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문제지 PDF · 웹 정답 해설

2024년 3회 토목기사 필기 출제기준 기반 모의고사

2024년 3회 토목기사 필기 적용 출제기준에 맞춘 6과목 120문항 문제지 PDF와 정답·상세 해설입니다.

자체제작 120문항 시험기간 2024-07-05 ~ 2024-07-27 근거 기준일 2026-08-24
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2024년 3회 토목기사 필기 출제기준 기반 모의고사 안내

토목기사 필기 모의고사 2024년 3회 학습자료입니다. 6과목 120문항을 PDF나 CBT로 풀고 정확한 정답과 상세 해설을 확인하세요.

2024년 정기 기사 3회에 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.

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토목기사 필기 모의고사 2024년 3회 120문항 PDF와 CBT 자격증3001 표지

토목기사 필기 모의고사 · 응용역학

1. 길이 L=6 m인 보에 w(x)=12(x/L)² kN/m의 포물선 분포하중이 작용한다. 합력의 크기와 왼쪽 끝에서 작용점까지 거리는?

  1. 24 kN, 4.5 m
  2. 36 kN, 3.0 m
  3. 24 kN, 2.0 m
  4. 72 kN, 4.0 m
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정답: 1

합력은 W=∫₀ᴸ12(x/L)²dx=12L/3=24 kN이다. 작용점은 x̄=∫xw dx/W=(12L²/4)/(12L/3)=3L/4=4.5 m이다. 선택지별 판단: ① 크기와 1차모멘트를 모두 정확히 적분했다. ② 평균강도를 6 kN/m로 단순 적용해 위치도 중앙으로 잡았다. ③ 합력은 맞지만 작용점을 반대로 잡았다. ④ 최대강도를 전 구간에 적용한 값이다.

근거: 분포하중의 등가합력은 하중도 면적 ∫w dx이고 작용점은 그 하중도의 1차모멘트 ∫xw dx를 합력으로 나눈 위치이다.

2. 평균나사반지름 40 mm인 사각나사 잭으로 20 kN을 올린다. 마찰계수 μ=0.10, 리드각 λ=4°이고 상승토크 T=Wr tan(φ+λ), φ=tan⁻¹μ일 때 T는 약 얼마인가?

  1. 0.080 kN·m
  2. 0.137 kN·m
  3. 0.400 kN·m
  4. 0.800 kN·m
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정답: 2

마찰각은 φ=tan⁻¹0.10=5.71°이므로 T=20×0.040×tan(9.71°)=0.1368 kN·m, 약 0.137 kN·m이다. 선택지별 판단: ① Wr에 마찰계수만 단순 곱한 값이다. ② 주어진 상승토크 식과 단위변환을 정확히 적용했다. ③ 나사반지름을 과대 적용한 값이다. ④ 기하·마찰각을 무시하고 Wr 자체를 답한 값이다.

근거: 사각나사의 하중 상승은 마찰각과 리드각을 합한 경사면 등가로 보며 T=Wr tan(φ+λ), φ=tan⁻¹μ를 적용한다.

3. 반지름 r=150 mm인 1/4원 면적의 도심은 두 직선변 각각에서 같은 거리에 있다. 그 거리를 4r/(3π)로 구하면 약 얼마인가?

  1. 31.8 mm
  2. 47.7 mm
  3. 63.7 mm
  4. 95.5 mm
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정답: 3

1/4원 면적은 두 직선 경계 사이의 이등분선 y=x에 대해 대칭이므로 x̄=ȳ이다. 주어진 식에 r=150 mm를 넣으면 600/(3π)=200/π=63.66 mm이다. 선택지별 판단: ① 반지름을 절반으로 잘못 사용했다. ② 계수 3 또는 4를 잘못 적용한 값이다. ③ 4r/(3π)의 정확한 근삿값이다. ④ 반원호 도심식과 혼동한 값에 가깝다.

근거: 1/4원 면적의 도심은 두 직선 경계에서 각각 4r/(3π) 떨어진 위치에 있으며 면적 1차모멘트 적분으로 얻는다.

4. 외경 D=100 mm, 내경 d=60 mm인 중공원형 단면의 도심 지름축에 대한 단면2차모멘트 I=π(D⁴-d⁴)/64는 약 얼마인가?

토목기사 필기 모의고사 외경 100밀리미터와 내경 60밀리미터인 동심 중공원형 단면과 도심 지름축을 표시한 자격증3001 워터마크 적용 문제도
4번 문제 도식
  1. 1.23×10⁶ mm⁴
  2. 2.45×10⁶ mm⁴
  3. 3.14×10⁶ mm⁴
  4. 4.27×10⁶ mm⁴
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정답: 4

토목기사 필기 모의고사 외측 원과 내측 빈 원의 단면2차모멘트 차를 계산해 4.27 곱하기 10의 6승 밀리미터4제곱을 구한 자격증3001 워터마크 적용 풀이도
4번 정답 도식

D⁴-d⁴=100⁴-60⁴=87.04×10⁶ mm⁴이다. 여기에 π/64를 곱하면 I=4.2726×10⁶ mm⁴이다. 선택지별 판단: ① 내경 공제를 지나치게 크게 한 값이다. ② π/64 계수나 네제곱을 잘못 처리했다. ③ 단순히 π×10⁶ 정도로 추정한 값이다. ④ 외측 원의 I에서 내측 원의 I를 뺀 정확한 결과이다.

근거: 중공원형 단면의 도심 지름축 단면2차모멘트는 외측 원의 πD⁴/64에서 내측 원의 πd⁴/64를 공제한다.

5. 등방성 선형탄성 재료가 세 방향에서 같은 압축응력 p=60 MPa를 받는다. E=200 GPa, ν=0.25이고 체적변형률 εv=-3(1-2ν)p/E일 때 εv는?

  1. -4.50×10^-4
  2. -1.50×10^-4
  3. +4.50×10^-4
  4. -9.00×10^-4
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정답: 1

E=200,000 MPa로 바꾸면 εv=-3(1-0.50)60/200000=-90/200000=-4.50×10^-4이다. 정수압축이므로 부호는 음이다. 선택지별 판단: ① 포아송 효과와 세 방향을 모두 반영했다. ② 한 방향 변형만 본 값이다. ③ 크기는 같지만 압축 부호를 뒤집었다. ④ (1-2ν) 계수를 누락해 두 배로 만든 값이다.

근거: 등방성 재료의 정수응력 상태에서 체적변형률은 세 정상변형률의 합이며 εv=-3(1-2ν)p/E이다.

6. 평면응력 상태에서 σx=120 MPa, σy=40 MPa, τxy=0이다. E=200 GPa, ν=0.30일 때 εx=(σx-νσy)/E는?

  1. 3.60×10^-4
  2. 5.40×10^-4
  3. 6.00×10^-4
  4. 8.00×10^-4
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정답: 2

E=200,000 MPa이고 σx-νσy=120-0.30×40=108 MPa이다. 따라서 εx=108/200000=5.40×10^-4이다. 선택지별 판단: ① 포아송 항을 과대 공제한 값이다. ② 이축응력의 포아송 연성을 정확히 반영했다. ③ σy의 영향을 무시한 120/E 값이다. ④ 두 응력을 단순 합산해 과대평가한 값이다.

근거: 등방성 선형탄성 평면응력에서 εx=(σx-νσy)/E이며 모든 응력과 탄성계수의 단위를 일치시켜야 한다.

7. 한 점의 평면응력이 σx=80 MPa, σy=20 MPa, τxy=30 MPa이다. 최대 면내전단응력 R=√[((σx-σy)/2)²+τxy²]은 약 얼마인가?

  1. 30.0 MPa
  2. 35.0 MPa
  3. 42.4 MPa
  4. 60.0 MPa
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정답: 3

평균응력과 무관한 Mohr 원 반지름은 R=√(30²+30²)=42.43 MPa이며 이것이 최대 면내전단응력이다. 선택지별 판단: ① 현재 좌표면의 τxy만 답해 응력변환을 하지 않았다. ② 두 정상응력 차와 전단을 잘못 결합했다. ③ Mohr 원 반지름을 정확히 계산했다. ④ 정상응력 차 60 MPa를 그대로 전단응력으로 오인했다.

근거: 평면응력 Mohr 원의 반지름은 √[((σx-σy)/2)²+τxy²]이며 최대 면내전단응력의 크기와 같다.

8. I형 강재 보의 횡비틀림좌굴(lateral-torsional buckling)에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 인장플랜지만 횡지지하면 압축플랜지의 불안정은 항상 사라진다.
  2. 보 길이가 길수록 횡비틀림좌굴강도는 반드시 증가한다.
  3. 휨모멘트가 있어도 보 단면은 횡이동·비틀림하지 않는다.
  4. 압축플랜지의 횡지지가 부족하면 보가 면외로 휘고 비틀리며 휨강도가 저하될 수 있다.
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정답: 4

강축 휨을 받는 I형 보는 압축플랜지가 옆으로 이동하려 하고 웨브·인장플랜지와 함께 단면이 비틀리는 횡비틀림좌굴이 생길 수 있다. 선택지별 판단: ① 핵심은 압축플랜지의 적절한 횡지지이다. ② 비지지길이가 길수록 일반적으로 좌굴강도는 낮아진다. ③ 면외변형과 비틀림이 이 한계상태의 본질이다. ④ 발생조건과 강도저하를 정확히 설명한다.

근거: 횡비틀림좌굴은 휨 압축플랜지의 면외좌굴과 단면 비틀림이 결합하는 보의 안정 한계상태이며 비지지길이와 횡지지가 중요하다.

9. 완전합성된 두 재료가 축방향으로 같은 변형률을 갖고 탄성계수비가 Es/Ec=8이다. 선형탄성 범위에서 두 재료의 축응력 관계로 옳은 것은?

  1. σs=8σc
  2. σs=σc/8
  3. σs=σc
  4. σs+σc=0만 가능하다
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정답: 1

완전합성으로 변형적합 εs=εc가 성립하고 Hooke 법칙 σ=Eε를 적용하면 σs/σc=Es/Ec=8이다. 선택지별 판단: ① 같은 변형률과 탄성계수비를 정확히 연결한다. ② 강성이 큰 재료의 응력이 더 작다고 반대로 썼다. ③ 탄성계수가 다르면 같은 변형률에서도 응력이 같지 않다. ④ 외력 평형은 단면력 합으로 판단하며 응력합 0만 가능한 것이 아니다.

근거: 완전부착 합성부재는 계면에서 변형적합을 만족하며 선형탄성 구간의 응력비는 같은 변형률에 대한 탄성계수비와 같다.

10. 경간 L=6 m인 양단고정보의 중앙에 집중하중 P=20 kN이 작용한다. 양 끝 고정단모멘트의 크기 PL/8은?

  1. 10 kN·m
  2. 15 kN·m
  3. 20 kN·m
  4. 30 kN·m
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정답: 2

중앙 집중하중을 받는 등단면 양단고정보의 양 끝 모멘트는 크기가 PL/8이고 모두 지점부 부모멘트이다. 20×6/8=15 kN·m이다. 선택지별 판단: ① PL/12를 잘못 적용한 값이다. ② 중앙 집중하중의 고정단모멘트를 정확히 계산했다. ③ PL/6을 적용한 값이다. ④ 단순보 중앙 최대모멘트 PL/4와 혼동한 값이다.

근거: 등단면 양단고정보의 중앙 집중하중에 의한 양 끝 고정단모멘트는 각각 -PL/8이며 부호는 지점부 부모멘트를 뜻한다.

11. 길이 L=6 m, EI=24,000 kN·m²인 프리즘 부재 AB에서 두 절점 회전은 0이고 B가 A에 대해 0.012 m 내려앉았다. 하중이 없을 때 기울기처짐식 MAB=(2EI/L)(-3Δ/L)에 따른 MAB는?

  1. -12 kN·m
  2. -24 kN·m
  3. -48 kN·m
  4. -96 kN·m
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정답: 3

2EI/L=8000 kN·m이고 -3Δ/L=-3×0.012/6=-0.006이다. 따라서 MAB=8000×(-0.006)=-48 kN·m이다. 선택지별 판단: ① 침하항의 계수 3을 누락한 값에 가깝다. ② EI 또는 양단계수를 절반만 반영했다. ③ 주어진 기울기처짐식과 부호를 정확히 적용했다. ④ 침하량을 두 번 반영해 크기를 두 배로 했다.

근거: 프리즘 부재의 기울기처짐식은 절점회전과 chord rotation Δ/L 및 고정단모멘트를 함께 포함하며 제시 조건에서는 MAB=(2EI/L)(-3Δ/L)이다.

12. 선형탄성 공간부재의 한 점 변위를 단위하중법으로 구할 때 축력·휨·비틀림·전단변형을 모두 포함한 설명으로 옳은 것은?

  1. 실제하중 내력만 적분하고 단위하중계 내력은 사용하지 않는다.
  2. 각 변형에너지 항을 서로 곱하지 않고 모두 0으로 둔다.
  3. 단위하중은 실제하중과 항상 반대방향으로만 가한다.
  4. 실제계와 단위하중계의 대응 내력곱을 각 강성으로 나눈 항들을 부재 전체에 적분해 합한다.
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정답: 4

가상일 원리의 단위하중법은 δ=∫[Nn/(EA)+Mm/(EI)+Tt/(GJ)+Vv/(κGA)]ds처럼 실제계와 가상계의 대응 내력을 곱해 합산한다. 선택지별 판단: ① 단위하중계 내력이 반드시 필요하다. ② 각 변형성분은 요구 정밀도에 따라 포함된다. ③ 구하려는 변위 또는 회전의 양(+)의 방향으로 단위하중을 둔다. ④ 모든 내력-강성 대응과 적분원리를 정확히 설명한다.

근거: 단위하중법은 선형탄성 가상일 원리에 따라 실제 내력과 단위하중 내력의 곱을 축·휨·비틀림·전단 강성으로 나눈 적분합으로 변위를 구한다.

13. 이상적인 탄소성 골조의 붕괴해석에서 소성힌지와 붕괴기구의 관계로 옳은 것은?

토목기사 필기 모의고사 수평하중을 받는 보·기둥 고정단 강절골조 형상을 표시한 자격증3001 워터마크 적용 문제도
13번 문제 도식
  1. 충분한 수의 소성힌지가 형성되어 구조가 기구로 변하면 추가 하중증가 없이 큰 변형이 진행될 수 있다.
  2. 첫 항복이 생기는 즉시 모든 부재의 내력이 0이 된다.
  3. 소성힌지는 전단력과 축력만 전달하고 모멘트는 무한히 증가시킨다.
  4. 정정부재에는 어떤 경우에도 소성힌지가 형성될 수 없다.
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정답: 1

토목기사 필기 모의고사 골조에 충분한 소성힌지가 형성되어 횡변형 붕괴기구가 되는 상태를 표시한 자격증3001 워터마크 적용 풀이도
13번 정답 도식

소성힌지는 단면이 소성모멘트에 도달한 뒤 회전능력을 발휘하는 이상화이다. 정정차수와 운동자유도에 맞는 수의 힌지가 생겨 기구가 되면 붕괴하중에 도달한다. 선택지별 판단: ① 소성붕괴의 기구조건을 정확히 설명한다. ② 첫 항복은 보통 곧 전체 붕괴를 뜻하지 않는다. ③ 소성힌지 모멘트는 대체로 Mp 수준이고 무한대가 아니다. ④ 정정구조도 소성힌지 형성과 붕괴가 가능하다.

근거: 소성해석에서 단면은 소성모멘트에 도달하면 소성힌지로 이상화되고, 충분한 힌지가 형성되어 구조가 운동기구가 되는 하중이 붕괴하중이다.

14. 폭 b, 높이 h인 직사각형 단면의 완전소성모멘트 Mp와 최초항복모멘트 My의 비인 형상계수 Mp/My는?

  1. 1.00
  2. 1.50
  3. 2.00
  4. 3.00
정답과 해설 보기

정답: 2

직사각형의 탄성단면계수는 Ze=bh²/6, 소성단면계수는 Zp=bh²/4이다. 같은 항복응력에 대해 Mp/My=Zp/Ze=(1/4)/(1/6)=1.5이다. 선택지별 판단: ① 탄성 이후의 응력재분배를 무시했다. ② 두 단면계수의 비를 정확히 계산했다. ③ 소성단면계수를 과대평가했다. ④ 높이의 제곱과 계수를 잘못 처리한 값이다.

근거: 직사각형 단면의 탄성단면계수는 bh²/6, 소성단면계수는 bh²/4이며 형상계수는 Zp/Ze=1.5이다.

15. 압연 H형강 기둥의 잔류응력이 비탄성좌굴 거동에 미치는 일반적인 영향으로 옳은 것은?

  1. 잔류응력은 모든 섬유에 같은 인장응력만 만들어 좌굴강도를 무한대로 높인다.
  2. 외력이 없으면 잔류응력도 존재할 수 없으므로 좌굴과 무관하다.
  3. 일부 섬유가 공칭평균응력보다 먼저 항복하여 단면의 유효 접선강성을 낮추고 비탄성좌굴강도를 감소시킬 수 있다.
  4. 잔류응력은 단면의 탄성계수를 재료 고유값의 두 배로 만든다.
정답과 해설 보기

정답: 3

압연·용접 과정의 불균일 냉각은 자평형 잔류응력을 남긴다. 압축하중이 더해지면 잔류압축 영역이 먼저 항복하여 단면 접선강성이 감소하고 좌굴곡선이 낮아질 수 있다. 선택지별 판단: ① 잔류응력은 인장·압축이 자평형하며 강도를 무한히 높이지 않는다. ② 무외력 상태에도 존재한다. ③ 조기항복과 강성저하를 정확히 설명한다. ④ 재료 탄성계수를 두 배로 바꾸지 않는다.

근거: 압연·용접 잔류응력은 자평형 상태로 존재하며 압축부재 일부 섬유의 조기항복과 접선강성 저하를 통해 비탄성좌굴강도에 영향을 준다.

16. 보수적 선형탄성 구조물의 기본진동수를 Rayleigh 방법으로 근사할 때 사용하는 원리로 옳은 것은?

  1. 질량을 모두 0으로 두고 강성만 합한다.
  2. 가정 진동형과 무관하게 임의의 주파수가 항상 정확하다.
  3. 최대 변형에너지와 최대 운동에너지를 서로 빼서 주파수를 구한다.
  4. 경계조건을 만족하는 가정 진동형에 대해 최대 변형에너지와 최대 운동에너지를 같게 두어 Rayleigh 몫을 계산한다.
정답과 해설 보기

정답: 4

자유진동에서 감쇠가 없으면 최대 변형에너지와 최대 운동에너지가 주기적으로 교환된다. Rayleigh 방법은 허용 가능한 가정형상을 넣어 이 에너지 등가로 ω²의 몫을 구한다. 선택지별 판단: ① 질량은 운동에너지의 핵심이다. ② 가정형상 품질에 따라 근사오차가 달라진다. ③ 두 에너지는 최대값을 같게 두며 빼지 않는다. ④ 경계조건과 에너지 등가의 원리를 정확히 설명한다.

