Q1 50M Compulsory explain Civil Engineering - Construction Materials and Surveying
(a) What are the approximate limits of chemical (oxide) composition in hydraulic cement ? Also state the function of oxides in brief. (10 marks)
(b) (i) Explain with neat sketches, how Work Breakdown Structure can be defined with respect to Construction Project Management.
(ii) With an example, explain how the work breakdown structure can be classified. (10 marks)
(c) What do you understand by workability of concrete ? Write the procedure for any one measurement method available to check the workability of concrete. (10 marks)
(d) A 100 km length railway line is to be constructed for doubling the existing track. Calculate the quantity of track material required to construct the track. Consider the length of rail as 13 m, density of sleepers as (n + 4) and width of sleeper as 250 mm. (10 marks)
(e) The Fore Bearing of side AB of regular hexagonal polygon ABCDEFA in whole circle bearing system is 120°. Find the Fore Bearings and Back Bearings of all the other sides. Also find the bearings of line BE and BF. (10 marks)
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(a) जलीय सीमेंट के रासायनिक (ऑक्साइड) संयोजन की सन्निकट सीमाएं क्या हैं ? ऑक्साइडों के कार्यों का भी संक्षेप में वर्णन कीजिए। (10 अंक)
(b) (i) निर्माण परियोजना प्रबंधन की दृष्टि से, स्वच्छ चित्रों की सहायता से व्याख्या कीजिए कि कार्य भंग संरचना को कैसे परिभाषित किया जा सकता है।
(ii) एक उदाहरण के द्वारा व्याख्या कीजिए कि कार्य भंग संरचना को कैसे वर्गीकृत किया जा सकता है। (10 अंक)
(c) कंक्रीट की सुकार्यता से आप क्या समझते हैं ? कंक्रीट की सुकार्यता की जाँच के लिए उपलब्ध किसी एक मापन विधि की प्रक्रिया का वर्णन कीजिए। (10 अंक)
(d) वर्तमान में मौजूद एक रेलपथ के दोहरीकरण के लिए एक 100 km लम्बी रेलवे लाइन का निर्माण करना है। रेलपथ के निर्माण के लिए आवश्यक रेलपथ सामग्री की गणना कीजिए। रेल की लम्बाई 13 m, स्लीपरों का घनत्व (n + 4) एवं स्लीपर की चौड़ाई 250 mm लीजिए। (10 अंक)
(e) एक नियमित षट्कोणीय बहुभुज ABCDEFA की भुजा AB का अग्रदिक्मान पूर्णदिक्मान पद्धति में 120° है। अन्य सभी भुजाओं के अग्रदिक्मान एवं पश्चदिक्मान ज्ञात कीजिए। रेखा BE एवं BF के दिक्मान भी ज्ञात कीजिए। (10 अंक)
Answer approach & key points
(a) enumerate: list the items in order > one line each > no commentary | (b) explain: definition/context > points in order > small example > short close | (c) describe: define > structure or process in order > labelled diagram > significance | (d) calculate: given > formula > substitution > result with units > interpretation | (e) calculate: given > formula > substitution > result with units > interpretation Full marks: All parts answered with correct method, units, and sketches where required.
- CaO 60–67%, SiO₂ 17–25%, Al₂O₃ 3–8%, Fe₂O₃ 0.5–6%
- MgO 0.1–4%, SO₃ 1–3%, alkalis 0.4–1.3%
- CaO and SiO₂ give strength through C₃S and C₂S
- Al₂O₃ gives quick setting; SO₃ controls setting; excess MgO and free lime cause unsoundness
- WBS is a hierarchical deliverable-based breakdown of project scope
- Levels: project, deliverables, work packages, activities
- 100% rule and ownership of work packages
- Classification by phase, system, location or organisation with a metro example
- Definition: ease of mixing, placing and compacting without segregation
- Factors: water–cement ratio, aggregate, admixtures
- Slump cone 300 × 200 × 100 mm, three layers, 25 tamps with 16 mm rod
- Lift in 5–10 s and measure the subsidence
- Two rails per track: 2 × 100 000/13 ≈ 15 385 rails
- Sleepers: (13 + 4) = 17 per rail ≈ 1,30,770
- Fish plates ≈ 30 770 and fish bolts ≈ 61 540
- Sleeper fittings ≈ 5,23,080; ballast not computable
- Step of +60° per side for a clockwise traverse
- Fore bearings 120, 180, 240, 300, 0, 60 and back bearings 300, 0, 60, 120, 180, 240
- BE = 240° (parallel to CD)
- BF = 270°
Q2 50M solve Project Management and Railway Engineering
(a) For a project consisting of several activities, the allotted time and the dependencies of the activities are presented below. The activities are: P (5 days, no predecessor); Q (4 days, no predecessor); R (6 days, predecessor Q); S (5 days, predecessor P); T (7 days, predecessor P); U (4 days, predecessors T and R).
