本书从霍普金森压杆试验装置（SHPB）的发展历史和原理出发，基于理论研究、试验研究和数值模拟三个方面，着重介绍了SHPB试验手段和后续分析方法。本书配有多个试验和数据模拟案例，涵盖多种脆性岩石并综合运用分析手段，为从事脆性岩石SHPB研究的人员提供思路和参考。本书可供从事SHPB试验技术研究的科研人员阅读，也可供隧道工程、土木工程、水利工程、交通工程等相关专业的师生及科研工作者参考。

第一部分 理论研究
1 绪论
1.1 引言
1.2 SHPB试验装置
1.2.1 SHPB装置原理
1.2.2 SHPB试验装置的改进
1.2.3 彩响SHPB试验的因素
1.3 SHPB试验研究成果
1.3.1 传统脆性材料压缩试验
1.3.2 特殊加载条件下的脆性材料压缩试验
1.4 讨论
1.5 本章小结
参考文献
2 霍普金森压杆试验
2.1 霍普金森压杆试验简史
2.2 霍普金森压杆试验概述
参考文献
3 岩石中的应力波
3.1 应力波的基本概念
3.1.1 应力波的产生
3.1.2 应力波分类
3.1.3 应力波方程的求解方法
3.1.4 应力波理论的应用
3.2 无限介质中的弹性应力波方程
3.3 一维长杆中的应力波
3.3.1 描述运动的坐标系
3.3.2 一维应力波的基本假定
3.3.3 一维杆中纵波的控制方程
参考文献
4 分形理论
4.1 概述
4.2 分形定义
4.3 分形的基本特征
4.3.1 自相似性
4.3.2 无标度性
4.3.3 分形维数
4.4 分形维数应用
4.4.1 研究方法
4.4.2 应用现状
参考文献
第二部分 试验研究
5 层状复合体动力学试验研究
5.1 研究背景
5.2 试验设计
5.2.1 层状岩体制备
5.2.2 试验方案
5.2.3 试验组别设计
5.3 力学试验结果及分析
5.3.1 静态力学性能
5.3.2 动态力学性能
5.3.3 能量耗散分析
5.3.4 冲击破坏分形特征
5.3.5 冲击破坏模式
5.4 本章小结
参考文献
6 多孔类岩石材料动力学试验研究
6.1 研究背景
6.2 试验设计
6.2.1 制备原材料及配合比
6.2.2 制备流程
6.3 分离式霍普金森压杆冲击试验
6.3.1 试验装置
6.3.2 试验方案
6.4 冲击试验结果与分析
6.4.1 破坏过程
6.4.2 波形特征
6.4.3 动态应力-应变关系
6.5 动态力学性能分析
6.5.1 加载应变率的影响分析
6.5.2 材料密度的影响分析
6.6 分形维数研究
6.6.1 应变率对分形维数影响分析
6.6.2 动态弹性模量与分形维数关系分析
6.6.3 峰值应力与分形维数关系分析
6.6.4 DIF与分形维数关系分析
6.6.5 材料冲击破坏模式
6.7 本章小结
参考文献
第三部分 数值模拟
7 数值模拟指南
7.1 研究背景
7.2 ANSYS前处理
7.2.1 创建物理环境
7.2.2 建立模型
7.2.3 划分网格
7.2.4 创建Part
7.2.5 定义接触与约束
7.2.6 设定加载参数
7.3 LS-DYNA参数设置
7.3.1 软件初步介绍
7.3.2 模型参数设定
7.3.3 设定无反射边界
7.3.4 设定模型接触
7.3.5 设定其他参数
7.4 LS-DYNA运行
7.5 LS-PREPOST后处理
7.5.1 动态演变过程观察
7.5.2 破坏数据提取
8 多孔类岩石材料SHPB数值模拟研究
8.1 有限元模型建立
8.1.1 单元选择
8.1.2 杆件及试样材料选择
8.1.3 网格划分
8.1.4 接触设置
8.2 数值模拟结果分析
8.2.1 应力波传播过程
8.2.2 波形对比分析
8.2.3 材料破坏过程分析
8.2.4 能量变化分析
8.3 本章小结