근거: Rayleigh 방법은 경계조건을 만족하는 가정모드에서 최대 변형에너지와 최대 운동에너지를 등치해 기본원진동수의 근삿값을 얻는다.

17. 힘법에서 1차 부정정 구조물의 잉여력 X를 구하는 적합조건을 가장 적절하게 설명한 것은?

  1. 잉여력을 제거한 기본구조에서 외력에 의한 해당 변위와 X에 의한 변위의 합을 실제 지점조건의 변위와 같게 둔다.
  2. 기본구조의 평형을 무시하고 변위만 임의로 0으로 둔다.
  3. 잉여력 방향의 유연도계수는 항상 0이다.
  4. 구조물의 재료와 단면강성은 적합조건에 전혀 영향을 주지 않는다.
정답과 해설 보기

정답: 1

힘법은 하나의 잉여구속을 풀어 정정 기본구조를 만들고, 외력 변위 ΔL과 잉여력 변위 fXX를 합하여 지점침하 등 요구변위 Δ0와 같게 둔다. 선택지별 판단: ① ΔL+fXX=Δ0의 적합조건을 정확히 설명한다. ② 기본구조도 평형과 경계조건을 만족해야 한다. ③ 안정한 구조의 자기유연도는 일반적으로 양수이다. ④ 유연도는 EI, EA 등 강성에 의존한다.

근거: 힘법은 잉여력을 미지수로 선택하고 정정 기본구조의 하중변위와 잉여력변위를 합해 실제 구속의 변위적합조건을 만족시킨다.

18. 얇은 십자형 개방단면 압축부재에서 나타날 수 있는 순수 비틀림좌굴의 설명으로 옳은 것은?

  1. 부재가 축방향으로만 늘어나고 단면 회전은 전혀 없다.
  2. 단면의 비틀림강성이 작으면 압축하중 아래 부재축 주위 회전이 증폭되는 비틀림 불안정이 지배할 수 있다.
  3. 비틀림좌굴은 인장재에서만 발생하고 압축재에는 생기지 않는다.
  4. 단면을 얇게 만들수록 비틀림강성이 항상 무한대로 커진다.
정답과 해설 보기

정답: 2

개방 얇은판 단면은 Saint-Venant 비틀림강성이 작을 수 있고, 전단중심과 도심 특성에 따라 압축력 아래 단면 회전형 좌굴이 지배한다. 선택지별 판단: ① 비틀림좌굴은 단면 회전을 동반한다. ② 낮은 비틀림강성과 압축불안정의 관계를 정확히 설명한다. ③ 압축부재의 안정 한계상태이다. ④ 얇은 개방단면은 일반적으로 비틀림에 더 취약할 수 있다.

근거: 개방 얇은판 압축부재는 단면 비틀림강성과 뒤틀림구속이 작을 때 축 주위 회전이 증폭되는 비틀림좌굴을 일으킬 수 있다.

19. 여러 크기의 반복응력을 받는 부재에서 Miner 선형누적손상법을 적용한 설명으로 옳은 것은?

  1. 응력수준별 반복수와 피로수명은 무관하므로 가장 작은 응력만 본다.
  2. 누적손상도는 각 응력수준의 허용수명을 모두 곱해 구한다.
  3. 각 응력수준의 실제 반복수 ni를 해당 수준 파괴수명 Ni로 나눈 ni/Ni를 합하고, 합이 약 1이면 피로파괴 한계로 본다.
  4. 평균응력과 응력범위가 달라도 모든 Ni는 항상 같다.
정답과 해설 보기

정답: 3

Miner 법칙은 응력수준별 수명소모분을 Di=ni/Ni로 두고 D=Σni/Ni로 선형 합산한다. 이상화에서는 D≈1을 파괴기준으로 쓴다. 선택지별 판단: ① 큰 응력수준도 수명에 크게 기여한다. ② 손상분은 곱이 아니라 합이다. ③ 정의와 파괴판정을 정확히 설명한다. ④ S-N 관계에 따라 응력범위가 달라지면 Ni도 달라진다.

근거: Miner 선형누적손상 가정은 각 응력수준의 반복비 ni/Ni를 손상분으로 보고 그 합이 약 1에 이르면 피로파괴로 판정한다.

20. 점성감쇠 자유진동에서 연속한 같은 방향 진폭이 x1=10 mm, x2=8 mm이다. 대수감쇠율 δ=ln(x1/x2)은 약 얼마인가?

  1. 0.080
  2. 0.125
  3. 0.200
  4. 0.223
정답과 해설 보기

정답: 4

연속한 같은 방향 최대진폭의 비는 10/8=1.25이고 δ=ln1.25=0.2231이다. 대수감쇠율은 무차원이다. 선택지별 판단: ① 진폭 차 2 mm를 임의로 나눈 값이다. ② x2/x1과 혼동한 수치이다. ③ 상대감소량 (10-8)/10을 로그 없이 사용했다. ④ 진폭비의 자연로그를 정확히 계산했다.

근거: 저감쇠 자유진동의 대수감쇠율은 연속한 같은 방향 최대진폭의 자연로그 비 δ=ln(xn/xn+1)로 정의한다.

토목기사 필기 모의고사 · 측량학

21. 관측량 X, Y의 표준편차가 각각 2 mm, 3 mm이고 공분산 Cov(X,Y)=1 mm²이다. Z=2X-Y일 때 σZ=√[4σX²+σY²-4Cov(X,Y)]는 약 얼마인가?

  1. 4.58 mm
  2. 5.00 mm
  3. 5.39 mm
  4. 7.00 mm
정답과 해설 보기

정답: 1

분산전파식에 대입하면 σZ²=4×2²+3²-4×1=16+9-4=21 mm²이고 σZ=√21=4.58 mm이다. 선택지별 판단: ① 공분산의 부호와 계수를 정확히 반영했다. ② 공분산을 무시한 √25 값이다. ③ 공분산 항의 부호를 반대로 더한 값에 가깝다. ④ 표준편차를 단순 선형합해 과대평가했다.

근거: 선형결합 Z=aX+bY의 분산은 a²σX²+b²σY²+2abCov(X,Y)이며 계수의 부호가 공분산항 부호를 결정한다.

22. 평면좌표 오차의 공분산행렬이 C=[[9,4],[4,4]] mm²이다. 최대 고유값이 약 11.22 mm²일 때 1σ 오차타원의 장반축 길이는 약 얼마인가?

  1. 2.11 mm
  2. 3.35 mm
  3. 4.00 mm
  4. 11.22 mm
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정답: 2

오차타원의 주축분산은 공분산행렬의 고유값이고 1σ 주축길이는 그 제곱근이다. 따라서 장반축은 √11.22=3.35 mm이다. 선택지별 판단: ① 작은 고유값의 제곱근에 가까운 값이다. ② 최대 고유값의 제곱근을 정확히 취했다. ③ 공분산 비대각성분을 길이로 오인했다. ④ 분산값을 제곱근 없이 길이로 사용했다.

근거: 2차원 오차타원의 주축방향은 공분산행렬 고유벡터, 1σ 주축길이는 각 고유값의 제곱근으로 정한다.

23. 거리와 각을 함께 관측해 축척은 정해지지만 외부 고정점을 두지 않은 2차원 자유망 최소제곱조정에서 나타나는 datum defect에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 관측을 늘리면 좌표계 원점과 방향이 자동으로 절대 고정된다.
  2. 거리관측 하나만 있으면 축척·방향·원점이 모두 국가기준에 연결된다.
  3. 망의 내부형상은 정해져도 두 평행이동과 한 회전에 해당하는 기준자유도가 남을 수 있어 최소제약 또는 내부제약이 필요하다.
  4. 자유망에서는 잔차와 공분산을 계산할 수 없다.
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정답: 3

2차원 거리·각 관측은 점들 사이 상대형상을 정하지만 외부 datum이 없으면 전체망을 x·y로 이동하거나 회전해도 관측이 변하지 않는다. 선택지별 판단: ① 관측수 증가만으로 절대기준이 생기지 않는다. ② 한 거리로 국가좌표 원점·방향이 정해지지 않는다. ③ 세 datum 자유도와 제약 필요성을 정확히 설명한다. ④ 적절한 자유망 조정으로 잔차와 상대정밀도를 평가할 수 있다.

근거: 2차원 자유망은 상대기하만 결정되고 외부 기준이 없으면 두 평행이동과 한 회전의 datum 자유도가 남아 정상행렬이 특이해진다.

24. 서로 다른 3차원 측지기준계 좌표를 Helmert 7매개변수 변환으로 연결할 때 사용하는 매개변수 조합으로 옳은 것은?

  1. 평행이동 2개와 회전 2개
  2. 축척 3개와 높이 4개
  3. 위도·경도·표고만 각각 1개
  4. 평행이동 3개, 회전 3개, 단일 축척 1개
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정답: 4

3차원 Helmert 상사변환은 좌표원점 차이를 나타내는 Tx,Ty,Tz, 축 방향 차이를 나타내는 Rx,Ry,Rz, 전체 크기 차이를 나타내는 단일 축척으로 구성된다. 선택지별 판단: ① 3차원 이동·회전 성분이 부족하다. ② 방향별 독립축척을 쓰는 7매개변수 정의가 아니다. ③ 좌표 자체가 변환매개변수는 아니다. ④ 3+3+1의 정확한 구성을 제시한다.

근거: 3차원 Helmert 7매개변수 변환은 세 평행이동, 세 미소회전과 한 개의 공통 축척으로 두 데이텀 좌표계를 연결한다.

25. 기준타원체 위 두 점의 측지좌표가 주어졌을 때 측지선 역해법(inverse geodetic problem)이 구하는 값으로 옳은 것은?

  1. 두 점 사이 측지선거리와 양 끝의 방위각
  2. 첫 점과 거리·방위각으로 둘째 점 좌표
  3. 두 점의 중력가속도만
  4. 항공사진의 초점거리와 주점
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정답: 1

측지선 역해법은 두 끝점의 위도·경도가 알려졌을 때 타원체상 최단경로의 거리와 전·후방위각을 구한다. 선택지별 판단: ① 역문제의 입력과 출력을 정확히 설명한다. ② 이는 한 점과 거리·방위각에서 도착점 좌표를 구하는 직접문제이다. ③ 중력장 산정문제가 아니다. ④ 사진측량 내부표정과 관계없는 측지계산이다.

근거: 타원체 측지선 역문제는 두 끝점의 측지좌표로부터 타원체상 측지선거리와 각 끝점의 방위각을 결정한다.

26. GNSS 정밀단독측위(PPP)의 일반적인 특징으로 옳은 것은?

  1. 가까운 기준국의 원시관측을 반드시 실시간 이중차분해야만 계산된다.
  2. 단일 수신기 관측에 정밀궤도·정밀시계와 오차모형을 적용하며, 반송파 미지수 수렴에 시간이 필요할 수 있다.
  3. 위성시계오차를 전혀 보정하지 않고 코드 1개만 사용한다.
  4. 수신기 위치를 알기 위해 지상에서 각도만 관측한다.
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정답: 2

PPP는 사용자 수신기 한 대의 코드·반송파 관측에 전지구 정밀궤도·시계, 전리층·대류권 등 모델을 적용해 절대좌표를 추정한다. 선택지별 판단: ① 인접기준국 이중차분은 전형적 상대측위 방식이다. ② PPP 자료·보정과 수렴특성을 정확히 설명한다. ③ 정밀시계 보정과 다주파 관측이 중요하다. ④ 위성거리관측 기반이며 지상각만 쓰지 않는다.

근거: PPP는 단일 수신기 GNSS 관측과 정밀 위성궤도·시계 산출물 및 물리오차모형을 결합해 절대좌표를 추정하며 초기 수렴시간이 필요할 수 있다.

27. GNSS 반송파 관측의 사이클슬립을 탐지할 때 geometry-free 조합이나 Melbourne-Wübbena 조합을 사용하는 주된 이유는?

  1. 위성의 실제 궤도를 임의로 직선으로 만들기 위해
  2. 모든 관측잡음을 정확히 0으로 만들기 위해
  3. 주파수 조합으로 기하거리·시계 등 공통항을 제거하거나 완화해 반송파 정수연속성의 갑작스러운 변화를 드러내기 위해
  4. 수신기 안테나를 회전시키지 못하게 하기 위해
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정답: 3

사이클슬립은 연속해야 할 위상 미지수가 순간적으로 정수주기만큼 바뀌는 현상이다. 주파수간 조합은 큰 공통 기하항을 상쇄해 변화점 탐지를 쉽게 한다. 선택지별 판단: ① 실제 위성궤도를 변경하지 않는다. ② 잡음은 남지만 슬립 신호 대비를 높인다. ③ 조합의 탐지목적을 정확히 설명한다. ④ 안테나 기계회전 방지와 무관하다.

근거: 다주파 GNSS 조합은 기하거리·시계 같은 공통항을 제거 또는 완화하여 반송파 위상 정수미지수의 불연속인 사이클슬립을 민감하게 검출한다.

28. 네트워크 RTK에서 NTRIP을 사용하는 역할로 가장 적절한 것은?

  1. 위성의 원자시계를 물리적으로 교체한다.
  2. 현장 수신기의 안테나 높이를 자동으로 측정해 0으로 만든다.
  3. GNSS 위성신호 자체를 인터넷 서버가 대신 송신한다.
  4. 인터넷을 통해 기준국망 보정자료 스트림을 이동국에 전달하여 실시간 정밀측위를 지원한다.
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정답: 4

NTRIP은 HTTP 계열 전송구조로 caster의 GNSS 보정 스트림을 인증된 client에 전달한다. 이동국은 이를 자체 위성관측과 결합한다. 선택지별 판단: ① 위성 하드웨어를 교체하지 않는다. ② 안테나고는 별도로 정확히 입력·측정해야 한다. ③ 위성 전파를 대체하지 않고 지상 보정데이터를 운반한다. ④ 기준국망-이동국 실시간 전달 역할을 정확히 설명한다.

근거: NTRIP은 인터넷 기반으로 GNSS 기준국 또는 기준국망의 실시간 보정 스트림을 이동수신기에 전달하는 프로토콜 구조이다.

29. 로보틱 토털스테이션의 자동시준·자동추적 기능을 활용하는 주된 이점으로 옳은 것은?

  1. 프리즘을 자동 인식·추적해 1인 측량과 반복 모니터링을 지원하지만 오인식·시준차단과 기계검정은 계속 관리해야 한다.
  2. 프리즘이 가려져도 항상 정확한 거리를 측정한다.
  3. 자동추적을 쓰면 수평축·시준축 오차가 물리적으로 사라진다.
  4. 측점번호와 관측환경을 기록할 필요가 없어진다.
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정답: 1

로보틱 장비는 자동표적인식과 추적으로 관측자를 이동국 쪽에 둘 수 있고 반복 변위관측도 자동화한다. 그러나 가림, 다른 반사체 잠금과 기계계통오차는 품질관리 대상이다. 선택지별 판단: ① 장점과 한계를 함께 정확히 제시한다. ② 시준선이 차단되면 관측이 불가능할 수 있다. ③ 검정·조정은 여전히 필요하다. ④ 관측 메타데이터 기록도 유지해야 한다.

근거: 로보틱 토털스테이션은 자동표적인식·추적으로 1인 측량과 반복관측을 지원하나 표적잠금, 시준차단, 기계검정과 관측기록의 품질관리가 필요하다.

30. 위상차 방식 지상레이저스캐너(TLS)의 거리측정 원리로 옳은 것은?

  1. 표적의 색을 위도·경도로 직접 바꾼다.
  2. 연속 변조광을 송수신하고 기준신호와 귀환신호의 위상차를 거리로 환산하되 모호거리와 반사조건을 관리한다.
  3. 레이저를 사용하지 않고 중력만으로 점군을 만든다.
  4. 한 점의 수평각만으로 모든 3차원 거리를 확정한다.
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정답: 2

위상차 TLS는 변조된 연속파의 송신·수신 위상차를 측정해 왕복거리를 산정하고 주파수 조합으로 모호거리를 처리한다. 선택지별 판단: ① 색은 보조 속성일 수 있지만 거리원리가 아니다. ② 위상차 거리측정과 주요 관리조건을 정확히 설명한다. ③ 레이저 거리와 각도관측으로 점군을 만든다. ④ 수평각 하나만으로 3차원 위치를 정할 수 없다.

근거: 위상차 TLS는 변조 연속파의 송수신 위상차를 거리로 변환하고 수평·연직 주사각과 결합해 3차원 점군을 생성한다.

31. 무인항공기 카메라의 rolling shutter가 빠른 비행 중 사진측량에 미칠 수 있는 영향으로 옳은 것은?

  1. 영상의 모든 행이 정확히 같은 순간에 노출된다.
  2. 비행속도가 빨라질수록 기하왜곡이 반드시 0이 된다.
  3. 영상 행별 노출시각이 달라 플랫폼 이동·회전이 행별 기하왜곡을 만들 수 있어 촬영모형이나 비행조건으로 보정해야 한다.
  4. rolling shutter는 영상 밝기만 바꾸고 좌표기하와 무관하다.
정답과 해설 보기

정답: 3

rolling shutter는 센서 행을 순차적으로 읽으므로 한 영상 안에서도 노출시각이 다르다. UAV가 그 사이 이동·회전하면 공선기하가 단일 자세로 표현되지 않아 왜곡이 생긴다. 선택지별 판단: ① 이는 global shutter 설명이다. ② 빠른 운동일수록 영향이 커질 수 있다. ③ 원인과 보정방향을 정확히 설명한다. ④ 영상점 위치가 변하므로 좌표성과 직접 관련된다.

근거: rolling shutter 영상은 행별 노출시각 차이 때문에 이동 플랫폼의 위치·자세 변화가 영상 내부 기하왜곡으로 나타날 수 있다.

32. 사진측량 블록에서 지상기준점(GCP)과 독립검사점(check point)을 구분하는 방법으로 옳은 것은?

  1. 두 점 모두 조정에 넣지 않고 좌표도 측정하지 않는다.
  2. 검사점만 조정의 구속조건으로 쓰고 GCP는 삭제한다.
  3. GCP와 검사점은 항상 같은 점이어야 한다.
  4. GCP는 블록조정에 사용하고 검사점은 조정에 넣지 않은 채 산출좌표와 실측좌표를 비교해 외부정확도를 평가한다.
정답과 해설 보기

정답: 4

GCP는 영상블록의 위치·축척·방향을 지상좌표계에 묶는 관측이고, 검사점은 해 계산에 사용하지 않아 독립적인 검증표본 역할을 한다. 선택지별 판단: ① 둘 다 정확한 지상좌표가 필요하다. ② 역할을 반대로 설명했다. ③ 같은 점을 조정과 검증에 동시에 쓰면 독립성이 사라진다. ④ 조정용과 검증용의 경계를 정확히 설명한다.

근거: GCP는 사진측량 블록조정의 외부기준으로 사용하고 검사점은 조정에서 제외해 결과좌표의 독립적인 외부정확도를 평가한다.