(i) Prepare a network and mark critical path in it.
(ii) Calculate Float, Earliest start, Earliest finish, Latest start and Latest finish times. (20 marks)
(b) Trains of different speeds are to be run on a 2° curve on a broad gauge. The average speed of trains to be run on the track is 80 kmph. Calculate the value of equilibrium cant. Also calculate the maximum permissible speed on the track allowing the maximum cant deficiency. (15 marks)
(c) (i) An aircraft flew at the altitude of 5000 m above the mean sea level. Two consecutive photographs were taken with the camera of focal length 300 mm on the flat ground having elevation of 2000 m above mean sea level. The longitudinal overlap is 65% and photograph print size is 300 mm × 300 mm. Calculate the scale of the photograph and distance between the two consecutive exposure stations. (5 marks)
(ii) What is spectral reflectance curve ? Explain its significance in Remote Sensing. (10 marks)
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(क) विभिन्न क्रियाओं से बनी एक परियोजना के लिए क्रियाओं की आवंटित समय अवधि और पराश्रयता को नीचे दर्शाया गया है । क्रियाएँ: P (5 दिन, कोई पूर्ववर्ती नहीं); Q (4 दिन, कोई पूर्ववर्ती नहीं); R (6 दिन, पूर्ववर्ती Q); S (5 दिन, पूर्ववर्ती P); T (7 दिन, पूर्ववर्ती P); U (4 दिन, पूर्ववर्ती T और R)।
(i) एक जाल का निर्माण कीजिए और उसमें क्रांतिक पथ को दर्शाइए ।
(ii) प्लव (फ्लोट), यथाशीघ्र प्रारंभ, यथाशीघ्र समाप्ति, यथाविलम्बित प्रारंभ और यथाविलम्बित समाप्ति समयों की गणना कीजिए । (20 अंक)
(ख) एक बड़ी लाइन पर 2° वक्र पर विभिन्न गति की रेलगाड़ियों को चलाया जाना है । रेलपथ पर चलाई जाने वाली रेलगाड़ियों की औसत गति 80 kmph है । संतुलन आनति (कैन्ट) के मान की गणना कीजिए । अधिकतम आनति न्यूनता की अनुमति के साथ रेलपथ पर अधिकतम अनुज्ञेय गति की गणना भी कीजिए । (15 अंक)
(ग) (i) एक वायुयान माध्य समुद्र तल से 5000 m की ऊँचाई पर उड़ा । एक समतल मैदान, जो माध्य समुद्र तल से 2000 m की ऊँचाई पर है, से एक कैमरा जिसकी फोकस दूरी 300 mm है, से दो क्रमागत तस्वीरें ली गईं । अनुदैर्ध्य अतिव्यापन 65% है एवं तस्वीर का प्रिन्ट आमाप 300 mm × 300 mm है । तस्वीर के स्केल की गणना कीजिए । दोनों क्रमागत उद्भासन स्टेशनों के बीच की दूरी बताइए । (5 अंक)
(ii) वर्णक्रमीय परावर्तकता वक्र क्या है ? सुदूर संवेदन में इसकी सार्थकता की व्याख्या कीजिए । (10 अंक)
Answer approach & key points
(a) calculate: given > formula > substitution > result with units > interpretation | (b) calculate: given > formula > substitution > result with units > interpretation | (c(i)) calculate: given > formula > substitution > result with units > interpretation | (c(ii)) explain: definition/context > points in order > small example > short close Full marks: All parts fully answered with correct formulas, units, and clear diagrams; no calculation errors; code references where applicable.
- Dependencies: P→S, P→T, Q→R, T and R→U
- Forward pass gives 16 days
- Backward pass and float: P0, Q2, R2, S6, T0, U0
- Critical path P → T → U
- R = 1750/D = 875 m
- e = GV²/127R = 100.8 mm with G = 1750 mm
- Maximum cant deficiency 75 mm for BG
- V_max ≈ 105.7 km/h
- H − h = 3000 m
- Scale = f/(H − h) = 1:10 000
- Ground coverage 3000 m
- Air base = 0.35 × 3000 = 1050 m
- Reflectance vs wavelength curve is the spectral signature
- Vegetation, water and soil differ in shape
- Helps identify features and classify land cover
- Guides sensor bands and indices such as NDVI
Q3 50M solve Traffic surveys, tunnel surveying, bulking of sand
(a) (i) Explain any two traffic surveys carried out to decide the geometric design features of a road. (5 marks)
(ii) The relationship between speed and density for a given section of road was found to be v = 100 – 1·2 k, where v is speed in kmph and k is the density in vehicles per km. Calculate the speed and density in which maximum flow could occur. Also draw the speed-density, speed-flow and flow-density diagrams indicating critical values. (15 marks)
(b) Starting from ground point A having elevation of 100·500 m, levels from points B to F were taken inside a tunnel. The points B to F were marked in the ceiling of the tunnel keeping the staff inverted. The following staff readings (m) were observed during the survey. Back sight at A, B, C, D, E: 1.234, 1.345, 1.730, 2.056, 2.156. Foresight at B, C, D, E, F: 1.782, 1.830, 2.000, 2.340, 2.780.
