토목기사 흙의 성질·분류와 투수 핵심정리

흙의 기본 관계식 S·e = w·Gs 를 씁니다. 포화된 흙은 포화도 S = 1(100%) 입니다.

1. e = w × Gs ÷ S
2. = 0.30 × 2.70 ÷ 1
3. = 0.81
4. 검산: 0.81 × 1 = 0.30 × 2.70 = 0.81 로 맞습니다.

틀린 선지

• 1.23: 간극비 0.81 의 역수입니다.
• 0.30: 함수비를 간극비로 그대로 쓴 값입니다.
• 0.11: 함수비를 비중으로 나눈 값입니다.

통일분류법 기호는 두 글자로 이루어집니다.

1. 첫 글자(주된 흙): G 자갈, S 모래, M 실트, C 점토, O 유기질토
2. 둘째 글자(성질): W 입도분포 좋음, P 입도분포 나쁨, M 실트 섞임, C 점토 섞임, L 압축성 낮음, H 압축성 높음
3. SW = 모래(S) + 입도분포 좋음(W)

틀린 선지

• 입도분포가 나쁜 모래: 기호는 SP 입니다.
• 입도분포가 좋은 자갈: 기호는 GW 입니다.
• 실트질 모래: 기호는 SM 입니다.

액성지수는 자연 상태의 흙이 소성한계와 액성한계 사이 어디쯤에 있는지 나타냅니다.

1. 소성지수 PI = 45 − 25 = 20
2. LI = (35 − 25) ÷ 20 = 10 ÷ 20 = 0.5
3. 검산: LI 가 0 이면 소성한계, 1 이면 액성한계 상태이므로 0.5 는 그 중간인 것이 맞습니다(함수비 35% 가 25% 와 45% 의 가운데).

틀린 선지

• 0.78: 자연 함수비를 액성한계로 나눈 값입니다.
• 1.4: 자연 함수비를 소성한계로 나눈 값입니다.
• 2.0: 액성지수 식을 거꾸로(분자·분모 바꿔) 계산한 값입니다.

Darcy 법칙 Q = k·(h/L)·A·t 를 투수계수에 대해 풉니다.

1. k = Q × L ÷ (A × h × t)
2. 분자: 500 × 20 = 10,000
3. 분모: 50 × 40 × 100 = 200,000
4. k = 10,000 ÷ 200,000 = 0.05cm/s
5. 검산: 0.05 × (40 ÷ 20) × 50 × 100 = 500cm³ 로 맞습니다.

틀린 선지

• 0.2cm/s: 시료 길이와 수두차를 서로 바꿔 넣은 값입니다.
• 5.0cm/s: 시간(100초)으로 나누지 않은 값입니다.
• 0.0025cm/s: 시료 길이를 곱하지 않은 값입니다.

위로 흐르는 물의 힘이 흙의 수중 무게보다 커지면 모래가 끓어오르듯 떠오르는 분사현상이 생깁니다.

1. 한계동수경사 ic = (2.65 − 1) ÷ (1 + 0.65) = 1.65 ÷ 1.65 = 1.0
2. 실제 동수경사 i = 2 ÷ 4 = 0.5
3. 안전율 = 1.0 ÷ 0.5 = 2.0
4. 검산: 안전율이 1 보다 크므로 아직 분사현상이 일어나지 않는 상태입니다.

틀린 선지

• 0.5: 실제 동수경사로, 안전율이 아닙니다.
• 1.0: 한계동수경사로, 안전율이 아닙니다.
• 3.3: 한계동수경사를 구할 때 (1 + e) 로 나누지 않은 값입니다.

유선망(흐름선과 같은 수두선을 그린 그물)으로 침투유량을 구합니다.

1. q = k × H × (Nf ÷ Nd)
2. Nf ÷ Nd = 4 ÷ 12 = 1/3
3. q = 2 × 10⁻⁵ × 6 × 1/3 = 4.0 × 10⁻⁵ m³/s
4. 검산: 2 × 10⁻⁵ × 6 = 1.2 × 10⁻⁴ 을 3 으로 나누면 4.0 × 10⁻⁵ 로 같습니다.

틀린 선지

• 3.6 × 10⁻⁴ m³/s: 유로 수와 등수두면 간격 수를 거꾸로 넣은 값입니다.
• 1.2 × 10⁻⁴ m³/s: 유로 수 ÷ 등수두면 간격 수 를 곱하지 않은 값입니다.
• 6.7 × 10⁻⁶ m³/s: 수위차를 곱하지 않은 값입니다.