33. 위성 원격탐사의 pushbroom 선형배열 센서가 영상을 취득하는 방식으로 옳은 것은?

  1. 비행방향에 직각인 한 줄의 화소를 동시에 기록하고 플랫폼 전진으로 연속 선을 쌓아 2차원 영상을 만든다.
  2. 한 개 화소가 기계적으로 모든 방향을 무작위 주사한다.
  3. 필름 한 장을 순간 노출해 전체 지표를 항상 같은 시각에 촬영한다.
  4. 지상 GNSS 기준국의 좌표만으로 분광영상을 만든다.
정답과 해설 보기

정답: 1

pushbroom 센서는 비행방향 횡방향의 선형검출기 배열이 한 스캔라인을 동시에 측정하고 위성의 전진이 종방향 주사를 제공한다. 선택지별 판단: ① 선배열과 플랫폼 이동의 영상형성 원리를 정확히 설명한다. ② 단일검출기 기계주사 설명과 다르다. ③ 프레임카메라의 순간면 노출과 구별된다. ④ GNSS는 궤도·기하보조자료이지 분광복사 측정을 대신하지 않는다.

근거: pushbroom 센서는 비행방향에 직각인 선형배열로 한 줄을 동시에 관측하고 플랫폼 진행에 따라 스캔라인을 누적해 영상을 만든다.

34. 원격탐사에서 BRDF(bidirectional reflectance distribution function)가 필요한 이유로 옳은 것은?

  1. 지표 반사율은 파장과 입사·관측방향에 관계없이 항상 같다.
  2. 같은 지표도 태양 입사방향과 센서 관측방향에 따라 반사량이 달라지는 방향성을 표현하기 위해서이다.
  3. 위성의 궤도고도를 해수면 0 m로 고정하기 위해서이다.
  4. 래스터 화소의 좌표를 벡터 선으로만 바꾸기 위해서이다.
정답과 해설 보기

정답: 2

자연표면은 대개 완전 Lambertian 반사체가 아니므로 태양천정·방위와 센서 관측각에 따라 측정반사도가 변한다. BRDF는 이 입사-출사 방향 관계를 기술한다. 선택지별 판단: ① 실제 표면의 비등방성을 부정한다. ② BRDF의 목적을 정확히 설명한다. ③ 궤도고도 고정함수가 아니다. ④ 자료구조 변환이 아니라 복사전달·반사기하 개념이다.

근거: BRDF는 주어진 파장에서 입사조명 방향과 관측 방향의 함수로 지표의 비등방성 반사특성을 나타낸다.

35. 두 시기의 SAR 영상을 간섭처리할 때 coherence가 낮다는 의미로 가장 적절한 것은?

  1. 두 영상의 복소신호가 완전히 동일해 위상차 신뢰도가 최고라는 뜻이다.
  2. 지표가 정지했음을 무조건 증명한다.
  3. 시간변화·식생·기하차·잡음 등으로 두 복소신호의 상관이 낮아 간섭위상과 변위해석의 신뢰도가 떨어질 수 있다는 뜻이다.
  4. 레이더 파장이 0이 되었다는 뜻이다.
정답과 해설 보기

정답: 3

간섭 coherence는 두 SAR 복소영상의 국부 상관성을 나타낸다. 지표변화, 체적산란, 긴 수직기선이나 잡음은 decorrelation을 만들어 위상 품질을 낮춘다. 선택지별 판단: ① 완전 동일하면 coherence가 높다. ② 낮은 coherence만으로 정지 여부를 판단할 수 없다. ③ 원인과 변위신뢰도 영향을 정확히 설명한다. ④ 레이더 파장 소멸과 무관하다.

근거: SAR 간섭 coherence는 두 복소영상의 상관도를 나타내며 낮은 값은 시간·기하·체적산란·잡음에 의한 decorrelation과 위상해석 불확실성을 뜻한다.

36. 고해상도 원격탐사 영상의 객체기반 분류(OBIA)를 화소기반 분류와 구분한 설명으로 옳은 것은?

  1. 모든 화소를 하나의 객체로 강제해 공간차이를 없앤다.
  2. 분광값을 사용하지 않고 파일명만으로 토지피복을 정한다.
  3. 인접관계와 형상은 버리고 단일화소 밝기만 사용한다.
  4. 유사한 인접화소를 분할해 객체를 만들고 분광·형상·질감·맥락 특성을 함께 사용해 분류한다.
정답과 해설 보기

정답: 4

OBIA는 먼저 의미 있는 영상객체로 분할한 뒤 객체단위 평균분광, 크기·형상, 질감과 주변관계를 특성으로 사용한다. 선택지별 판단: ① 적절한 규모의 여러 객체로 분할한다. ② 영상관측 특성을 실제로 사용한다. ③ 단일화소 밝기만 쓰는 설명은 화소기반에 가깝다. ④ 객체생성과 다중특성 분류라는 핵심을 정확히 설명한다.

근거: 객체기반 영상분석은 인접화소를 의미 있는 객체로 분할하고 객체의 분광, 형상, 질감 및 맥락특성을 결합해 분류한다.

37. 일반 크리깅(ordinary kriging)의 가중치를 정하는 원리로 옳은 것은?

  1. 추정치의 불편조건인 가중치 합 1을 만족시키면서 베리오그램으로 공간공분산을 반영해 추정분산을 최소화한다.
  2. 거리와 공간상관을 모두 무시하고 가장 큰 관측값만 사용한다.
  3. 가중치 합을 항상 0으로 두어 평균을 제거한다.
  4. 관측점의 순번만으로 가중치를 정한다.
정답과 해설 보기

정답: 1

일반 크리깅은 미지이지만 국지적으로 일정한 평균을 가정하고 Σwi=1의 불편조건 아래 베리오그램 기반 크리깅 방정식을 풀어 분산이 최소인 선형추정량을 구한다. 선택지별 판단: ① 불편성과 최소분산 원리를 정확히 설명한다. ② 주변 모든 정보와 공간상관을 활용한다. ③ 일반 크리깅의 가중치 합은 1이다. ④ 관측순번에는 공간통계 의미가 없다.

근거: 일반 크리깅은 가중치 합 1의 불편조건과 베리오그램·공분산 구조를 이용해 선형추정 오차분산을 최소화한다.

38. DEM으로 배수망을 추출하기 전에 sink filling 같은 수문학적 보정(hydrologic conditioning)을 수행하는 주된 이유는?

  1. 모든 산과 계곡의 표고를 동일하게 만들기 위해
  2. 자료오차나 격자화로 생긴 인공 폐합저지를 조정해 흐름방향이 연속적으로 하류에 연결되도록 하기 위해
  3. 각 화소의 좌표계를 서로 다르게 만들기 위해
  4. 실제 호수와 저수지를 구분 없이 모두 삭제하기 위해
정답과 해설 보기

정답: 2

DEM의 작은 인공 함몰은 흐름방향 계산을 그 안에서 끝내 배수망을 단절시킬 수 있다. sink filling·breaching은 분석목적에 맞게 이런 오류를 처리한다. 선택지별 판단: ① 지형기복 전체를 평탄화하지 않는다. ② 인공 sink와 유로연속성 목적을 정확히 설명한다. ③ 좌표계는 통일해야 한다. ④ 실제 폐합유역·호수는 자료와 목적에 따라 보존해야 한다.

근거: DEM 수문보정은 자료오차성 sink와 잘못된 유로차단을 처리하여 흐름방향·누적량과 배수망이 지형적으로 연속되게 한다.

39. 다중빔 음향측심(multibeam echosounder)으로 해저지형을 측량할 때 필요한 관측·보정의 조합으로 옳은 것은?

  1. 단일 수심값만 기록하고 선박 위치·자세는 사용하지 않는다.
  2. 음속은 수심과 관계없으므로 항상 1,500 m/s로 고정한다.
  3. 부채꼴 여러 빔의 왕복시간·각도에 GNSS 위치, 선박 roll·pitch·heave·heading과 음속분포를 결합해 해저점을 계산한다.
  4. 수면의 색만 촬영해 각 빔의 깊이를 확정한다.
정답과 해설 보기

정답: 3

다중빔은 횡방향 swath의 여러 빔별 거리와 방향을 측정한다. 정확한 해저좌표에는 선박 위치·자세, heave와 수중 음속굴절 보정이 필요하다. 선택지별 판단: ① 플랫폼 위치·자세 없이는 세계좌표화할 수 없다. ② 음속은 수온·염분·압력에 따라 변한다. ③ 관측량과 보정요소를 정확히 결합한다. ④ 수면색은 음향거리·방향을 대체하지 않는다.

근거: 다중빔 수심측량은 여러 빔의 음향 왕복시간·조향각을 GNSS 위치, 관성자세·heave 및 수중 음속분포와 결합해 해저점 좌표를 구한다.

40. 차량 모바일매핑시스템에서 LiDAR와 GNSS/INS 사이 boresight calibration을 수행하는 주된 이유는?

  1. 레이저 파장을 가시광선으로 강제 변경하기 위해
  2. GNSS 위성 수를 항상 100개로 만들기 위해
  3. 차량 속도를 0으로 고정하기 위해
  4. 센서 좌표축 사이의 작은 회전 정렬오차를 추정해 주행방향이 다른 점군의 체계적 어긋남을 줄이기 위해
정답과 해설 보기

정답: 4

모바일매핑은 LiDAR 점을 INS 몸체와 지상좌표계로 연속 변환한다. 센서 장착각의 미소오차는 거리와 함께 커져 왕복주행 점군이 어긋나므로 boresight 각을 보정한다. 선택지별 판단: ① 파장변환 절차가 아니다. ② 위성가시성 자체를 늘리지 않는다. ③ 동적 측량을 전제로 한다. ④ 센서축 회전정렬과 점군 일치 목적을 정확히 설명한다.

근거: 모바일매핑 boresight calibration은 LiDAR와 GNSS/INS 몸체좌표계 사이의 미소 회전 오정렬을 추정하여 스트립간 점군 체계오차를 줄인다.

토목기사 필기 모의고사 · 수리학 및 수문학

41. Reynolds 전달정리(Reynolds transport theorem)의 주된 역할로 옳은 것은?

  1. 물질계에 대한 보존법칙의 시간변화를 검사체적 내부 저장변화와 검사면을 통한 순유출로 바꾸어 표현한다.
  2. 모든 비정상항을 항상 0으로 만든다.
  3. 유체의 밀도와 점성을 서로 같은 값으로 만든다.
  4. 검사면을 통과하는 질량과 운동량을 무시한다.
정답과 해설 보기

정답: 1

Reynolds 전달정리는 이동하는 동일 유체입자 집합인 물질계의 광역량 변화율을 고정 또는 이동 검사체적의 저장항과 검사면 수송항으로 변환한다. 선택지별 판단: ① 물질계 보존법칙을 검사체적 해석식으로 바꾸는 정확한 설명이다. ② 비정상 저장항은 문제 조건에 따라 남을 수 있다. ③ 밀도와 점성은 서로 다른 물성이며 전달정리가 같게 만들지 않는다. ④ 검사면 수송항은 전달정리의 핵심 구성요소이다.

근거: Reynolds 전달정리는 질량·운동량·에너지의 물질계 변화율을 검사체적 내 저장항과 검사면 순수송항의 합으로 표현한다.

42. 비점성·비압축성 유체의 정상 퍼텐셜흐름을 물체 주위에 적용할 때 D'Alembert 역설이 뜻하는 것은?

  1. 물체의 항력이 유속과 무관하게 무한대가 된다는 뜻이다.
  2. 이상 퍼텐셜 해에서는 앞뒤 압력분포가 대칭이어서 순항력이 0으로 나오지만 실제 점성유동에서는 경계층과 박리로 항력이 생긴다는 뜻이다.
  3. 양력이 항상 항력과 정확히 같다는 뜻이다.
  4. 점성이 클수록 이상해의 항력이 반드시 0이라는 뜻이다.
정답과 해설 보기

정답: 2

이상적인 비점성 퍼텐셜흐름은 에너지손실과 박리를 표현하지 못해 물체 전후 압력이 대칭이고 순항력이 0으로 계산된다. 실제 항력과의 모순이 D'Alembert 역설이다. 선택지별 판단: ① 이상해는 무한대가 아니라 0 항력을 예측한다. ② 이상해와 실제 점성·박리의 차이를 정확히 설명한다. ③ 양력과 항력이 같다는 명제가 아니다. ④ 역설은 점성 큰 흐름이 아니라 비점성 이상화의 한계를 말한다.

근거: D'Alembert 역설은 비점성 퍼텐셜흐름이 대칭 압력분포와 영 항력을 예측하지만 실제 유동은 점성 경계층·박리로 항력이 생기는 차이를 뜻한다.

43. 직경 0.050 mm, 밀도 2,500 kg/m³인 작은 구가 점성계수 1.0×10^-3 Pa·s, 밀도 1,000 kg/m³인 물속에서 Stokes 영역으로 침강한다. vt=(ρs-ρ)gd²/(18μ), g=9.81 m/s²일 때 종말속도는?

  1. 0.0204 m/s
  2. 0.000204 m/s
  3. 0.00204 m/s
  4. 0.204 m/s
정답과 해설 보기

정답: 3

d=0.050 mm=5.0×10^-5 m이므로 vt=1500×9.81×(5.0×10^-5)²/[18×10^-3]=0.00204375 m/s, 약 0.00204 m/s이다. 이 값으로 구한 입자 Reynolds수는 약 0.10이어서 Stokes 영역 가정과도 일관된다. 선택지별 판단: ① 정답을 10배 크게 계산했다. ② 정답을 10분의 1로 축소했다. ③ 단위변환·지름제곱과 점성저항을 정확히 반영했다. ④ 정답을 100배 크게 계산해 저항을 과소평가했다.

근거: 저 Reynolds수 구형입자의 종말침강은 중량-부력과 Stokes 항력이 평형을 이루며 vt=(ρs-ρ)gd²/(18μ)로 계산한다.

44. 작은 예연 오리피스의 면적이 0.010 m²이고 베나 콘트랙타에서 분류 면적이 0.0062 m²이다. 수축계수 Cc=Ac/Ao는?

  1. 1.61
  2. 0.0062
  3. 6.2
  4. 0.62
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정답: 4

수축계수는 최소 분류단면적과 오리피스 면적의 비이다. Cc=0.0062/0.010=0.62이며 분류 수축 때문에 보통 1보다 작다. 선택지별 판단: ① 분모와 분자를 뒤집어 0.010/0.0062≈1.61로 만든 값이다. ② 베나 콘트랙타 면적의 수치만 옮기고 오리피스 면적으로 나누지 않았다. ③ 면적비의 소수점을 한 자리 크게 옮겼다. ④ 정의대로 두 면적의 비를 계산한 값이다.

근거: 오리피스 수축계수는 베나 콘트랙타의 실제 분류면적을 기하학적 오리피스 면적으로 나눈 Cc=Ac/Ao이다.

45. 두께 δ=20 mm인 경계층에서 속도분포가 u/U=y/δ로 선형이다. 배제두께 δ*=∫0^δ(1-u/U)dy는?

  1. 10 mm
  2. 20 mm
  3. 3.33 mm
  4. 40 mm
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정답: 1

δ*=∫0^δ(1-y/δ)dy=[y-y²/(2δ)]0^δ=δ/2=10 mm이다. 배제두께는 속도결손에 대응하는 등가 두께이다. 선택지별 판단: ① 선형 속도결손의 삼각형 면적인 δ/2로 정확하다. ② 경계층 전체 두께를 그대로 사용해 속도분포를 무시했다. ③ 같은 선형분포의 운동량두께 θ=δ/6=3.33 mm와 혼동한 값이다. ④ 적분을 중복해 실제 두께보다 크게 만들었다.

근거: 경계층 배제두께는 외부 균일류 대비 체적유량 결손을 등가 두께로 나타내며 δ*=∫(1-u/U)dy로 정의한다.

46. 관 단면이 갑자기 확대되어 상류 평균유속 V1=4.0 m/s, 하류 평균유속 V2=1.0 m/s가 되었다. Borda-Carnot식 hL=(V1-V2)²/(2g), g=9.81 m/s²일 때 손실수두는?

  1. 0.153 m
  2. 0.459 m
  3. 0.815 m
  4. 1.50 m
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정답: 2

속도차는 3.0 m/s이므로 hL=3²/(2×9.81)=9/19.62=0.459 m이다. 확대부 혼합손실은 속도차의 제곱으로 계산한다. 선택지별 판단: ① 속도차를 3이 아닌 √3처럼 처리한 값이다. ② 제시된 확대손실식을 정확히 계산한 값이다. ③ 상류 속도수두만 사용해 혼합 후 속도를 무시했다. ④ 중력가속도 나눗셈을 잘못 적용한 값이다.

근거: 급확대 손실은 분리·와류 혼합으로 생기며 이상 운동량 해석의 Borda-Carnot 관계 hL=(V1-V2)²/(2g)로 평가한다.

47. 진동하는 측정관을 이용하는 코리올리 질량유량계의 작동원리에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 유체의 색만 판독하므로 유량과는 관계가 없다.
  2. 개수로 수면경사만 측정하므로 폐관에서는 사용할 수 없다.
  3. 유체가 진동관을 통과할 때 생기는 코리올리 변형의 위상차를 검출해 질량유량을 구한다.
  4. 정수압이 0일 때만 체적을 직접 눈금으로 읽는다.
정답과 해설 보기

정답: 3

코리올리 유량계는 한 개 또는 두 개의 측정관을 일정하게 진동시키고, 유체 질량이 이동할 때 입구측과 출구측에 생기는 비틀림·위상차를 센서로 검출한다. 이 신호가 질량유량에 대응한다. 선택지별 판단: ① 색을 판별하는 광학계가 아니다. ② 폐관 내 질량유량 측정에 사용된다. ③ 진동관의 코리올리 변형과 위상차라는 핵심 원리를 정확히 설명한다. ④ 정수압 0이나 직접 체적 눈금이 작동조건이 아니다.

근거: 코리올리 질량유량계는 유체가 진동관을 통과할 때 유발하는 관의 비틀림과 입·출구 센서 신호의 위상차를 질량유량으로 환산한다.

48. 고속의 구동유체 제트를 노즐에서 분사해 다른 유체를 흡입·이송하는 제트펌프(이젝터)의 원리로 옳은 것은?

  1. 흡입유체를 이송하려면 혼합부 안에 반드시 왕복 피스톤이 있어야 한다.
  2. 노즐에서 구동유체의 속도를 낮추어 정압만 높이는 장치이다.
  3. 확산부는 혼합유체의 속도를 더 높이기만 하고 압력은 회복하지 않는다.
  4. 노즐의 고속 제트가 주위 유체를 연행하고, 혼합 뒤 확산부에서 속도에너지 일부를 압력으로 회복한다.
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정답: 4

제트펌프는 구동유체의 압력에너지를 노즐에서 큰 속도로 바꾸어 흡입실의 유체를 연행한다. 두 흐름은 목과 혼합부에서 운동량을 교환하고 확산부에서 감속되며 압력 일부를 회복한다. 선택지별 판단: ① 혼합부에 피스톤 같은 가동부가 필수인 장치가 아니다. ② 노즐은 일반적으로 속도를 높이고 정압을 낮춘다. ③ 확산부의 역할은 감속과 압력회복이다. ④ 연행·혼합·확산의 전체 원리를 정확히 설명한다.