Calculate the levels of all the points marked inside the tunnel. Also apply the regular checks for calculations. (15 marks)
(c) Explain in brief (with neat sketches), the Phenomenon of Bulking of Sand. How does bulking of sand affect the concrete mix ? (15 marks)
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(a) (i) एक सड़क के ज्यामितीय अभिकल्पन लक्षणों का निर्णय लिए जाने के लिए किए जाने वाले किन्हीं दो यातायात सर्वेक्षणों की व्याख्या कीजिए । (5 अंक)
(ii) एक सड़क के दिए गए खंड के लिए गति एवं घनत्व के बीच का सम्बन्ध v = 100 – 1·2 k पाया गया, जहाँ v गति, kmph में है और k घनत्व जो वाहन प्रति किलोमीटर में है । उस गति एवं घनत्व की गणना कीजिए जिस पर अधिकतम प्रवाह हो सके । साथ ही क्रांतिक मानों को दर्शित करते हुए गति-घनत्व, गति-प्रवाह एवं प्रवाह-घनत्व आरेखों को आरेखित कीजिए । (15 अंक)
(b) 100·500 m ऊँचाई के जमीन बिन्दु A से आरम्भ करते हुए एक सुरंग के अन्दर बिन्दु B से F तक लेवल लिए गए । स्टाफ को उल्टा रखते हुए, B से F तक बिन्दुओं को सुरंग की अन्तःछद (सीलिंग) पर चिह्नित किया गया । सर्वेक्षण के दौरान निम्नलिखित स्टाफ पाठ्यांक (m) प्रेक्षित किए गए । पश्चावलोकन A, B, C, D, E पर: 1.234, 1.345, 1.730, 2.056, 2.156। अग्रावलोकन B, C, D, E, F पर: 1.782, 1.830, 2.000, 2.340, 2.780।
सुरंग के अन्दर चिह्नित सभी बिन्दुओं के समानीत तलों की गणना कीजिए । गणनाओं के लिए सामान्य जाँचों का भी प्रयोग कीजिए । (15 अंक)
(c) बालू के फूलने की प्रक्रिया की संक्षेप में (स्वच्छित्रों की सहायता से) व्याख्या कीजिए । बालू का फूलना कंक्रीट मिक्स को कैसे प्रभावित करता है ? (15 अंक)
Answer approach & key points
Framework: null. (a(i)) explain: definition/context > points in order > small example > short close | (a(ii)) calculate: given > formula > substitution > result with units > interpretation | (b) calculate: given > formula > substitution > result with units > interpretation | (c) explain: definition/context > points in order > small example > short close Full marks: Complete working, correct values, all diagrams, checks applied
- Traffic volume survey: counts by type, direction and time
- Volume fixes lanes, width and junction layout
- Speed survey: spot speeds and 85th percentile speed
- Speed fixes design speed, curves, sight distance
- q = 100k − 1.2k²; dq/dk = 0 gives k = 41.67 veh/km
- Critical speed 50 km/h and q_max = 2083 veh/h
- v_f = 100 km/h and k_j = 83.3 veh/km
- Three diagrams with the critical point marked
- Ceiling readings on an inverted staff are negative
- HI = RL + BS; RL = HI − FS with signs kept
- B 103.516, C 104.001, D 104.271, E 104.555, F 105.179
- ΣBS − ΣFS = 4.679 = last RL − first RL
- Moisture film and surface tension push grains apart
- Peak bulking at about 4–6% moisture and zero at saturation
- Volume batching gives less sand and a harsh mix
- Batch by weight or correct the volume and adjust water
Q4 50M calculate Depreciation, dampness in buildings, flexible pavement design
(a) A machine was purchased for ₹4,50,000 on 1st January 2001 and erection and installation work costed ₹80,000. The same machine is replaced by a new one on 31st December 2020. If the scrap value was estimated at ₹1,50,000
(i) What should be the rate of depreciation fund on 15th June 2010 ?
