도성 스케일을 줄이면서 비료자원으로 회수할 수 있다. 선택지별 판단: ① 질소와 인을 염소기체로 바꾸는 반응은 스트루바이트 회수와 무관하다. ② 소각재 처리와 결정성 인 회수는 서로 다른 공정이다. ③ 활성탄 흡착만으로 스트루바이트 결정이 형성되지 않는다. ④ 구성 이온·화학식·운전조건과 자원회수 목적을 정확히 설명한다.

근거: 스트루바이트 회수는 Mg2+, NH4+와 PO4 계열 이온의 과포화·결정화를 pH와 몰비로 제어하여 질소·인을 MgNH4PO4·6H2O로 회수한다.

토목기사 필기 모의고사 학습 방법

먼저 PDF 문제지를 시간에 맞춰 푼 뒤, 이 글에서 오답의 정답·해설·근거를 확인하세요. 법규 문항은 근거 기준일 이후 개정 여부도 함께 확인하는 것이 안전합니다.

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