근거: 제트펌프는 노즐의 고속 구동제트가 흡입유체를 연행하고 혼합부에서 운동량을 교환한 뒤 확산부의 감속으로 압력을 일부 회복한다.

49. 용적형 펌프의 토출측에 릴리프밸브를 설치하는 주된 이유는?

  1. 토출밸브 폐쇄나 막힘 때도 펌프가 계속 밀어 과압이 생길 수 있으므로 유체를 우회시켜 펌프와 관로를 보호하기 위해서이다.
  2. 토출압을 항상 진공으로 만들기 위해서이다.
  3. 펌프 회전수를 측정하지 못하게 하기 위해서이다.
  4. 흡입관에 공기를 영구 주입하기 위해서이다.
정답과 해설 보기

정답: 1

용적형 펌프는 회전·왕복할 때 일정 체적을 계속 이송하려 하므로 막힌 토출계통에서는 압력이 급상승한다. 릴리프밸브가 설정압에서 우회유로를 열어 손상을 방지한다. 선택지별 판단: ① 용적형 펌프의 과압 특성과 보호기능을 정확히 설명한다. ② 정상 토출압을 진공으로 만드는 장치가 아니다. ③ 회전수 계측과 과압 보호는 무관하다. ④ 공기 주입이 아니라 고압 유체를 안전하게 우회한다.

근거: 용적형 펌프는 막힌 토출에서도 체적변위를 계속해 과압을 만들 수 있어 설정압에서 우회하는 릴리프밸브가 필요하다.

50. 수력발전용 수차 조속기(governor)의 주된 기능으로 옳은 것은?

  1. 발전기 주파수와 무관하게 안내깃을 고정한다.
  2. 부하변동에 따라 안내깃이나 노즐 유량을 조절해 수차 회전속도와 계통 주파수를 유지하도록 한다.
  3. 수차 케이싱의 물을 모두 공기로 바꾼다.
  4. 낙차를 항상 0으로 만든다.
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정답: 2

발전기 부하가 바뀌면 수차-발전기 회전속도가 변하려 한다. 조속기는 속도편차를 감지해 안내깃 또는 노즐을 조절하고 기계출력을 맞춘다. 선택지별 판단: ① 안내깃 고정은 부하변동 시 속도제어를 할 수 없다. ② 부하-유량-회전속도 제어의 연결을 정확히 설명한다. ③ 조속기는 케이싱 배수나 공기치환 장치가 아니다. ④ 유효낙차를 제거하는 것이 아니라 유량과 출력을 조절한다.

근거: 수차 조속기는 부하에 따른 속도편차를 감지해 안내깃·노즐 유량을 제어함으로써 발전기 회전속도와 주파수를 유지한다.

51. 급경사 개수로의 사류에서 나타날 수 있는 롤파(roll wave)의 설명으로 옳은 것은?

  1. 유량과 수심이 모든 시공간에서 완전히 일정한 상태이다.
  2. 정수 중에서만 생기는 모세관파이다.
  3. 얕은 사류가 불안정해져 수심과 유속의 주기적 파동 전면이 흐름방향으로 이동하는 현상이다.
  4. 수로 경사가 0일 때만 생기는 정지파이다.
정답과 해설 보기

정답: 3

급경사 얕은 사류에서는 중력 구동과 저항의 상호작용으로 균일류가 불안정해질 수 있다. 이때 급격한 수심 상승부가 반복되는 이동파열인 롤파가 형성된다. 선택지별 판단: ① 롤파는 시간·공간적으로 변하는 부정류 현상이다. ② 표면장력만의 정수파가 아니라 중력 개수로 흐름의 불안정이다. ③ 발생조건과 파동 형태를 정확히 설명한다. ④ 일반적으로 급경사 사류와 관련되며 수평 정지수로에 한정되지 않는다.

근거: 롤파는 급경사 얕은 사류의 동적 불안정으로 수심·유속이 주기적으로 변하는 파동 전면이 하류로 전파되는 부정류이다.

52. 개수로 하류의 수문을 빠르게 닫아 상류 쪽으로 수심 증가 파가 전파될 때 이를 가장 적절하게 설명한 것은?

  1. 유량과 수심 변화가 없는 정상 등류이다.
  2. 수심이 감소하는 음의 급변류만 가능하다.
  3. 파가 하류로만 이동하므로 상류에는 영향이 없다.
  4. 유속과 수심이 불연속적으로 변하는 양의 서지(positive surge)로 운동량·연속 관계를 적용한다.
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정답: 4

하류 제어를 급폐쇄하면 물이 쌓여 깊은 수심 상태가 얕은 기존 흐름 쪽으로 전파된다. 이는 양의 이동 도수 또는 서지로, 파 전후 검사체적의 질량·운동량 보존으로 해석한다. 선택지별 판단: ① 수문 급폐쇄는 시간변화와 파 전파를 만든다. ② 수심 증가 파이므로 음의 서지가 아니다. ③ 경계변화 정보는 상류로도 전파될 수 있다. ④ 양의 서지와 보존식 적용을 정확히 설명한다.

근거: 하류 급폐쇄로 생기는 수심 증가 이동파는 양의 서지이며 파 전후 상대유속을 사용한 연속·운동량 보존으로 해석한다.

53. 하상고 변화와 유사이송의 질량보존을 연결하는 Exner 방정식의 물리적 의미로 옳은 것은?

  1. 유사 유입·유출의 공간적 차이가 하상 퇴적 또는 세굴에 따른 하상고 시간변화를 만든다.
  2. 하상은 유사량과 관계없이 영원히 고정된다.
  3. 물의 운동량만 보존하고 유사 질량은 무시한다.
  4. 유사 공급이 증가할수록 모든 지점에서 반드시 세굴만 생긴다.
정답과 해설 보기

정답: 1

Exner 방정식은 공극을 제외한 하상재료의 연속조건이다. 구간으로 들어온 유사가 나간 양보다 많으면 퇴적되고, 반대이면 세굴되어 하상고가 변한다. 선택지별 판단: ① 유사 질량수지와 하상변화를 정확히 연결한다. ② 이동상 하천에서는 하상고가 시간에 따라 변할 수 있다. ③ 물 운동량식과 별도로 유사 연속식이 필요하다. ④ 유사량의 절대값보다 수송량 경사가 퇴적·세굴을 결정한다.

근거: Exner 방정식은 하상재료의 질량보존으로 유사수송량의 공간경사와 공극률을 고려한 하상고 시간변화를 연결한다.

54. 하상 장갑화(armoring)가 형성되는 일반적인 과정으로 옳은 것은?

  1. 굵은 입자가 먼저 모두 떠내려가고 세립분만 표면에 남는다.
  2. 선택적 세굴로 세립분이 먼저 유실되고 상대적으로 굵은 입자가 표면층에 남아 추가 침식을 억제한다.
  3. 하상 입경분포와 무관하게 콘크리트층이 자연 생성된다.
  4. 유속이 증가하면 하상재료가 모두 같은 속도로 이동한다.
정답과 해설 보기

정답: 2

혼합입경 하상에서 운반능이 증가하면 이동하기 쉬운 세립자가 우선 빠져나갈 수 있다. 굵은 입자가 표면에 농축된 장갑층은 아래 재료를 보호해 세굴률을 낮춘다. 선택지별 판단: ① 세립자가 더 쉽게 이동하므로 굵은 입자가 표면에 남는다. ② 선택적 세굴과 보호층 형성을 정확히 설명한다. ③ 장갑층은 자연 하상입자의 재분급 결과이지 콘크리트가 아니다. ④ 입경별 임계전단과 이동성이 달라 선택성이 생긴다.

근거: 하상 장갑화는 선택적 유사이송으로 세립분이 제거되고 굵은 입자가 표면에 농축되어 하부 재료의 추가 침식을 제한하는 현상이다.

55. Clark 합성단위도 모형이 유역의 강우-유출 변환을 나타내는 방식으로 옳은 것은?

토목기사 필기 모의고사 유효강우를 받는 유역의 등시간대 구역 경계와 출구 위치를 표시한 자격증3001 워터마크 적용 문제도
55번 문제 도식
  1. 유역의 모든 물을 순간적으로 출구에 도달시켜 저류효과를 없앤다.
  2. 강우량을 토양밀도로만 바꾸고 이동시간은 고려하지 않는다.
  3. 등시간대에 따른 병진을 시간-면적관계로 나타내고, 선형저수지의 저류·감쇠를 결합해 유출수문곡선을 만든다.
  4. 관측 수문곡선의 시간축을 삭제해 첨두유량만 남긴다.
정답과 해설 보기

정답: 3

토목기사 필기 모의고사 Clark 모형의 등시간대 병진과 선형저수지 저류·감쇠 결합 순서를 표시한 자격증3001 워터마크 적용 풀이도
55번 정답 도식

Clark 모형은 유역 각 부분에서 출구까지의 도달시간 차이를 시간-면적곡선으로 표현하고, 그 병진 유량을 선형저수지에 통과시켜 저류에 따른 첨두감쇠와 지체를 재현한다. 선택지별 판단: ① 유역저류를 없애지 않고 별도 매개변수로 반영한다. ② 토양밀도만으로 강우-유출을 변환하지 않는다. ③ 병진과 저류라는 두 핵심 요소를 정확히 결합한다. ④ 전체 시간분포를 산정하는 모형이므로 시간축을 삭제하지 않는다.

근거: Clark 합성단위도는 유역의 시간-면적관계로 병진을 나타내고 선형저수지 관계로 저류에 의한 유출 지체와 첨두감쇠를 나타낸다.

56. Huff 강우분포에서 제1·제2·제3·제4 사분위형을 구분하는 기준으로 옳은 것은?

  1. 연강우량이 4의 배수인지 여부이다.
  2. 유역면적을 네 등분한 위치이다.
  3. 강우강도가 정확히 같은 네 구간이다.
  4. 총 강우 지속시간의 어느 1/4 구간에 누가강우 증가가 가장 집중되는지를 기준으로 호우의 시간분포를 분류한다.
정답과 해설 보기

정답: 4

Huff 분포는 독립호우의 무차원 누가강우-무차원 지속시간 곡선을 만들고 최대 강우집중이 지속시간의 어느 사분위에 위치하는지로 유형을 구분한다. 선택지별 판단: ① 연총량의 산술 특성이 아니라 호우 내 시간분포 기준이다. ② 공간 사분할이 아니라 지속시간 사분할이다. ③ 각 구간 강도가 같다는 가정과 반대이다. ④ 사분위형의 시간적 집중위치 기준을 정확히 설명한다.

근거: Huff 사분위 강우분포는 호우 지속시간을 네 구간으로 나누고 최대 강우집중이 위치한 사분위에 따라 무차원 시간분포를 분류한다.

57. 유효우량을 추정하는 W-index가 φ-index와 구별되는 설명으로 옳은 것은?

  1. W-index는 총강우에서 직접유출량과 초기손실을 뺀 뒤 나머지 손실을 강우 지속시간에 평균한 지표이다.
  2. W-index는 강우량과 무관한 하천 조도계수이다.
  3. W-index는 항상 φ-index보다 정확히 두 배이다.
  4. 초기손실을 포함해도 포함하지 않아도 정의가 완전히 같다.
정답과 해설 보기

정답: 1

W-index는 초기차단·요지저류 같은 초기손실을 별도로 뺀 뒤, 직접유출로 전환되지 않은 지속손실을 평균한다. φ-index는 일정 손실률로 전체 강우초과를 직접유출과 맞춘다. 선택지별 판단: ① 초기손실을 분리한 W-index 정의를 정확히 설명한다. ② 침투·손실지표이지 수로 조도계수가 아니다. ③ 두 지수 사이에 고정 배수관계는 없다. ④ 초기손실 처리 차이가 두 정의를 구분한다.

근거: W-index는 총강우에서 직접유출과 초기손실을 제외한 지속손실을 유효 지속시간으로 나눈 평균손실률이다.

58. 교호블록법(alternating block method)으로 설계강우 시간분포를 만드는 기본 절차로 옳은 것은?

  1. 모든 시간블록 강우량을 0으로 둔다.
  2. IDF 관계에서 지속시간별 누가강우를 구해 증분블록을 만든 뒤 큰 블록을 중심에 놓고 나머지를 좌우에 번갈아 배치한다.
  3. 관측 홍수량만 정렬하고 강우자료는 쓰지 않는다.
  4. 최대 블록을 항상 호우 시작 전에 배치한다.
정답과 해설 보기

정답: 2

교호블록법은 선택 시간간격의 지속시간별 누가깊이를 차분해 블록강우량을 얻는다. 최대 블록을 중앙에 두고 다음 큰 블록들을 좌우에 교대로 놓아 설계우량주상도를 구성한다. 선택지별 판단: ① 총 설계강우를 보존해야 하므로 0으로 만들지 않는다. ② 누가우량 차분과 교호배치 절차를 정확히 설명한다. ③ IDF 강우자료를 사용하는 시간분포법이다. ④ 강우 시작 전에는 물리적 블록을 배치하지 않는다.

근거: 교호블록법은 IDF 누가강우의 지속시간 차분으로 증분강우를 만들고 최대 블록 중심, 후속 블록 좌우 교호순으로 설계우량주상도를 구성한다.

59. 다목적 저수지의 운영 규칙곡선(rule curve)이 수행하는 역할로 옳은 것은?

  1. 저수지 수위를 계절과 유입전망에 관계없이 항상 최고수위로 고정한다.
  2. 홍수조절과 용수공급 목표를 모두 무시한다.
  3. 시기별 목표·제한 저수위를 제시해 홍수기 빈 공간과 갈수기 공급신뢰도 사이의 운영 의사결정을 돕는다.
  4. 유입량이 없어도 방류량을 무한대로 만든다.
정답과 해설 보기

정답: 3

규칙곡선은 계절별 수문특성과 목적을 반영해 목표 또는 상·하한 저수위를 정한다. 운영자는 현재 저수량과 전망을 비교해 저장·방류를 조정한다. 선택지별 판단: ① 항상 만수위면 홍수조절용량을 잃을 수 있다. ② 다목적 간 상충을 조정하는 것이 핵심이다. ③ 계절별 저수위 지침과 운영목적의 연결을 정확히 설명한다. ④ 물수지를 무시한 무한방류는 불가능하다.

근거: 저수지 규칙곡선은 계절별 목표·제한 저수위를 제시하여 홍수조절 여유와 용수공급 신뢰도의 상충을 운영에 반영한다.

60. 홍수빈도해석에서 임계치초과계열(POT, 부분기간계열)을 연최대치계열과 구분한 설명으로 옳은 것은?

  1. 해마다 반드시 가장 작은 홍수 하나만 선택한다.
  2. 한 해에 큰 홍수가 여러 번 있어도 그중 하나만 남기는 방법이다.
  3. 임계치보다 작은 모든 일유량을 서로 독립 홍수로 간주한다.
  4. 정한 임계치를 넘는 독립 홍수사상을 추출하므로 한 해에 둘 이상 포함될 수 있고, 사건 독립성과 임계치 선택을 함께 검토한다.
정답과 해설 보기

정답: 4

POT 계열은 미리 정한 높은 임계치를 초과한 홍수사상들을 추출한다. 한 해에 여러 사상이 포함될 수 있어 자료를 더 활용하지만, 같은 홍수의 군집을 중복 집계하지 않도록 독립성 기준과 임계치 안정성을 확인해야 한다. 선택지별 판단: ① 최솟값 계열이 아니다. ② 연 하나만 남기는 것은 연최대치 계열에 가깝다. ③ 임계치 이하 유량은 POT 표본이 아니다. ④ 초과사상 추출과 독립성·임계치 검토를 정확히 설명한다.

근거: POT 또는 부분기간계열은 설정 임계치를 초과한 독립 홍수사상을 추출하며 한 해 복수사상을 허용하므로 임계치 선정과 사상 독립성 확인이 필요하다.

토목기사 필기 모의고사 · 철근콘크리트 및 강구조

61. 균열이 형성된 철근콘크리트 인장부에서 인장강성효과(tension stiffening)가 나타나는 이유로 옳은 것은?

  1. 균열 사이 콘크리트가 철근과 부착을 통해 일부 인장력을 부담하여 평균 강성이 완전균열 단면만의 강성보다 커질 수 있기 때문이다.
  2. 균열 후 콘크리트 인장강도가 무한대가 되기 때문이다.
  3. 철근과 콘크리트 사이 부착이 완전히 없어지기 때문이다.
  4. 균열이 생기면 철근 응력이 항상 0이 되기 때문이다.
정답과 해설 보기

정답: 1

균열 위치에서는 콘크리트 인장응력이 거의 사라지지만 균열 사이에서는 부착전단으로 철근력이 콘크리트에 전달된다. 이 잔여 인장기여가 평균 하중-변형 강성을 높인다. 선택지별 판단: ① 균열 사이 부착과 평균강성 증가를 정확히 설명한다. ② 콘크리트 인장강도가 무한대로 증가하지 않는다. ③ 부착이 있어야 균열 사이 콘크리트가 인장을 분담한다. ④ 철근은 균열부에서 오히려 더 큰 인장응력을 부담한다.

근거: 인장강성효과는 균열 사이 철근-콘크리트 부착으로 콘크리트가 일부 인장력을 분담해 완전균열 단면보다 평균강성이 커지는 현상이다.

62. 큰 지름 인장철근의 정착부에서 피복과 철근 간격이 작을 때 쪼갬부착파괴(splitting failure)를 줄이는 방법으로 옳은 것은?

  1. 피복을 더 줄이고 횡철근을 제거한다.
  2. 충분한 피복·철근간격과 횡구속철근을 확보해 방사형 쪼갬인장응력에 저항한다.
  3. 철근 표면의 모든 마디를 제거한다.
  4. 정착길이를 0으로 만든다.
정답과 해설 보기

정답: 2

이형철근 마디의 지압은 주변 콘크리트에 방사형 인장응력을 만든다. 피복·간격이 부족하면 종방향 균열이 진행하므로 횡철근 구속과 충분한 콘크리트 치수가 필요하다. 선택지별 판단: ① 작은 피복과 무구속은 쪼갬균열 위험을 키운다. ② 쪼갬응력과 구속상세의 관계를 정확히 설명한다. ③ 마디 제거는 부착성능을 크게 낮춘다. ④ 정착길이는 힘전달에 필요하며 0으로 할 수 없다.

근거: 쪼갬부착파괴는 철근 마디 지압의 방사형 인장력으로 발생하므로 충분한 피복·간격과 횡구속철근으로 저항한다.

63. 기계적 정착을 위해 철근 끝에 헤드(headed bar)를 사용하는 주된 원리로 옳은 것은?