(ii) If after 12 years of running, some assemblies are replaced and the replacement cost is ₹1,50,000, what will be the new rate of depreciation ? (20 marks)
(b) What is dampness in a building ? What are the main causes of dampness and what are the remedies being suggested for making a building damp-proof ? (15 marks)
(c) A flexible pavement has been designed for two lane single carriageway of width 7 m with the following data :
(i) Commercial vehicle per day in each direction = 750 (as on 31.03.2018)
(ii) Date of completion of construction = 31.03.2020
(iii) Rate of traffic growth = 10% per annum
(iv) Design life = 10 years
(v) Vehicle damage factor = 2·0
(vi) Lane distribution factor (LDF) for 2-lane single carriageway road = 0·75
(vii) LDF of 4-lane dual carriageway road = 0·75 in each direction
Due to some issues, starting of construction got delayed and work started on 01.04.2023. In the meantime government has decided to develop the road as four lane dual carriageway. Considering the same design data as planned earlier, calculate the new design life of the project. Assume any additional data required for the design suitably. (15 marks)
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(a) एक मशीन को 01 जनवरी, 2001 में ₹4,50,000 में खरीदा गया एवं उसके उत्थापन एवं संस्थापन में ₹80,000 खर्च हुआ । 31 दिसम्बर, 2020 को इस मशीन को एक नई मशीन से बदला गया । यदि इसका शेष मूल्य ₹1,50,000 आकलित किया गया तो
(i) 15 जून 2010 को मूल्य ह्रास निधि की दर क्या होनी चाहिए ?
(ii) यदि 12 साल काम करने के बाद, इसके कुछ कलपुर्जे बदले गए और बदलने की कीमत ₹1,50,000 हो तो नया मूल्य ह्रास दर क्या होगा ? (20 अंक)
(b) एक भवन में सीलन क्या होती है ? सीलन होने के मुख्य कारण क्या हैं, एवं एक भवन को सीलनरोधी बनाने के लिए क्या उपचार सुझाए जाते हैं ? (15 अंक)
(c) 7 m चौड़े द्वि-मार्गी एकल यानमार्ग के लिए एक नम्य कुंटिटम की अभिकल्पना निम्नलिखित आंकड़ों के लिए की गई है ।
(i) वाणिज्यिक वाहन प्रतिदिन, प्रत्येक दिशा में = 750 (as on 31.03.2018) को
(ii) निर्माण के पूर्ण होने की तिथि = 31.03.2020
(iii) ट्रैफिक वृद्धि की दर = 10% प्रति वर्ष
(iv) अभिकल्प काल = 10 वर्ष
(v) वाहन क्षति गुणक = 2·0
(vi) द्वि-मार्गी एकल यानमार्ग सड़क के लिए मार्ग वितरण गुणक (एल डी एफ) = 0·75
(vii) चतुर्मार्गी यानमार्ग सड़क के लिए एल डी एफ = 0·75 प्रत्येक दिशा में
कुछ कारणों से निर्माण कार्य के शुरू होने में देर हुई और कार्य 01.04.2023 को आरम्भ हुआ । इसी बीच में सरकार सड़क को चतुर्मार्गी दोहरा यानमार्ग के रूप में विकसित करने का निर्णय लेती है । पूर्व में आयोजित आंकड़ों को ध्यान में रखते हुए, परियोजना के नए अभिकल्प काल की गणना कीजिए । अभिकल्पना के लिए आवश्यक अतिरिक्त आंकड़े उपयुक्त रूप से मान लीजिए । (15 अंक)
Answer approach & key points
Framework: null. (a) calculate: given > formula > substitution > result with units > interpretation | (b) explain: definition/context > points in order > small example > short close | (c) calculate: given > formula > substitution > result with units > interpretation Full marks: Accurate calculations with clear steps, correct application of codes, and well-structured explanations.
- Cost ₹5,30,000, life 20 years, scrap ₹1,50,000
- D = ₹19,000 a year (3.585%); fund at 9.45 years ≈ ₹1,79,600
- Book value after 12 years ₹3,02,000 plus ₹1,50,000 = ₹4,52,000
- New D = ₹37,750 a year = 8.35%
- Definition and effects of dampness
- Causes: rising damp, rain penetration, condensation, leakage
- Remedies: DPC, cavity wall, coatings, drainage
- Treatment of existing buildings: injection DPC, electro-osmosis, grouting
- Original design traffic 15.84 msa with A = 1815 CV/day, F = 15.937
- Revised traffic A = 750 × 1.1⁷ = 1461.5 per direction
- Equate 365 A·VDF·LDF·[(1.1)ⁿ − 1]/0.1 to 15.84 msa
- n ≈ 11.45 years