Understanding of shear behavior of soils is very important in engineering application. There are many factors influencing to the shear behavior of soils. In the laboratory tests, end friction at the axial plate changes the result and many researchers try to reduce the effect of end friction by using lubricated plate and specimen area correction. In this study, the effect of boundary condition is studied by numerical simulation using DEM program. End friction increases the critical void ratio. The best method to calculate the deviator stress is suggested by comparison of various area correction methods. Shear behavior is not different according to specimen shape by comparison with triaxial test and true triaxial test. Thus the effect of specimen shape is found to be little in DEM simulation.
For safe design, it has been an issue to clarify the critical state of soils. In this study, the uniqueness of critical state is studied by comparison of the critical state parameters derived from various drainage conditions and densities. Critical state line is unique regardless of drained condition and density. By checking the local void ratio in the triaxial test with free wall boundary, the local area of a specimen in which the void ratio is similar to the critical state void ratio is found. The middle part of specimen with end friction has the void ratio similar to the critical state void ratio.
공학적 적용에 있어서 전단거동을 이해하는 것은 매우 중요한 일이다. 흙의 전단거동에 영향을 미치는 요소들은 매우 많다. 실내실험에서 축방향 판에 존재하는 마찰은 실험결과에 큰 영향을 미치므로, 많은 연구자들이 그 영향을 줄이기 위해 마찰이 적은 판을 사용하거나 면적보정을 해주는 등의 노력하고 있다. 이 연구에서는 개별요소법을 이용한 수치해석을 통해 주변조건이 전단거동에 미치는 영향에 대하여 알아보았다. 축방향 판의 마찰에 의해 느슨한 시료에서의 한계간극비가 증가하였다. 축차응력을 계산하기 위한 면적보정법 중 최대면적과 최소면적의 평균면적을 사용하는 방법과 등가실린더면적을 이용하는 방법이 축방향 판의 마찰의 영향을 최소화시킬 수 있었다. 또한 실린더형 시료를 이용한 실험과 직육면체 시료를 이용한 실험을 비교한 결과, 시료의 모양은 전단거동에 거의 영향을 미치지 않았다.
안전한 설계를 위해서는 흙의 한계상태에 대해 명확히 알아야 한다. 이 연구에서는 배수조건과 시료의 밀도에 따른 한계상태 파라미터를 비교하여 한계상태가 유일한 것인가에 대하여 알아보았다. 한계상태는 배수조건과 시료의 밀도에 관계없이 유일했다. 또한 축방향 판의 마찰이 존재하는 경우와 존재하지 않는 경우에 대하여 부분 간극비 분포를 분석하여 한계간극비에 근접한 부분이 어디인지 알아보았다. 축방향 판의 마찰이 존재하는 경우, 시료의 중간부분에서 한계간극비에 도달하였으며, 축방향 판의 마찰이 존재하지 않는 경우, 시료 전체적으로 한계간극비에 도달하였다.