  1. 철근과 콘크리트의 접촉을 완전히 없앤다.
  2. 철근 인장력을 공기 중으로 방출한다.
  3. 헤드의 콘크리트 지압과 철근 부착을 이용해 제한된 공간에서 정착력을 확보하되 헤드 주변 파괴와 피복을 검토한다.
  4. 헤드를 달면 철근 항복강도가 자동 두 배가 된다.
정답과 해설 보기

정답: 3

헤디드바는 철근 끝의 확대 헤드가 주변 콘크리트에 지압력을 전달해 정착을 돕는다. 혼잡한 접합부에서 갈고리 대안이 될 수 있지만 측면파열·뽑힘과 피복을 검토한다. 선택지별 판단: ① 헤드와 콘크리트의 지압 접촉이 핵심이다. ② 철근력은 헤드와 부착을 통해 콘크리트로 전달된다. ③ 기계적 지압 정착과 한계상태를 정확히 설명한다. ④ 헤드는 정착상세이지 재료 항복강도를 바꾸지 않는다.

근거: 헤디드 철근은 확대 헤드의 콘크리트 지압과 부착으로 인장력을 정착하며 헤드 주변 뽑힘·측면파열 및 피복을 검토한다.

64. 얇은 철근콘크리트 원통형 쉘 지붕에서 막작용(membrane action)이 지배적이라는 설명으로 옳은 것은?

  1. 쉘은 어떤 하중에서도 오직 단면 휨만 받는다.
  2. 곡률은 하중전달에 영향을 주지 않는다.
  3. 경계부에서도 항상 휨과 전단이 완전히 0이다.
  4. 곡면 내 축력과 전단력으로 하중을 지지부에 전달해 작은 두께로 효율을 얻지만 경계·개구부에는 국부휨이 생길 수 있다.
정답과 해설 보기

정답: 4

쉘은 곡률을 이용해 하중을 면내 압축·인장 및 전단으로 전달한다. 이상 막영역에서는 휨이 작지만 지지경계, 자유단, 집중하중과 개구부에서는 경계교란 휨이 발생한다. 선택지별 판단: ① 쉘의 장점은 휨보다 면내력으로 하중을 전달하는 데 있다. ② 곡률이 면내 하중경로와 안정성을 만든다. ③ 경계조건은 국부 휨·전단을 유발할 수 있다. ④ 막작용의 효율과 경계효과를 함께 정확히 설명한다.

근거: 철근콘크리트 쉘은 곡률에 따른 면내 막력으로 하중을 전달하지만 지지경계·개구부·집중하중 부근에는 국부 휨이 발생할 수 있다.

65. 콘크리트 양생 중 온도이력을 이용하는 성숙도(maturity) 방법의 일반적인 활용으로 옳은 것은?

  1. 배합별 온도-강도 관계를 사전 설정하고 현장 온도이력으로 누적 성숙도를 계산해 조기강도를 추정한다.
  2. 온도와 시간에 관계없이 강도를 항상 같은 값으로 둔다.
  3. 비파괴로 철근 직경만 측정한다.
  4. 양생온도가 높을수록 장기강도가 반드시 무한대라고 가정한다.
정답과 해설 보기

정답: 1

성숙도법은 동일 배합의 강도발현이 시간과 온도의 누적효과와 상관된다는 원리를 쓴다. 사전 보정곡선이 있어야 거푸집 해체나 긴장 시점의 현장강도를 추정할 수 있다. 선택지별 판단: ① 사전 보정과 현장 온도이력의 결합을 정확히 설명한다. ② 시간·온도는 수화와 초기강도 발현에 영향을 준다. ③ 철근 직경 측정법이 아니라 콘크리트 강도 추정법이다. ④ 고온은 장기강도에 불리할 수도 있어 무한대 가정은 틀리다.

근거: 콘크리트 성숙도법은 동일 배합의 누적 시간-온도 지수와 보정된 강도관계를 이용해 현장 초기강도를 추정한다.

66. 동결융해가 반복되는 콘크리트에 적정한 연행공기를 확보하는 주된 이유는?

  1. 공극수를 모두 제거해 함수율을 항상 0으로 만든다.
  2. 물이 얼며 팽창할 때 이동할 수 있는 미세 공기공간을 제공해 내부 수압과 박락·균열을 줄이기 위해서이다.
  3. 콘크리트 밀도와 강도를 무한대로 만들기 위해서이다.
  4. 철근 부착을 완전히 없애기 위해서이다.
정답과 해설 보기

정답: 2

포화도가 높은 콘크리트에서 공극수가 얼면 체적팽창과 수압이 생긴다. 적절한 간격의 미세 연행공기포는 압력완화 공간을 제공해 동결융해 내구성을 높인다. 선택지별 판단: ① 연행공기가 공극수 전체를 제거하는 것은 아니다. ② 압력완화 공극과 내구성의 관계를 정확히 설명한다. ③ 과도한 공기는 강도를 낮출 수 있으며 무한 증가가 아니다. ④ 연행공기의 목적은 부착 제거가 아니다.

근거: 연행공기는 동결 시 공극수 팽창을 수용하는 미세 압력완화 공간을 제공하여 콘크리트의 동결융해 균열과 표면박락을 줄인다.

67. 프리스트레싱 강재의 응력부식균열(stress corrosion cracking) 위험을 줄이는 관리방향으로 옳은 것은?

  1. 고인장응력을 유지한 채 염화물과 수분 유입을 촉진한다.
  2. 덕트 공극과 정착부 누수를 방치한다.
  3. 차수·그라우트 충전과 정착부 밀봉을 확보하고 손상·수소취성 유발 환경을 관리한다.
  4. 부식이 시작되면 긴장재 단면이 자동 회복된다고 가정한다.
정답과 해설 보기

정답: 3

프리스트레싱 강재는 높은 지속 인장응력을 받으므로 부식성 환경과 취화가 결합되면 작은 결함도 급격한 균열로 발전할 수 있다. 수분·염화물 차단과 충전 품질이 중요하다. 선택지별 판단: ① 응력과 부식환경을 동시에 키우면 위험이 증가한다. ② 공극·누수는 부식성 물질의 통로가 된다. ③ 차수·충전·환경관리의 핵심을 정확히 설명한다. ④ 부식 단면은 스스로 회복되지 않는다.

근거: 프리스트레싱 강재 응력부식 위험은 높은 지속응력과 부식·취화환경의 결합으로 커지므로 덕트 충전·차수·정착부 밀봉을 관리한다.

68. 프리스트레스트 콘크리트 교량을 균형캔틸레버공법으로 시공하는 원리로 옳은 것은?

  1. 교각 한쪽에만 세그먼트를 계속 붙여 불균형모멘트를 최대화한다.
  2. 가설 중 프리스트레스를 사용하지 않는다.
  3. 모든 세그먼트를 지상에서 하나로 만든 뒤 경간 전체를 수직 인양한다.
  4. 교각을 중심으로 양쪽 세그먼트를 가능한 대칭 순서로 연장·긴장해 가설 중 불균형모멘트를 줄인다.
정답과 해설 보기

정답: 4

균형캔틸레버 시공은 교각 위에서 좌우 세그먼트를 교대로 설치하고 단계별 긴장재로 연결한다. 대칭 시공은 교각과 기초에 생기는 가설 불균형력을 줄인다. 선택지별 판단: ① 일방향 연장은 큰 가설 불균형모멘트를 만든다. ② 세그먼트 연결과 캔틸레버 저항에 프리스트레스가 중요하다. ③ 이는 전경간 일괄인양과 다른 공법이다. ④ 대칭 연장과 단계별 긴장 원리를 정확히 설명한다.

근거: 균형캔틸레버공법은 교각 양측 세그먼트를 대칭에 가깝게 단계 설치·긴장하여 가설 중 불균형모멘트와 안정수요를 제한한다.

69. 프리캐스트 교량 바닥판 사이 습식 이음에 초고성능 콘크리트(UHPC)를 사용하는 일반적인 이유로 옳은 것은?

  1. 높은 인장·부착성능과 낮은 투수성을 이용해 짧은 이음부에서 철근력 전달과 균열·내구 성능을 확보하기 위해서이다.
  2. 이음부를 영구 빈 공간으로 남기기 위해서이다.
  3. UHPC가 철근을 공기 중으로 부상시키기 때문이다.
  4. 양생과 표면처리가 전혀 필요 없기 때문이다.
정답과 해설 보기

정답: 1

UHPC는 높은 압축·인장성능, 섬유 가교와 낮은 투수성을 가져 프리캐스트 부재의 짧은 철근 이음과 수밀·내구 요구에 활용된다. 접합면 처리와 양생은 여전히 중요하다. 선택지별 판단: ① 재료 특성과 이음부 하중전달·내구 목적을 정확히 설명한다. ② 습식 이음은 충전재로 연속 하중경로를 만들어야 한다. ③ 철근 부상은 UHPC의 기능이 아니다. ④ 고성능을 얻으려면 배합·타설·양생·접합면 품질관리가 필요하다.

근거: 프리캐스트 습식 이음의 UHPC는 높은 부착·인장·압축성능과 낮은 투수성으로 짧은 철근 정착 및 수밀·내구 하중경로를 확보한다.

70. 고성능 콘크리트의 자기수축을 줄이기 위해 사전습윤 경량골재를 사용하는 내부양생(internal curing)의 원리로 옳은 것은?

  1. 경량골재가 배합수와 수화수를 모두 외부로 즉시 배출한다.
  2. 사전습윤 골재의 저장수가 수화 진행 중 내부로 방출되어 자체건조와 모세관압을 완화하고 수화를 돕는다.
  3. 경량골재가 시멘트 수화를 완전히 정지시켜 수축을 없앤다.
  4. 콘크리트 내부 상대습도를 의도적으로 항상 0%로 만든다.
정답과 해설 보기

정답: 2

낮은 물-결합재비 콘크리트는 수화로 내부수가 소비되면서 자체건조와 모세관 인장압이 커질 수 있다. 사전습윤 경량골재는 내부 저장고처럼 물을 서서히 공급하여 내부 상대습도 저하와 자기수축을 완화한다. 선택지별 판단: ① 저장수는 필요 시 내부로 공급된다. ② 내부 수분공급과 자체건조 완화 원리를 정확히 설명한다. ③ 수화를 멈추는 것이 아니라 지속을 돕는다. ④ 내부 상대습도를 보전하는 방향이며 0%로 만들지 않는다.

근거: 내부양생은 사전습윤 다공성 경량골재의 저장수를 수화 중 방출해 내부 상대습도 저하, 자체건조와 모세관압에 따른 자기수축을 완화한다.

71. 강재가 인장 소성변형을 받은 뒤 하중방향을 반대로 바꿀 때 나타나는 Bauschinger 효과의 설명으로 옳은 것은?

  1. 반대방향 항복강도가 반드시 무한대로 증가한다.
  2. 이전 소성변형은 역방향 거동에 아무 영향이 없다.
  3. 이전 하중으로 생긴 내부응력 때문에 역방향 항복이 초기 항복강도보다 낮은 응력에서 시작될 수 있다.
  4. 강재가 탄성변형만 하고 소성변형은 사라진다.
정답과 해설 보기

정답: 3

한 방향 소성변형은 전위구조와 잔류 미시응력을 남긴다. 역하중을 가하면 이 내부응력이 역방향 항복을 촉진해 더 낮은 절대응력에서 항복이 시작될 수 있다. 선택지별 판단: ① 역방향 항복은 상승이 아니라 낮아질 수 있다. ② 하중이력은 반복·역하중 거동에 영향을 준다. ③ Bauschinger 효과의 정의를 정확히 설명한다. ④ 이전 소성변형은 영구변형으로 남는다.

근거: Bauschinger 효과는 한 방향 소성변형 뒤 역하중 시 내부응력과 이동경화 영향으로 반대방향 항복응력이 낮아지는 현상이다.

72. 구조용 강재의 Charpy V-notch 충격시험을 실시하는 주된 목적은?

  1. 강재의 밀도를 정확히 0으로 만들기 위해서이다.
  2. 정적 탄성계수만 측정하고 파괴거동은 보지 않는다.
  3. 볼트 구멍 지름만 결정한다.
  4. 노치 시편 파단에 흡수된 에너지를 측정해 온도에 따른 취성-연성 천이와 충격인성을 평가하기 위해서이다.
정답과 해설 보기

정답: 4

Charpy 시험은 노치가 있는 시편을 진자해머로 파단시키고 전후 위치에너지 차로 흡수에너지를 구한다. 시험온도별 결과는 저온 취성파괴 민감도 판단에 쓰인다. 선택지별 판단: ① 재료 밀도를 바꾸는 시험이 아니다. ② 충격 파괴에너지와 천이거동을 평가한다. ③ 볼트 상세치수 결정시험이 아니다. ④ 노치 충격에너지와 온도효과를 정확히 설명한다.

근거: Charpy V-notch 시험은 노치 시편의 충격파단 흡수에너지를 측정하여 강재의 저온 취성-연성 천이와 파괴인성을 간접 평가한다.

73. 고층 강구조에서 외주 대각부재가 삼각망을 이루는 다이아그리드(diagrid) 구조의 일반적인 횡하중 저항특성으로 옳은 것은?

토목기사 필기 모의고사 고층 건물 외곽의 연속 삼각 다이아그리드와 횡하중 방향을 표시한 자격증3001 워터마크 적용 문제도
73번 문제 도식
  1. 외주 대각부재의 축인장·축압축 작용으로 전도모멘트와 층전단을 분담해 횡강성을 확보한다.
  2. 대각부재는 장식일 뿐 횡하중에 참여하지 않는다.
  3. 모든 횡하중을 바닥슬래브의 면외휨만으로 저항한다.
  4. 삼각망을 사용하면 풍하중과 지진하중이 구조물에서 사라진다.
정답과 해설 보기

정답: 1

토목기사 필기 모의고사 다이아그리드 외주 대각부재의 축인장·축압축 쌍과 횡력 하중경로를 표시한 자격증3001 워터마크 적용 풀이도
73번 정답 도식

다이아그리드는 건물 외곽의 대각부재와 접합부를 삼각형 연속망으로 구성한다. 수평력에 의한 전단과 전도모멘트를 대각재의 축인장·축압축 쌍으로 전달해 큰 횡강성을 얻는다. 선택지별 판단: ① 외주 대각망의 축력 하중경로를 정확히 설명한다. ② 대각재가 주된 횡력저항부재이다. ③ 바닥은 하중을 분배하지만 면외휨만으로 전체 횡력을 받지 않는다. ④ 구조형식은 하중에 저항할 뿐 외력을 없애지 않는다.

근거: 다이아그리드 강구조는 외주 삼각망 대각부재의 축력 작용으로 층전단과 전도모멘트를 전달하고 건물의 횡강성을 확보한다.

74. 강재 보의 단부에서 다른 부재와 간섭을 피하려고 플랜지와 웨브 일부를 코프(coping)한 경우 우선 검토해야 할 거동으로 옳은 것은?

  1. 절취하더라도 단면과 응력집중은 전혀 변하지 않는다.
  2. 감소한 웨브 유효단면의 전단·블록전단과 재진입 모서리의 응력집중, 국부좌굴·균열 가능성을 검토한다.
  3. 코프부는 항상 압축력이 0이므로 검토할 필요가 없다.
  4. 플랜지를 일부 제거하면 보의 모든 휨응력이 자동으로 0이 된다.
정답과 해설 보기

정답: 2

보 단부 코프는 접합 공간을 확보하지만 웨브 높이와 순단면을 줄이고 절취 모서리에 응력집중을 만든다. 따라서 전단·블록전단, 국부좌굴과 균열을 검토하고 필요하면 모서리 형상과 보강상세를 정한다. 선택지별 판단: ① 절취는 단면성능과 응력분포를 바꾼다. ② 감소단면과 재진입 모서리의 주요 한계상태를 정확히 설명한다. ③ 코프부에도 지점반력과 접합력이 전달된다. ④ 플랜지 절취가 보의 모든 휨응력을 없애지 않는다.

근거: 보 단부 코프는 유효 웨브단면을 감소시키고 재진입 모서리에 응력집중을 유발하므로 전단·블록전단·국부좌굴·균열 한계상태를 검토한다.

75. 구조용 강재의 완전용입 맞대기용접부에 초음파탐상검사(UT)를 적용하는 주된 원리와 활용으로 옳은 것은?

  1. 용접부 표면의 색만 보고 내부 결함의 깊이와 크기를 확정한다.
  2. 용접부를 파괴한 뒤에만 검사할 수 있으므로 비파괴검사에는 해당하지 않는다.
  3. 탐촉자에서 보낸 고주파 음파의 반사 신호와 전파시간을 분석해 내부 불연속의 위치·크기를 평가하되 교정과 검사자 판독이 필요하다.
  4. 초음파를 사용하면 결함 종류와 방향에 관계없이 모든 결함이 항상 같은 신호로 나타난다.
정답과 해설 보기

정답: 3

초음파탐상은 탐촉자에서 강재로 펄스를 보내고 모재·용접부의 불연속면에서 돌아오는 반사파의 도달시간과 진폭을 해석한다. 내부 융합불량이나 균열 등의 위치와 지시크기를 비파괴로 평가할 수 있지만 표준시험편 교정, 결함 방향과 검사자 판독능력이 중요하다. 선택지별 판단: ① 표면 색상검사가 아니다. ② 대표적인 비파괴검사이다. ③ 원리와 판독조건을 정확히 설명한다. ④ 결함 방향·형상에 따라 반사응답이 달라진다.

근거: 용접부 초음파탐상은 고주파 음파의 반사와 전파시간을 이용해 내부 불연속 위치와 지시크기를 비파괴로 평가하며 교정과 판독절차가 필요하다.

76. 강골조 보-기둥 접합부에서 연속판(continuity plate)을 기둥 플랜지 사이에 설치하는 주된 목적은?

토목기사 필기 모의고사 보 플랜지 높이에서 기둥 플랜지 사이에 설치한 연속판 위치를 표시한 자격증3001 워터마크 적용 문제도
76번 문제 도식
  1. 보 플랜지 힘을 기둥 웨브에 전달하지 못하게 차단한다.
  2. 기둥 플랜지를 자유롭게 벌어지게 한다.
  3. 패널존 전단을 항상 0으로 만든다.
  4. 보 플랜지의 집중 인장·압축력을 기둥 단면으로 분산해 기둥 플랜지 휨과 웨브 국부항복·크리플링을 억제한다.
정답과 해설 보기

정답: 4

토목기사 필기 모의고사 보 플랜지 집중력이 연속판을 거쳐 기둥 플랜지와 웨브로 분산되는 경로를 표시한 자격증3001 워터마크 적용 풀이도
76번 정답 도식

모멘트접합의 보 플랜지 힘은 기둥 플랜지에 큰 국부력을 준다. 연속판은 보 플랜지와 같은 높이에서 기둥 플랜지를 지지하고 힘을 웨브와 반대 플랜지로 전달한다. 선택지별 판단: ① 연속판은 하중전달을 돕는 보강재이다. ② 기둥 플랜지 국부변형을 구속한다. ③ 패널존 전단은 별도 검토하며 자동 0이 되지 않는다. ④ 집중력 분산과 국부한계상태 억제를 정확히 설명한다.

