5급 공채 2차

2020년 5급 공채 기술 2차 토질역학

문제 4개 · 100점. 참고 답안·채점 기준은 앱에서 볼 수 있습니다.

제1문 (30점)

. 그림 (가)와 같은 지반 조건에서 무한등분포하중이 작용한다. 다음 물음에 답하시오. (단, \gamma_{{w}}＝10kN/m3, \sigma_{{p}} '는 점토층 중앙단면에서의 선행압밀압력이다) (총 30점)
[그림]
0<U<0.6일 때, T_{{v}} = \frac{{\pi}}{{4}} U^{{2}}
0.6≤U<1.0일 때, T_{{v}} = - 0.933 \log ( 1 - U ) - 0.085

(가)
[그림]
  1. (1) 점토층의 예상 최종압밀침하량을 구하시오. (10점)
  2. (2) 그림 (나)를 참조하여, 하중 작용 후 26개월이 지난 시점에서 시간계수, 점토층 중앙에서의 압밀도, 그리고 과잉간극수압을 구하시오. (단, 압밀계수는 c_{v}＝4×10-4cm2/sec이다) (10점)
  3. (3) 하중 작용 후 26개월이 지난 시점에서 점토층의 발생압밀침하량과 점토층 중앙에서의 유효응력을 구하시오. (5점)
  4. (4) Terzaghi 일차원 압밀이론의 기본 가정에 대하여 기술하시오. (5점)

제2문 (20점)

그림은 설계하중이 3MN인 정사각형 독립확대기초의 단면으로 기초지반의 물성 중 내부마찰각이 누락되어 있다. 터파기 직후 기초 콘크리트 타설 전에 기초지반면에서 30cm×30cm 평판과 60cm×60cm 평판으로 2차례의 기초모형시험을 수행하였고, 그 결과 30cm와 60cm 정사각형 평판의 극한지지력은 각각 300kPa과 375kPa로 산정되었다. 다음 물음에 답하시오. (총 20점)
[그림]
※극한지지력 공식: q_{{u}} = 1.3 c ' N_{{c}} + qN_{{q}} + 0.4 \gamma BN_{{\gamma}} \,
지지력 계수 공식: N_{{c}} = \left( N_{{q}} - 1 \right) \, cot \, \phi ', N_{{\gamma}} = 2 \left( N_{{q}} + 1 \right) \, \tan \, \phi '
  1. (1) 지지력에 대한 설계안전율이 5일 때, 정사각형 기초의 최소크기를 구하시오. (단, 시공편의성을 위해 기초의 폭(B)는 미터 단위의 자연수로 산정한다) (10점)
  2. (2) 1)에서 구한 기초 폭(B)의 크기를 1.5배 증가시킬 경우, 위의 극한지지력 공식과 설계안전율을 적용하여 설계하중을 구하시오. (10점)

제3문 (20점)

그림과 같은 콘크리트 박스구조물이 있다. 이 박스구조물에 작용하는 하중분포도를 그리고, 작용응력을 구하고자 한다. 다음 물음에 답하시오. (단, 콘크리트의 단위중량은 25kN/m3, 지하수위 위 지반의 전체단위중량은 18kN/m3, 지하수위 아래 지반의 포화단위중량은 20kN/m3, 물의 단위중량은 10kN/m3, 정지토압계수는 K_{{0}}＝0.5, 콘크리트 박스구조물의 자중은 바닥면에서 등분포한다) (총 20점)
  1. (1) 지하수위가 박스구조물 하부 아래 10m에 위치하였을 경우, 박스구조물에 작용하는 연직 및 수평방향의 토압분포도를 그리고, 그 값을 구하시오. (단, 지하수위에 대한 영향을 받지 않는다) (10점)
  2. (2) 지하수위가 지표면 아래 1m에 위치하였을 경우, 박스구조물에 작용하는 수압과 연직 및 수평방향의 토압분포도를 각각 그리고, 그 값을 구하시오. (10점)
    [그림]

제4문 (30점)

그림과 같이 길이 300m의 널말뚝벽체를 나란히 근입하고 양 끝을 폐합시켰다. 널말뚝벽체 내부에서 3m를 준설한 후 지속적으로 양수를 실시하여 바닥면을 건조한 상태로 유지할 때, 다음 물음에 답하시오. (단, 지층내 유선망은 그림과 같고, 물의 단위중량은 10kN/m3이며, 지층의 포화단위중량은 18kN/m3이고, 투수계수는 10-3cm/sec이다. 양끝단으로부터의 침투 흐름은 무시하고, 그림으로 주어진 2차원 침투현상만 고려한다) (총 30점)
  1. (1) 준설한 널말뚝벽체 내부 바닥을 건조한 상태로 유지하기 위해 널말뚝벽체 내부에서 시간당 양수해야 하는 물의 양(m3)을 구하시오. (10점)
  2. (2) 점 A와 B에서의 간극수압과 연직유효응력을 각각 구하시오. (20점)
    [그림]