地下岩体往往承受着地应力的作用,掌握三维地应力下岩石应力波波形变化规律有利于探索应力波传播衰减的机理。为了研究三维地应力对岩石应力波波形的影响,本文将地应力抽象为三维静应力,分别进行一维静应力和三维静应力下的应力波传播试验。针对静应力对岩石应力波波形的影响特征,划分上升沿、下降沿、波动段和波尾应变等变化区段进行分析,同时采用质心频率,频带能量,盒维数和关联维数等参数,对应力波波形变化机理进行频散特性和分形特性的研究。主要研究内容和结论如下:（1）利用动静组合加载装置,对岩石长试件进行一维静应力下的应力波传播试验。根据一维静应力下的岩石应力波波形特点,对岩石应力波波形划分成上升沿、下降沿和波动段等区段,进行波形变化特征的分析,并采用质心频率、频带能量、改进的盒维数和关联维数对波形变化机理进行研究。结果表明,轴向静应力会改变应力波波形,使应力波下降沿中出现波动段和拉升段;传播距离的增加使上升沿、下降沿和波动段的坡度都减小。应力波质心频率趋势可以反映岩石应力波波形复杂度;上升沿、下降沿和波动段的斜率变化规律与其相应的质心频率变化趋势具有一致性。低频信号（2197-3661Hz）往高频方向迁移使波形发生改变;应力波上升沿、下降沿和波动段的各频带能量迁移方向可以反映其质心频率变化趋势。运用矩形网格和相同空间背景的应力波盒维数模型,可以反映出岩石应力波在不同静应力下分形特性,随着轴向静应力的增加,应力波波形的复杂度增加,进而使应力波盒维数增加。应力波关联维数不能反映出波形的相似性,只能反映出数据最小尺度下密集度,随着轴压的增加,关联维数没有明显的变化趋势。（2）利用动静组合加载装置,对岩石短试件进行三维静应力下的应力波传播试验。根据应力波波形特点,对应力波分波长、上升沿、下降沿和波尾应变等部分进行波形变化进行分析,同时分析了三维静应力下岩石应力波频散特性和分形特性。结果表明,轴压会改变应力波波形,围压对波形的影响较小。随着轴压的增大,反射波的波长增大,波尾应变值先减小后增大,上升沿坡度,下降沿坡度均减小;透射波波长增大和波尾应变值均增大,上升沿坡度,下降沿坡度均减小。带宽0-12k Hz内各频带能量占比决定了质心频率的变化趋势,频带4-6k Hz内的能量占比增大导致透射波的质心频率整体呈现增加的趋势;频带0-6k Hz内的能量占比增大导致反射波质心频率整体呈现一直减小的趋势。改进的三维静应力下应力波盒维数模型能够反映出波形的变化,随着轴压的增大,反射波的盒维数增大,透射波盒维数震荡。