근거: 보-기둥 접합 연속판은 보 플랜지 집중력을 기둥 웨브·반대 플랜지로 분산하여 기둥 플랜지 휨과 웨브 국부항복·크리플링을 방지한다.

77. 강재 판거더의 지점부에 수직 지점보강재(bearing stiffener)를 설치하는 주된 이유로 옳은 것은?

  1. 집중 지점반력을 플랜지와 웨브에 안전하게 전달하고 웨브의 국부항복·크리플링·좌굴을 억제하기 위해서이다.
  2. 지점반력이 거더에 들어오지 못하게 완전히 차단하기 위해서이다.
  3. 웨브의 유효높이를 무한대로 만들기 위해서이다.
  4. 보강재를 달면 받침과 거더 사이 하중경로가 사라지기 때문이다.
정답과 해설 보기

정답: 1

받침의 큰 반력은 하부 플랜지의 좁은 영역을 통해 얇은 웨브로 들어간다. 지점보강재는 플랜지와 함께 압축 하중경로를 만들고 반력을 분산하여 웨브 국부항복, 크리플링과 좌굴을 억제한다. 선택지별 판단: ① 집중반력 전달과 웨브 국부한계상태 방지 목적을 정확히 설명한다. ② 반력을 차단하는 것이 아니라 상부구조로 전달한다. ③ 보강재가 웨브 높이를 바꾸지는 않는다. ④ 받침-보강재-웨브·플랜지의 연속 하중경로를 만든다.

근거: 판거더 지점보강재는 집중 지점반력을 웨브와 플랜지에 분산·전달하고 지점부 웨브의 국부항복, 크리플링과 좌굴을 방지한다.

78. 강재 아치교에서 아치 리브 사이 횡가새를 설치하는 주된 이유는?

토목기사 필기 모의고사 평행한 두 강재 아치 리브와 일정 간격의 횡가새 및 횡하중 방향을 표시한 자격증3001 워터마크 적용 문제도
78번 문제 도식
  1. 두 아치 리브가 서로 독립적으로 횡좌굴하도록 하기 위해서이다.
  2. 리브를 횡방향으로 연결해 풍하중·편심하중을 분배하고 면외좌굴 길이를 줄여 공간안정성을 확보하기 위해서이다.
  3. 아치의 모든 압축력을 0으로 만들기 위해서이다.
  4. 행어의 인장력을 압축력으로 강제 전환하기 위해서이다.
정답과 해설 보기

정답: 2

아치 리브는 큰 축압축을 받아 면외좌굴에 민감하다. 횡가새와 가로보는 두 리브를 공간골조로 묶어 횡하중을 나누고 면외 변형과 유효좌굴길이를 제한한다. 선택지별 판단: ① 횡가새는 독립좌굴을 촉진하는 것이 아니라 억제한다. ② 횡하중 분배와 면외 안정 역할을 정확히 설명한다. ③ 아치 압축력은 구조 하중전달에 필수이며 사라지지 않는다. ④ 행어 힘의 부호를 바꾸는 장치가 아니다.

근거: 아치교 횡가새는 두 압축 아치리브를 공간적으로 연결하여 풍·편심하중을 분배하고 면외좌굴 변형과 유효길이를 제한한다.

79. 사장교 주탑 내부의 케이블 정착구에 국부 보강이 필요한 주된 이유는?

  1. 케이블 장력이 주탑에 아무 힘도 전달하지 않기 때문이다.
  2. 정착구가 있으면 콘크리트와 강재의 응력이 항상 0이 되기 때문이다.
  3. 큰 케이블 집중력이 지압·분산·파열 인장력과 복잡한 국부 응력을 만들므로 정착판·보강재와 하중분산 상세가 필요하기 때문이다.
  4. 주탑은 오직 자중만 받기 때문이다.
정답과 해설 보기

정답: 3

사재 장력은 작은 정착영역을 통해 주탑으로 들어간다. 집중 압축력의 확산 과정에서 횡방향 파열·할렬력과 판 휨이 생길 수 있어 강재 정착상자와 보강철근을 설계한다. 선택지별 판단: ① 케이블 장력은 정착구를 통해 주탑 하중경로로 전달된다. ② 집중하중 때문에 오히려 큰 국부응력이 생긴다. ③ 지압·분산·파열력과 보강 필요성을 정확히 설명한다. ④ 주탑은 자중 외에도 케이블력과 횡하중을 받는다.

근거: 사장교 주탑 케이블 정착부는 큰 집중 사재력을 전달·분산하며 지압, 판휨과 파열·할렬 인장력을 받아 국부 정착판·보강재가 필요하다.

80. 교량에 납고무받침(LRB)을 사용하는 내진설계 원리로 옳은 것은?

  1. 받침을 완전 강체로 만들어 상부구조 가속도를 무한대로 키운다.
  2. 지진 후 복원능을 모두 없앤다.
  3. 납심과 고무가 어떤 변형도 하지 않게 고정한다.
  4. 적층고무의 수평유연성으로 주기를 늘리고 납심의 항복으로 에너지를 소산하며 고무의 복원력으로 잔류변위를 줄인다.
정답과 해설 보기

정답: 4

LRB는 수직하중을 지지하면서 수평으로 유연하게 변형한다. 납심의 반복 항복은 이력감쇠를 제공하고 고무층은 탄성 복원력을 제공해 상부구조 지진력과 잔류변위를 관리한다. 선택지별 판단: ① 격리는 주기를 늘려 가속도 수요를 줄이는 방향이다. ② 고무층은 지진 후 중심복귀 성능을 제공한다. ③ 납심 항복과 고무 전단변형을 의도적으로 활용한다. ④ 주기연장·감쇠·복원 기능을 정확히 설명한다.

근거: 납고무받침은 적층고무의 수평유연성·복원력과 납심의 이력항복 감쇠를 결합하여 교량 지진력과 잔류변위를 줄이는 격리장치이다.

토목기사 필기 모의고사 · 토질 및 기초

81. 토립자 비중 Gs=2.68, 간극비 e=0.72인 포화토의 수중단위중량을 γ'=(Gs-1)γw/(1+e)로 구하면? 단, γw=9.81 kN/m³이다.

  1. 9.58 kN/m³
  2. 15.29 kN/m³
  3. 5.71 kN/m³
  4. 19.39 kN/m³
정답과 해설 보기

정답: 1

수중단위중량은 포화단위중량에서 물의 단위중량을 뺀 값이며 제시식에 대입하면 γ'=(2.68-1)×9.81/(1+0.72)=16.4808/1.72=9.58 kN/m³이다. 선택지별 판단: ① 수치와 단위가 맞다. ② Gsγw/(1+e)에 가까운 건조단위중량이다. ③ 수중단위중량에서 물을 다시 과도하게 뺀 값이다. ④ 포화단위중량에 가까워 부력효과를 반영하지 않았다.

근거: 포화토의 수중단위중량은 토립자와 물의 비중차를 간극비로 보정한 γ'=(Gs-1)γw/(1+e)로 계산한다.

82. 정수위 투수시험에서 120초 동안 300 cm³의 물이 통과했다. 시료 길이 L=20 cm, 단면적 A=50 cm², 수두차 h=40 cm일 때 k=QL/(Aht)는?

  1. 0.010 cm/s
  2. 0.025 cm/s
  3. 0.050 cm/s
  4. 0.250 cm/s
정답과 해설 보기

정답: 2

정수위 시험의 Darcy 관계를 정리한 제시식에 대입하면 k=300×20/(50×40×120)=6,000/240,000=0.025 cm/s이다. 이는 2.5×10^-4 m/s와 같다. 선택지별 판단: ① 수두차나 시간을 과대반영했다. ② 모든 길이단위를 cm로 통일해 얻은 정답이다. ③ 정확값의 두 배이다. ④ 시간 120초를 12초처럼 처리한 과대값이다.

근거: 정수위 투수시험은 일정 수두차에서 측정한 통과수량을 Darcy 법칙에 적용해 k=QL/(Aht)로 투수계수를 산정한다.

83. Dupuit 가정의 균질 자유면 대수층에서 k=2.0×10^-5 m/s, 상·하류 포화두께 h1=8 m, h2=4 m, 흐름길이 L=40 m이다. 단위폭당 유량 q=k(h1²-h2²)/(2L)는?

  1. 0.6×10^-5 m²/s
  2. 2.4×10^-5 m²/s
  3. 1.2×10^-5 m²/s
  4. 9.6×10^-4 m²/s
정답과 해설 보기

정답: 3

포화두께 제곱차는 8²-4²=64-16=48 m²이다. q=2.0×10^-5×48/(2×40)=9.6×10^-4/80=1.2×10^-5 m²/s이다. 선택지별 판단: ① 분모를 두 배 크게 적용했다. ② 식의 2L 중 2를 누락했다. ③ 제곱차와 분모를 정확히 적용한 정답이다. ④ 분자 k(h1²-h2²)까지만 계산하고 2L=80으로 나누지 않은 값이다.

근거: Dupuit 가정의 자유면 대수층 정상류에서 단위폭당 유량은 포화두께 제곱차에 비례하여 q=k(h1²-h2²)/(2L)로 계산한다.

84. 굴착저면을 낮추기 위한 웰포인트 공법의 흡입양정 한계와 단계배치에 대한 설명으로 옳은 것은?

  1. 흡입펌프는 진공과 관계없이 임의 깊이의 물을 한 단계로 끌어올릴 수 있다.
  2. 웰포인트는 물을 주입해 지하수위를 항상 높이는 공법이다.
  3. 흡입양정은 해발고도·손실과 무관하게 정확히 100 m이다.
  4. 대기압과 배관손실 때문에 한 단계의 실용 흡입저하 깊이가 제한되므로 깊은 굴착은 다단 웰포인트나 다른 양수방식을 검토한다.
정답과 해설 보기

정답: 4

웰포인트는 헤더관의 음압으로 얕은 집수정을 연속 양수하지만, 물을 끌어올리는 힘은 대기압과 실제 진공도에 제한된다. 누기·마찰손실까지 있어 한 단계로 낮출 수 있는 수위가 제한되므로 깊은 굴착은 단계 설치나 심정펌프를 고려한다. 선택지별 판단: ① 무한 흡입은 불가능하다. ② 목적을 반대로 했다. ③ 실용조건을 무시했다. ④ 제한원인과 대안을 정확히 설명한다.

근거: 웰포인트의 흡입양정은 대기압·진공도와 관로손실에 제한되므로 깊은 지하수위 저하는 다단배치 또는 심정식 양수와 비교한다.

85. 연약점토 지반에 구조물 시공 전 계획하중보다 큰 임시 성토를 올렸다가 압밀 후 제거하는 재하성토(preloading with surcharge)의 주된 효과는?

  1. 시공 전에 상당한 압밀침하와 강도증가를 유도하고 제거 후 지반에 과압밀 이력을 남겨 구조물 사용 중 추가침하를 줄인다.
  2. 점토의 모든 간극을 영구 진공으로 만들어 투수계수를 0으로 한다.
  3. 토립자 비중을 감소시켜 구조물 하중을 없앤다.
  4. 압밀을 늦추기 위해 배수경로를 의도적으로 차단한다.
정답과 해설 보기

정답: 1

재하성토는 구조물보다 앞서 지반에 큰 유효응력을 가하여 배수·압밀과 전단강도 증가를 진행시킨다. 목표 침하 후 초과하중을 제거하면 선행압밀압력이 커진 과압밀 상태가 남아 실제 구조물 하중 아래 잔류침하를 줄일 수 있다. 선택지별 판단: ① 시간순서와 효과가 맞다. ② 투수계수 0은 불가능하다. ③ 광물 비중을 바꾸지 않는다. ④ 배수를 촉진하는 방향이다.

근거: 재하성토는 구조물 시공 전 목표하중 이상의 임시하중으로 압밀·강도증가를 선행시키고 과압밀 이력을 만들어 사용 중 잔류침하를 줄인다.

86. 정변형률 압밀시험(CRS consolidation test)의 일반적인 재하·계측 방식과 장점으로 옳은 것은?

  1. 하중과 변형을 전혀 주지 않고 시료 색만 관찰한다.
  2. 시료를 일정한 축변형률로 연속 압축하면서 축응력과 기저 간극수압 등을 계측하여 연속적인 압축·압밀 특성을 얻는다.
  3. 시료를 완전 비배수로 폭발시켜 입도분포만 구한다.
  4. 매 단계마다 시료를 건조 분쇄하여 동일 시료의 시간거동을 없앤다.
정답과 해설 보기

정답: 2

CRS 시험은 단계재하 대신 축변형률을 일정하게 제어하며 응력과 변형, 배수측 반대편의 간극수압을 연속 기록한다. 적절한 변형률과 배수조건에서 e-logσ' 관계와 압밀계수·투수특성을 효율적으로 평가할 수 있다. 선택지별 판단: ① 기계적 계측시험이다. ② 재하방식과 산출물이 맞다. ③ 폭발·입도시험이 아니다. ④ 동일 시료의 연속거동을 이용한다.

근거: CRS 압밀시험은 일정 축변형률로 시료를 연속 압축하고 축응력·간극수압을 계측해 연속 압축곡선과 압밀·투수 특성을 평가한다.

87. 직접단순전단시험(DSS)을 연약점토의 제방 하부 거동 평가에 활용하는 이유로 가장 적절한 것은?

  1. 시료에 연직변형만 주고 전단변형은 완전히 금지하기 때문이다.
  2. 암석 코어 길이만 재어 RQD를 구하기 때문이다.
  3. 수평전단변형을 가하면서 연직응력과 배수조건을 제어해 제방 하부처럼 주응력방향이 회전하는 전단경로를 근사할 수 있기 때문이다.
  4. 토립자를 화학적으로 모래로 바꾸기 때문이다.
정답과 해설 보기

정답: 3

DSS는 얇은 시료에 수평변위를 가하고 연직응력 또는 높이, 배수조건을 제어하여 단순전단에 가까운 응력경로를 만든다. 제방 하부 점토처럼 주응력방향이 회전하고 수평전단이 지배적인 문제의 비배수강도 평가에 활용된다. 선택지별 판단: ① 전단이 핵심이다. ② 코어품질시험이 아니다. ③ 시험경로와 현장모사가 맞다. ④ 광물변환 공정이 아니다.

근거: 직접단순전단시험은 수평전단변형과 연직응력·배수조건을 제어하여 제방 하부 등 주응력 회전이 있는 지반의 전단거동을 근사한다.

88. 내부마찰각 φ=30°인 흙의 정규압밀 정지토압계수는 K0,NC=1-sinφ이고, 과압밀비 OCR=4에서 K0,OC=K0,NC·OCR^(sinφ)로 본다. K0,OC는?

  1. 0.25
  2. 0.50
  3. 0.75
  4. 1.00
정답과 해설 보기

정답: 4

sin30°=0.5이므로 K0,NC=1-0.5=0.5이다. OCR^(sinφ)=4^0.5=2이므로 K0,OC=0.5×2=1.00이다. 선택지별 판단: ① K0,NC를 다시 절반으로 줄였다. ② 과압밀 보정을 누락한 정규압밀 값이다. ③ OCR 지수를 잘못 적용했다. ④ 제시된 경험관계에 정확히 대입한 정답이다. 과압밀 이력 때문에 수평응력비가 커지는 방향과도 일치한다.

근거: 과압밀토의 정지토압계수는 문제에 제시된 경험식 K0,OC=(1-sinφ)OCR^(sinφ)로 응력이력 효과를 반영한다.

89. 지하수위 아래의 사질토를 배면으로 하는 옹벽에 작용하는 수평압력을 유효응력법으로 계산하는 원리로 옳은 것은?

토목기사 필기 모의고사 옹벽 배면 사질토와 지하수위 및 미지 수평압력 위치를 표시한 자격증3001 워터마크 적용 문제도
89번 문제 도식
  1. 토립자 골격에 의한 유효수평토압과 정수압을 각각 구해 더하고, 수중단위중량으로 지하수위 아래 유효연직응력을 계산한다.
  2. 물의 압력만 고려하고 토립자 골격의 토압은 항상 0으로 둔다.
  3. 포화단위중량으로 유효응력을 구한 뒤 정수압을 다시 빼서 총압을 만든다.
  4. 지하수위가 있으면 토압계수와 무관하게 모든 수평압력이 0이다.
정답과 해설 보기

정답: 1

토목기사 필기 모의고사 지하수위 아래 흙 골격 유효토압과 정수압을 각각 구해 총수평압력으로 합성한 자격증3001 워터마크 적용 풀이도
89번 정답 도식

지하수위 아래 총수평압력은 흙 골격이 부담하는 유효연직응력에 토압계수를 적용한 유효토압과 물이 부담하는 정수압의 합이다. 유효연직응력 증가율에는 수중단위중량을 쓴다. 선택지별 판단: ① 유효응력 원리와 압력합성이 맞다. ② 골격저항을 누락했다. ③ 포화중량과 수압을 혼합해 이중계산할 수 있다. ④ 물과 흙의 압력이 실제로 작용한다.

근거: 지하수위 아래 옹벽 총수평압력은 수중단위중량에 의한 유효연직응력의 토압성분과 별도 정수압을 합하여 산정한다.

90. 도심 흙막이 굴착에서 경사계와 버팀보 축력계를 함께 설치하는 주된 계측 목적은?

  1. 지하수의 염분을 제거하기 위해
  2. 벽체의 깊이별 수평변위와 지보재 하중을 추적해 경보값과 비교하고 굴착단계 조정·보강 여부를 판단하기 위해
  3. 콘크리트의 색을 자동 변경하기 위해
  4. 준공 후 한 번만 측정해 시공 중 거동을 무시하기 위해
정답과 해설 보기

정답: 2

경사계는 흙막이벽 또는 지반의 깊이별 수평변형을, 축력계는 버팀보·앵커에 전달되는 하중을 보여준다. 굴착단계마다 설계예측과 관리기준을 비교하면 이상거동을 조기에 발견하고 굴착순서·지보 보강을 결정할 수 있다. 선택지별 판단: ① 수질처리 장비가 아니다. ② 계측량과 의사결정 목적이 맞다. ③ 재료색과 무관하다. ④ 시공 중 피드백이 핵심이다.

근거: 흙막이 굴착 계측은 경사계의 깊이별 변위와 지보재 축력을 단계별 관리기준과 비교하여 이상거동·보강 및 공정조정 필요성을 판단한다.

91. 지하구조물에 작용하는 설계 상향수압 합력이 4,500 kN이고 이에 저항하는 구조물 유효중량이 9,000 kN이다. 다른 저항을 무시할 때 부상 안전율 FS=저항력/상향력은?

  1. 0.50
  2. 1.50
  3. 2.00
  4. 3.00
정답과 해설 보기

정답: 3

부상 안전율은 상향 부력에 대한 하향 저항의 비이다. FS=9,000/4,500=2.00이다. 하중과 저항이 모두 kN이므로 안전율은 무차원이다. 선택지별 판단: ① 분자와 분모를 뒤집은 값이다. ② 저항력 일부를 누락한 값이다. ③ 정의대로 계산한 정답이다. ④ 저항력에 상향력을 더한 13,500 kN을 분자로 잘못 사용한 값이다. 실제 적합성은 적용 기준의 요구안전율과 별도로 비교한다.

근거: 지하구조물 부상 안전율은 설계 상향수압 합력에 대한 유효중량 등 하향 저항력의 비로 산정하고 요구안전율과 비교한다.

92. 탄성지반 위 강성기초 저면의 접지압 분포를 해석할 때 가장 적절한 설명은?

  1. 강성기초 아래 접지압은 지반과 기초강성에 관계없이 항상 완전 균등하다.
  2. 접지압은 기초 자중만으로 정해지고 지반 변형성은 무관하다.
  3. 강성기초는 모든 지점에서 서로 다른 침하를 자유롭게 허용하므로 휨강성이 0이다.
  4. 기초의 강성은 저면 변위를 서로 구속하므로 지반 반력분포가 비균등할 수 있고, 기초·지반의 상대강성과 층상조건을 함께 고려한다.
정답과 해설 보기

정답: 4

강성기초는 저면의 상대변형을 억제하여 비교적 일체로 침하·회전하려 한다. 지반은 위치별로 그 변위를 만족시키는 반력을 제공하므로 탄성지반의 접지압은 반드시 균등하지 않고 상대강성·형상·층상성에 좌우된다. 선택지별 판단: ① 균등분포를 보장하지 않는다. ② 지반변형을 무시했다. ③ 강성기초 정의와 반대이다. ④ 변위호환과 반력분포의 관계를 정확히 설명한다.

근거: 강성기초의 접지압은 기초 저면 변위호환과 지반반력의 상호작용으로 정해지며 기초·지반 상대강성, 형상과 층상조건에 따라 비균등할 수 있다.

93. 현장타설말뚝의 크로스홀 초음파검층(CSL)을 실시하는 구성과 판정원리로 옳은 것은?

  1. 철근망에 미리 설치한 복수의 접근관에 송·수신기를 내려 같은 심도에서 초음파 도달시간과 에너지를 비교해 관 사이 콘크리트의 이상 가능성을 평가한다.
  2. 말뚝 두부의 색만 촬영해 선단지지력을 직접 확정한다.
  3. 지하수를 장시간 양수해 말뚝 콘크리트 강도를 구한다.
  4. 접근관 없이 지표 위성신호만으로 내부 공극을 모두 판독한다.
정답과 해설 보기

정답: 1

CSL은 타설 전에 철근망에 매입한 물 채운 접근관 쌍 사이로 초음파를 통과시키며 깊이별 도달시간, 파형과 에너지 변화를 기록한다. 지연이나 감쇠가 큰 구간은 벌집·혼입 등 이상 가능성을 보여주지만 해석범위는 관 사이이다. 선택지별 판단: ① 장치와 판정량이 맞다. ② 외관만으로 내부를 판단하지 않는다. ③ 양수시험이 아니다. ④ 접근관과 음향경로가 필요하다.

근거: CSL은 현장타설말뚝 내 매입 접근관 사이의 초음파 도달시간·파형·에너지 변화를 깊이별로 측정해 콘크리트 이상구간 가능성을 평가한다.

94. 포화점토에 폐단말뚝 여러 본을 가까운 간격으로 연속 항타할 때 이미 시공한 말뚝과 주변 지반에서 나타날 수 있는 현상으로 옳은 것은?

  1. 항타 순서와 관계없이 지반과 기존 말뚝의 표고는 항상 변하지 않는다.
  2. 말뚝이 흙을 밀어내며 과잉간극수압과 지반융기를 유발해 먼저 항타한 말뚝이 들릴 수 있으므로 말뚝두부 표고·수압을 계측하고 필요 시 재항타한다.
  3. 폐단말뚝은 흙을 전혀 변위시키지 않아 군말뚝 시공영향이 없다.
  4. 항타할수록 토립자 비중이 0이 되어 모든 지지력이 사라진다.
정답과 해설 보기

정답: 2

폐단 변위말뚝은 관입체적만큼 주변 포화점토를 밀어내고 과잉간극수압을 발생시킬 수 있다. 말뚝군을 촘촘히 항타하면 누적 변위가 지표와 먼저 시공한 말뚝을 들어 올려 선단접촉과 지지성능에 영향을 줄 수 있다. 선택지별 판단: ① 시공영향을 부정한다. ② 발생기구와 계측·대응이 맞다. ③ 폐단말뚝은 대표적인 변위말뚝이다. ④ 광물 비중은 항타로 사라지지 않는다.

근거: 포화점토의 근접 폐단말뚝 연속항타는 누적 지반변위와 과잉간극수압으로 지반 및 기존 말뚝의 융기를 만들 수 있어 표고·수압계측과 재항타 여부를 검토한다.

95. 큰 수평하중을 받는 말뚝기초에서 일부 말뚝을 경사말뚝(batter pile)으로 배치하는 하중전달 원리로 옳은 것은?

  1. 경사말뚝은 축력을 전혀 받을 수 없어 수평하중에 항상 불리하다.
  2. 말뚝을 기울이면 지반과 접촉하지 않게 되어 모든 반력이 사라진다.
  3. 수평하중의 일부를 경사말뚝 축방향 인장·압축 성분으로 전달할 수 있으나 말뚝머리 연결, 시공성과 지진 시 거동을 함께 검토한다.
  4. 경사각과 관계없이 모든 말뚝의 축력은 항상 0이다.
정답과 해설 보기

정답: 3

경사말뚝은 말뚝축이 수평방향 성분을 가지므로 외부 수평력 일부를 축방향 압축 또는 인장으로 저항할 수 있다. 다만 말뚝머리와 캡의 구속, 시공오차, 연직·수평 하중조합과 지진변형 적합성을 함께 검토해야 한다. 선택지별 판단: ① 축저항 활용을 부정한다. ② 지반접촉은 유지된다. ③ 원리와 주의점이 맞다. ④ 하중분해와 평형에 어긋난다.

근거: 경사말뚝은 수평하중 일부를 말뚝축 방향 인장·압축력으로 전달할 수 있으며 말뚝캡 연결, 시공성과 변형적합성을 함께 검토한다.

96. 팽창성 점토층에 설치한 말뚝이 지표 부근 흙의 습윤팽창으로 상향력을 받을 때 설계상 가장 적절한 설명은?

  1. 팽창토가 말뚝을 위로 끌어올릴 가능성은 전혀 없다.
  2. 말뚝 자중만 확인하면 상향 주면력과 구조인장은 무시해도 된다.
  3. 팽창영역을 모두 말뚝 선단으로 간주해 압축력만 검토한다.
  4. 활성 팽창깊이의 상향 주면력과 그 아래 정착부 저항을 구분하고 말뚝 인장·접합부 및 기초 융기를 검토한다.
정답과 해설 보기

정답: 4

팽창성 점토가 습윤되어 상승하면 말뚝과의 상대변위로 활성층 주면에 상향력이 작용할 수 있다. 말뚝은 더 깊은 안정층의 정착저항으로 이를 지지하므로 상향력 분포, 축인장과 두부 연결 및 구조물 융기를 검토한다. 선택지별 판단: ① 가능한 하중을 부정한다. ② 자중만으로 충분하지 않다. ③ 상향 주면력을 압축으로 뒤집었다. ④ 하중영역과 저항영역을 올바르게 구분한다.

근거: 팽창토 속 말뚝은 활성층의 습윤팽창에 따른 상향 주면력과 안정층 정착저항을 분리해 말뚝 인장, 연결부와 기초 융기를 검토한다.

97. 지반공학 원심모형시험에서 원형의 응력상태를 작은 모형으로 재현하기 위해 N-g 원심가속도를 사용하는 기본 축척개념으로 옳은 것은?

  1. 원형 길이의 1/N인 모형을 N배 중력장에서 시험하면 자중응력 수준을 원형과 유사하게 만들 수 있다.
  2. 모형 길이를 원형의 N배로 만들고 중력을 0으로 한다.
  3. 원심가속도는 응력에 영향을 주지 않으므로 축척과 무관하다.
  4. 모형의 토립자 비중을 반드시 1/N로 바꿔야만 한다.
정답과 해설 보기

정답: 1

자중응력은 대략 γz에 비례한다. 길이가 원형의 1/N인 모형은 1g에서 응력이 1/N로 작아지지만 N배 중력장을 적용하면 체적력 증가가 길이축척을 보상해 원형과 유사한 자중응력을 만든다. 선택지별 판단: ① 기본 N-g 상사원리가 맞다. ② 길이와 중력 방향을 반대로 했다. ③ 원심장이 핵심이다. ④ 같은 흙을 사용하면서 가속도와 길이를 조정할 수 있다.

근거: 지반 원심모형시험은 원형의 1/N 길이축척 모형을 N-g 원심장에서 시험해 깊이에 따른 자중응력 수준을 원형과 유사하게 재현한다.

98. 연약지반 위 성토체 저면에 고강도 지오그리드를 깔아 기초보강층으로 사용하는 주된 거동은?

  1. 성토재와 지반의 모든 단위중량을 0으로 만든다.
  2. 인장재가 성토의 측방퍼짐을 억제하고 하중을 넓게 전달하며, 변형이 발생할 때 인장막 효과와 구속효과로 안정성을 높인다.
  3. 지하수를 화학적으로 증류해 완전히 제거한다.
  4. 성토하중을 오직 공기 중으로 전달해 지반반력을 없앤다.
정답과 해설 보기

정답: 2

성토 저면 지오그리드는 흙과의 마찰·맞물림으로 측방변위를 제한하고 인장력을 동원해 하중분산과 활동저항에 기여한다. 변형이 어느 정도 생기면 인장막 효과가 발현될 수 있으므로 강도뿐 아니라 변형, 정착과 시공손상도 검토한다. 선택지별 판단: ① 재료중량은 남는다. ② 하중경로와 발현조건이 맞다. ③ 배수·증류설비가 아니다. ④ 지반반력과 함께 작용한다.

근거: 성토 저면 지오그리드는 흙과의 상호작용으로 측방퍼짐을 억제하고 인장력·인장막 효과를 동원해 하중분산과 전체 안정성을 높인다.

99. 연약점토 지반에 설치한 쇄석기둥의 대표적인 벌징(bulging) 파괴를 가장 적절하게 설명한 것은?

  1. 기둥 재료가 모두 증발해 길이가 0이 되는 현상
  2. 기둥이 아무 변형 없이 토립자 비중만 감소하는 현상
  3. 상부 하중을 받은 기둥이 주변 연약점토의 측방구속이 부족한 구간에서 바깥쪽으로 팽창하며 전단저항이 한계에 이르는 현상
  4. 기둥 선단이 암반을 녹여 지하수만 상승시키는 현상
정답과 해설 보기

정답: 3

쇄석기둥은 주변 점토의 측방구속을 받아 축하중을 지지한다. 연약한 점토의 구속이 부족하면 특히 상부 구간에서 기둥 직경이 불룩하게 증가하는 벌징이 발생하며, 기둥재 내부마찰과 주변토 수동저항이 지지력에 관여한다. 선택지별 판단: ① 재료 소멸이 아니다. ② 변형이 핵심이다. ③ 발생위치와 저항기구가 맞다. ④ 암반 용해와 무관하다.

근거: 쇄석기둥의 벌징파괴는 주변 연약토의 측방구속이 부족할 때 하중받는 기둥이 바깥으로 팽창하며 기둥재 전단저항과 주변토 수동저항이 한계에 이르는 거동이다.

100. 보강토옹벽 배면과 기초부의 배수계획이 중요한 이유로 옳은 것은?

토목기사 필기 모의고사 보강토옹벽 배면 배수층과 기초부 배수관·보강재·침투수 위치를 표시한 자격증3001 워터마크 적용 문제도
100번 문제 도식
  1. 배수를 막아 보강토 내부 수압을 최대화하기 위해
  2. 배수재가 모든 보강재 인장력을 0으로 만들기 위해
  3. 배수구를 없애 세립분 유실과 수압을 동시에 증가시키기 위해
  4. 침투수를 적절히 집수·배제하고 필터로 토사유실을 막아 수압증가, 세굴과 보강재·전면재 성능저하를 줄이기 위해
정답과 해설 보기

정답: 4

토목기사 필기 모의고사 침투수를 배수층과 기초부 관으로 집수·배제하고 필터가 토사를 보유하는 경로를 표시한 자격증3001 워터마크 적용 풀이도
100번 정답 도식

보강토체로 물이 유입되면 간극수압과 침투력이 커지고 세립분 유실·전면 누수 및 보강재 내구성 문제가 생길 수 있다. 배수층·배수관과 적절한 필터를 연속 배치해 물은 빼고 흙은 보유해야 한다. 선택지별 판단: ① 수압증가는 안정에 불리하다. ② 보강재 저항은 유지해야 한다. ③ 배수와 필터 목적을 반대로 했다. ④ 수리·토사보유·내구 목적을 모두 정확히 설명한다.

근거: 보강토옹벽 배수·필터 시스템은 침투수를 배제하면서 토사를 보유하여 간극수압, 내부침식·세굴과 보강재·전면재의 성능저하를 억제한다.

토목기사 필기 모의고사 · 상하수도공학

101. 수질시료 500 mL를 여과·건조한 뒤 여과지 질량이 12 mg 증가했다. TSS=포집고형물질량/시료부피일 때 부유물질농도는?

  1. 24 mg/L
  2. 6 mg/L
  3. 12 mg/L
  4. 240 mg/L
정답과 해설 보기

정답: 1

시료부피 500 mL는 0.500 L이다. TSS=12 mg/0.500 L=24 mg/L이다. 여과지 증가량을 같은 시료부피로 나눈 단순 질량농도이며 건조 전후 여과지 질량차가 포집고형물이다. 선택지별 판단: ① 부피환산과 나눗셈이 맞다. ② 12×0.5로 곱했다. ③ 500 mL를 1 L로 오인했다. ④ mL-L 환산을 한 자리 잘못해 10배 크게 산정했다.

근거: 총부유물질 TSS는 정해진 시료를 여과하고 포집물을 건조해 얻은 질량증가를 여과한 시료부피로 나눈 질량농도이다.

102. 정수처리에서 원수의 UV254 흡광도를 측정하는 일반적인 활용으로 가장 적절한 것은?

  1. 모든 무기염의 총질량을 직접 재는 유일한 방법이다.
  2. 254 nm 자외선을 흡수하는 방향족 성격의 자연유기물과 소독부산물 전구물질 변화를 추적하는 보조지표로 활용한다.
  3. 대장균 수를 배양 없이 정확히 확정한다.
  4. 관로 수압과 펌프양정을 광학적으로 계산한다.
정답과 해설 보기

정답: 2

UV254는 방향족 결합을 가진 자연유기물의 자외선 흡수와 관련되어 응집·활성탄 등에서 유기물 제거변화를 빠르게 추적하는 데 쓰인다. 다만 개별 화합물이나 미생물 수를 직접 확정하는 단일 분석은 아니다. 선택지별 판단: ① 무기염 총량지표가 아니다. ② 대표 활용과 한계를 올바르게 설명한다. ③ 미생물 배양·분자시험을 대신하지 않는다. ④ 수리량 측정과 무관하다.

근거: UV254 흡광도는 자외선 흡수성 방향족 자연유기물과 소독부산물 전구물질의 상대변화를 추적하는 정수처리 보조지표이다.

103. 소독부산물 전구물질인 자연유기물 제거를 강화하려는 enhanced coagulation의 운전방향으로 옳은 것은?

  1. 탁도와 유기물 변화에 관계없이 응집제를 항상 0으로 한다.
  2. 응집 후 pH와 알칼리도를 전혀 확인하지 않는다.
  3. 자 시험과 원수특성을 바탕으로 응집제 주입량·pH를 조절해 탁도뿐 아니라 유기물 제거를 높이되 잔류금속·슬러지와 부식성을 함께 관리한다.
  4. 염소를 무한히 주입해 유기물을 모두 기체화한다.
정답과 해설 보기

정답: 3

강화응집은 전하중화와 수산화물 플록의 흡착·포획 조건을 조절하여 일반 탁도제거 이상으로 자연유기물 제거를 높이는 운전이다. 원수 DOC·알칼리도와 pH를 보고 최적조건을 찾고 약품·슬러지·부식 영향을 함께 고려한다. 선택지별 판단: ① 응집기능을 없앤다. ② 핵심 운전변수를 무시한다. ③ 목표와 제약을 정확히 설명한다. ④ 과염소는 부산물 위험을 키울 수 있다.

근거: 강화응집은 원수 유기물·알칼리도와 자 시험을 바탕으로 응집제량과 pH를 최적화해 자연유기물 제거를 높이고 약품·슬러지·부식 영향을 관리한다.

104. 석회-소다회 연수처리 뒤 재탄산화(recarbonation)를 실시하는 주된 목적은?

  1. 처리수를 더 높은 pH로 올려 탄산칼슘 침전을 무한히 계속한다.
  2. 모든 물을 이산화탄소 기체로 바꾼다.
  3. 경도 제거침전물을 다시 전량 용해해 원수로 되돌린다.
  4. 이산화탄소를 주입해 과도하게 높은 pH를 낮추고 남은 탄산칼슘의 침전을 안정화하여 후속 여과·배수계통의 스케일 위험을 줄인다.
정답과 해설 보기

정답: 4

석회연수 후 물은 pH가 높고 탄산칼슘 과포화가 남을 수 있다. 재탄산화는 CO2로 pH와 탄산평형을 조절하여 잔류 침전물을 적절히 형성·제거하고 완성수의 안정성을 높인다. 선택지별 판단: ① pH를 낮추는 공정이다. ② 물의 상변환 공정이 아니다. ③ 제거한 경도를 전량 복원하지 않는다. ④ pH 조정·침전안정화와 스케일 제어를 정확히 연결한다.

근거: 재탄산화는 석회연수 후 CO2로 pH·탄산평형을 조정하고 잔류 탄산칼슘 침전을 안정화해 완성수의 스케일·부식성을 관리한다.

105. 이온교환탑 운전 중 경도 누출이 증가하여 파과점에 도달했을 때 일반적인 조치와 원리로 옳은 것은?

  1. 사용 중인 수지의 교환용량이 소진된 것이므로 운전을 전환하고 적절한 재생액으로 교환이온형을 회복한 뒤 세척·복귀한다.
  2. 수지를 모두 연소시켜 관로에 재를 공급한다.
  3. 파과는 수지가 무한용량이 되었다는 뜻이므로 주입을 늘린다.
  4. 경도 누출과 무관하게 재생수를 완성수에 직접 방류한다.
정답과 해설 보기

정답: 1

이온교환수지는 유한한 활성교환자리를 가지며 처리량이 누적되면 목표이온이 유출수에 나타나는 파과가 진행된다. 이때 예비탑으로 전환하거나 정지하고 재생액으로 수지를 원래 이온형으로 되돌린 뒤 잔류 재생액을 세척한다. 선택지별 판단: ① 파과와 재생주기가 맞다. ② 열파괴는 재생이 아니다. ③ 용량소진을 반대로 해석했다. ④ 재생폐액은 적절히 처리해야 한다.

근거: 이온교환 파과는 유효 교환용량 소진으로 목표이온 누출이 증가한 상태이며 탑 전환 후 재생액으로 수지 이온형을 회복하고 충분히 세척한다.

106. 막여과 설비의 투과수량이 240 m³/일이고 유효 막면적이 600 m²이다. 막플럭스 J=Qp/A를 L/(m²·일)로 나타내면?

  1. 40 L/(m²·일)
  2. 400 L/(m²·일)
  3. 1,440 L/(m²·일)
  4. 2.5 L/(m²·일)
정답과 해설 보기

정답: 2

면적당 투과량은 240/600=0.40 m³/(m²·일)이다. 1 m³=1,000 L이므로 J=400 L/(m²·일)이다. 선택지별 판단: ① m³-L 환산을 100으로 잘못 했다. ② 유량을 면적으로 나누고 단위를 정확히 환산했다. ③ 하루를 분으로 바꾸는 과정 등을 잘못 섞었다. ④ 면적을 유량으로 나눈 역수로 플럭스 정의와 다르다.

근거: 막플럭스는 단위 유효막면적과 단위시간당 투과수량 J=Qp/A이며 부피단위를 m³에서 L로 일관되게 환산한다.

107. UV 소독반응기의 유효 조사강도가 0.40 mW/cm²이고 조사시간이 30초이다. 균일조사를 가정한 UV 선량 D=I·t는?

  1. 0.013 mJ/cm²
  2. 1.2 mJ/cm²
  3. 12 mJ/cm²
  4. 75 mJ/cm²
정답과 해설 보기

정답: 3

1 mW는 1 mJ/s이므로 D=0.40 mJ/(s·cm²)×30 s=12 mJ/cm²이다. 시간 s가 소거되어 에너지/면적 단위가 남는다. 선택지별 판단: ① 조사강도를 시간으로 나눈 값에 가깝다. ② 시간을 3초로 잘못 적용했다. ③ 강도와 시간을 정확히 곱한 정답이다. ④ 30/0.40으로 나누어 비례관계를 반대로 했다. 실제 장치는 광분포와 투과율도 함께 고려한다.

근거: 균일한 이상 UV 조사에서 선량은 유효 조사강도와 노출시간의 곱 D=I·t이며 mW·s는 mJ로 환산된다.

108. 이산화염소(ClO2)를 상수처리에 사용할 때의 일반적 특성과 관리사항으로 옳은 것은?

  1. 물속에서 염소와 완전히 같은 반응만 하며 부산물이 전혀 없다.
  2. 산화력이 없어 맛·냄새 제어와 소독에 사용할 수 없다.
  3. 항상 장거리 관망 끝까지 같은 농도로 영구 잔류한다.
  4. 산화·소독과 일부 맛·냄새 제어에 활용할 수 있고 THM 생성경로가 염소와 다르지만 아염소산염·염소산염 등 부산물과 현장 발생·주입을 관리한다.
정답과 해설 보기

정답: 4

이산화염소는 선택적 산화와 소독에 활용되며 자유염소와 반응경로가 달라 염소계 유기부산물 형성이 상대적으로 다를 수 있다. 그러나 아염소산염·염소산염 같은 무기 부산물과 불안정한 약품의 현장발생·안전관리가 필요하다. 선택지별 판단: ① 무부산물 주장은 틀리다. ② 실제 산화력을 부정했다. ③ 잔류 영구성은 없다. ④ 장점과 한계를 균형 있게 설명한다.

근거: 이산화염소는 산화·소독제로 활용되지만 아염소산염·염소산염 부산물과 불안정 약품의 현장발생·주입 안전을 함께 관리한다.

109. 추적자시험 결과 접촉조 유출 누적농도의 10% 도달시간 t10=20분, 90% 도달시간 t90=70분이다. Morrill 지수=t90/t10은?

  1. 3.5
  2. 0.286
  3. 50
  4. 90
정답과 해설 보기

정답: 1

Morrill 지수는 체류시간분포의 폭을 나타내는 t90/t10 비이다. 70/20=3.5이다. 완전한 플러그흐름에 가까울수록 두 시간이 비슷해 지수가 1에 가까워지고, 값이 커지면 분산·단락과 정체 가능성을 시사한다. 선택지별 판단: ① 정의에 맞는 정답이다. ② 비를 뒤집었다. ③ 두 시간의 차이다. ④ t90 수치만 옮겼다.

근거: Morrill 지수는 추적자 체류시간분포의 t90/t10 비로 혼합·분산 정도를 나타내며 1에 가까울수록 플러그흐름에 가까운 경향을 보인다.

110. 상수도 관로의 음향식 누수상관법(acoustic leak correlation)의 기본 원리로 옳은 것은?

  1. 관로 양끝 수질만 비교해 누수위치를 색으로 결정한다.
  2. 누수음이 두 센서에 도달하는 시간차와 관내 음파전파속도·센서 간 거리를 이용해 누수지점을 추정한다.
  3. 모든 밸브를 영구 폐쇄해 유량을 0으로 만든다.
  4. 위성사진 한 장만으로 지하 관경과 누수량을 정확히 확정한다.
정답과 해설 보기

정답: 2

누수에서 발생한 진동·음향은 관을 따라 양방향으로 전파된다. 알려진 위치의 두 센서 신호를 상호상관하여 도달시간차를 구하고 관재질·관경에 따른 파속과 센서 간 거리로 누수위치를 계산한다. 선택지별 판단: ① 수질색 비교가 아니다. ② 계측량과 위치결정 원리가 맞다. ③ 급수기능을 없애는 방법이다. ④ 지상영상만으로 지하 음향위치를 확정할 수 없다.

근거: 음향식 누수상관은 두 센서에서 기록한 누수음의 도달시간차, 관내 전파속도와 센서 간 거리로 누수 발생위치를 추정한다.

111. 배수관망의 압력이 필요한 서비스수압보다 지나치게 높은 구역에서 압력관리밸브와 시간대별 제어를 적용하는 주된 목적은?

토목기사 필기 모의고사 고압 공급관과 압력관리밸브·시간대별 제어 및 서비스구역 수용가를 표시한 자격증3001 워터마크 적용 문제도
111번 문제 도식
  1. 관망압력을 항상 0으로 만들어 급수를 중단하기 위해
  2. 수요와 무관하게 야간압력을 최대값으로 올리기 위해
  3. 필요 최소서비스수압은 유지하면서 과잉압력을 낮춰 배경누수량과 파손빈도를 줄이고 압력변동을 완화하기 위해
  4. 잔류염소 대신 압력만으로 모든 미생물을 소독하기 위해
정답과 해설 보기

정답: 3

토목기사 필기 모의고사 필요 최소서비스수압을 유지하면서 시간대별 과잉압력과 압력변동을 낮춘 곡선을 표시한 자격증3001 워터마크 적용 풀이도
111번 정답 도식

누수공과 이음부에서 빠지는 유량은 압력의 영향을 받고 과압·압력변동은 관 파손을 촉진할 수 있다. 수요시간대와 중요 수용가 조건에 맞춰 과잉압력을 줄이면 서비스 수준을 지키면서 실손실과 고장을 줄일 수 있다. 선택지별 판단: ① 급수기능을 상실한다. ② 야간 저수요 과압을 악화한다. ③ 목표와 제약이 맞다. ④ 압력관리가 소독을 대신하지 않는다.

근거: 배수관망 압력관리는 수용가 최소서비스수압을 확보하면서 과잉압력과 변동을 줄여 압력의존 누수량과 관 파손위험을 낮춘다.

112. 매설 금속 상수관의 외면부식을 억제하기 위한 희생양극식 음극방식의 원리로 옳은 것은?

  1. 관보다 귀한 금속만 연결해 관을 양극으로 적극 용해시킨다.
  2. 관에 교류전압을 무제한 가해 코팅을 태운다.
  3. 토양과 관의 전기화학반응을 무시하고 도장색만 바꾼다.
  4. 관보다 전위가 낮은 희생양극을 전기적으로 연결해 양극이 대신 부식되게 하고 관을 음극으로 보호하며 전위·양극소모를 점검한다.
정답과 해설 보기

정답: 4

희생양극법은 마그네슘·아연계 등 더 활성인 금속을 관과 연결하여 보호전류를 공급한다. 희생양극이 산화되고 관은 음극화되어 외면 부식속도가 낮아지며, 코팅과 함께 전위·연속성·양극수명을 관리한다. 선택지별 판단: ① 관을 양극으로 만들면 부식이 촉진된다. ② 무제한 교류는 방식원리가 아니다. ③ 전기화학 제어가 핵심이다. ④ 전류방향과 유지관리를 정확히 설명한다.

근거: 희생양극식 음극방식은 관보다 활성인 금속양극을 연결해 그 양극이 대신 산화되도록 하고 보호관을 음극화하여 외면부식을 억제한다.

113. 긴 하수 압송관에서 체류시간 증가로 황화물과 악취·부식 위험이 커질 때 가장 적절한 관리방향은?

  1. 관내 체류와 혐기화를 줄이도록 펌프운전·관경을 검토하고 필요 시 공기·산소 또는 적절한 약품주입과 말단 환기·처리를 조합한다.
  2. 압송관을 영구 정지시켜 하수를 관 안에 오래 저장한다.
  3. 용존산소를 모두 제거해 황화물 산화를 막는다.
  4. 황화수소가 생겨도 작업공간 환기와 가스측정을 중단한다.
정답과 해설 보기

정답: 1

압송관의 장시간 체류와 무산소 상태는 황산염환원과 황화물 생성을 촉진한다. 펌프주기·관용량으로 체류를 줄이고 산화환원조건을 관리하며, 방출지점의 환기·처리와 안전계측을 함께 적용한다. 선택지별 판단: ① 발생원·운전·말단관리를 모두 포함한다. ② 정체를 악화한다. ③ 무산소화를 촉진할 수 있다. ④ 황화수소의 독성·폭발·부식 위험을 무시한다.

근거: 하수 압송관 황화물관리는 체류시간과 혐기화를 줄이고 산화·약품 조건, 방출부 환기·처리와 가스안전을 함께 관리한다.

114. 중력식 콘크리트 하수관의 관정부에서 황산부식이 진행되는 대표적인 생물화학적 경로로 옳은 것은?

  1. 관저 모래가 질소가스로 변해 콘크리트를 녹인다.
  2. 하수에서 발생한 H2S가 기상으로 방출되고 습윤한 관정부에서 황산화미생물에 의해 황산으로 산화되어 시멘트계 재료를 침식한다.
  3. 염소가 콘크리트를 금속철로 환원한다.
  4. 관정부의 산소가 완전히 없어야만 황산화가 가장 활발하다.
정답과 해설 보기

정답: 2

혐기성 하수에서 생성된 용존 황화물이 H2S로 기상에 방출된 뒤 관정부 응축수막에 녹는다. 산소가 있는 표면에서 황산화미생물이 이를 황산으로 바꾸면 pH가 낮아지고 시멘트 수화물이 침식된다. 선택지별 판단: ① 모래와 질소가 원인이 아니다. ② 황화물 생성·방출·산화·산침식을 정확히 연결한다. ③ 비현실적 원소변환이다. ④ 표면 황산화에는 산소가 필요하다.

근거: 하수관 관정부 황산부식은 하수 중 황화물의 H2S 방출, 습윤표면 흡수와 생물학적 황산화로 생성된 산이 시멘트계 재료를 침식하는 과정이다.

115. 대규모 합류식 하수도에서 강우예보·수위계와 원격제어 수문을 이용한 실시간제어(RTC)의 주된 목적은?

  1. 강우 중 모든 관로와 저류조의 용량을 사용하지 않는다.
  2. 수위와 유량에 관계없이 모든 수문을 영구 폐쇄한다.
  3. 관로·저류시설의 남은 용량을 시간·공간적으로 활용하도록 유량을 분배하여 침수와 합류식 월류를 줄이고 처리장 유입을 조절한다.
  4. 오수를 상수관망으로 보내 수압을 높인다.
정답과 해설 보기

정답: 3

RTC는 강우와 관망 수위·유량을 실시간으로 받아 펌프·수문·저류공간을 조절한다. 특정 구역이 넘치기 전에 여유공간으로 유량을 우회·저류하고 처리장 허용유량에 맞춰 방류하여 시스템 전체 용량을 효율적으로 쓴다. 선택지별 판단: ① 가용용량 활용과 반대이다. ② 상태기반 제어가 아니다. ③ 침수·월류·처리장 부하조절 목적이 맞다. ④ 상하수 교차연결은 위생상 금지된다.

근거: 합류식 하수도 RTC는 강우·수위·유량자료로 수문·펌프와 저류공간을 동적 운영해 관망용량을 활용하고 침수·월류 및 처리장 첨두부하를 줄인다.

116. 도시 우수관리에 사용하는 생태저류시설(bioretention)의 전형적인 구성과 오염저감 원리로 옳은 것은?

  1. 불투수 콘크리트만 채워 강우를 즉시 전량 하류로 보낸다.
  2. 식생과 여재를 제거해 침투·여과를 막는다.
  3. 오염된 초기우수를 상수도 배수관에 직접 연결한다.
  4. 식생·토양여재·저류공간과 필요 시 배수층을 두어 유출수를 일시저류하고 여과·흡착·침투·식물 및 미생물 작용으로 유량과 오염부하를 줄인다.
정답과 해설 보기

정답: 4

생태저류시설은 얕은 저류부와 식생, 공학적 토양여재를 이용해 우수를 잠시 저장하고 천천히 침투·배출한다. 고형물 여과, 용존물질 흡착, 생물학적 변환과 증발산이 함께 작용한다. 선택지별 판단: ① 첨두유출 저감과 반대이다. ② 핵심 처리층을 없앤다. ③ 상수 오염위험을 만든다. ④ 수량·수질기작과 구성요소를 정확히 설명한다.

근거: 생태저류시설은 식생·토양여재와 저류·배수층으로 우수를 일시저류하고 여과·흡착·침투·생물학적 작용을 통해 첨두유량과 오염부하를 낮춘다.

117. 5일 BOD가 200 mg/L이고 BODt=L0(1-e^(-kt)), k=0.23 일^-1을 따른다. 궁극 BOD L0는 약 얼마인가? 단, e^-1.15=0.317이다.

  1. 293 mg/L
  2. 200 mg/L
  3. 137 mg/L
  4. 631 mg/L
정답과 해설 보기

정답: 1

5일 반응분율은 1-e^(-0.23×5)=1-0.317=0.683이다. 따라서 L0=200/0.683=292.8 mg/L, 약 293 mg/L이다. 궁극 BOD는 5일 동안 발현된 BOD보다 커야 한다. 선택지별 판단: ① 식을 정확히 역산했다. ② BOD5를 궁극값과 같게 두었다. ③ 측정 BOD5에 발현분율 0.683을 다시 곱해 궁극량을 과소계산했다. ④ 200/0.317로 잔존분율을 잘못 사용했다.

근거: 1차 BOD 발현식 BODt=L0(1-e^-kt)에서 궁극 BOD는 측정 BODt를 시간 t의 발현분율로 나누어 구한다.

118. 미생물 최대비성장속도 μmax=0.60 일^-1, 반포화상수 Ks=10 mg/L, 제한기질농도 S=20 mg/L이다. Monod식 μ=μmax·S/(Ks+S)의 μ는?

  1. 0.20 일^-1
  2. 0.40 일^-1
  3. 0.60 일^-1
  4. 1.20 일^-1
정답과 해설 보기

정답: 2

기질포화항은 S/(Ks+S)=20/(10+20)=2/3이다. 따라서 μ=0.60×2/3=0.40 일^-1이다. 유한한 양의 S에서 성장속도는 μmax보다 작다는 범위도 만족한다. 선택지별 판단: ① 분모를 60으로 잘못 잡았다. ② Monod 포화항을 정확히 적용했다. ③ 기질제한을 무시하고 최대속도를 사용했다. ④ μmax를 초과해 식의 상한과 모순된다.

근거: Monod식은 제한기질농도에 따른 비성장속도를 μ=μmaxS/(Ks+S)로 나타내며 유한한 S에서 μ는 μmax 이하이다.

119. 활성슬러지 공정 유량은 10,000 m³/일이고 BOD가 200 mg/L에서 20 mg/L로 감소한다. 하루 순슬러지 생산량이 900 kg/일일 때 관측수율 Yobs=Px/[Q(S0-S)]은?

  1. 0.05 kg/kg
  2. 0.20 kg/kg
  3. 0.50 kg/kg
  4. 2.00 kg/kg
정답과 해설 보기

정답: 3

제거 BOD농도는 180 mg/L=0.180 kg/m³이고 하루 제거량은 10,000×0.180=1,800 kg/일이다. 따라서 Yobs=900/1,800=0.50 kg 슬러지/kg BOD제거이다. 선택지별 판단: ① mg-L와 kg-m³ 환산을 잘못했다. ② 생산량을 과소반영했다. ③ 질량수지를 정확히 적용했다. ④ 분자와 분모를 뒤집은 1,800/900이다.

근거: 관측수율은 순슬러지 생산질량을 같은 기간 제거된 기질질량으로 나눈 값이며 유량과 농도차의 단위를 일관된 질량부하로 환산한다.

120. 하수슬러지의 호기성 소화(aerobic digestion)를 혐기성 소화와 구분한 설명으로 옳은 것은?

  1. 산소공급 없이 메탄발생만을 최대화하는 공정이다.
  2. 모든 무기고형물을 미생물이 기체로 바꾸는 공정이다.
  3. 슬러지에 산소를 주입하면 안정화가 중단된다.
  4. 산소를 공급해 미생물이 잔류 유기물을 산화하고 내생호흡으로 슬러지를 안정화하며, 메탄 에너지회수는 기대하기 어렵고 폭기에너지가 필요하다.
정답과 해설 보기

정답: 4

호기성 소화는 산소가 있는 조건에서 미생물이 분해가능 유기물과 세포물질을 산화하여 악취·부패성과 휘발성고형물을 줄이는 공정이다. 운전은 비교적 단순할 수 있지만 폭기에너지가 들고 혐기성 소화처럼 메탄을 회수하지 않는다. 선택지별 판단: ① 혐기성 설명이다. ② 무기물 전량기화는 불가능하다. ③ 산소공급이 핵심이다. ④ 반응조건·효과·에너지특성을 정확히 비교한다.

근거: 호기성 소화는 산소공급 아래 유기성 슬러지를 산화·내생호흡으로 안정화하며 폭기에너지가 필요하고 혐기성 소화와 달리 메탄 에너지회수를 주목적으로 하지 않는다.

토목기사 필기 모의고사 학습 방법

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