由于地球介质的不可入性,天然或人工地震波成为研究地球内部结构、组成、应力状态的可靠手段之一。通过比较特定岩石在一定围压下实验室测量超声波波速与天然或人工地震波反演的深部岩石的波速来推断出地球深部的物质的组成、结构。这就涉及到岩石波速与静水围压的定量关系研究。目前该方面的研究,主要基于数理统计对一定围压下实验室测量超声波波速数据进行拟合,给出岩石波速与静水围压的关系模型,其中拟合参数缺少明确的力学意义。本文主要目的是基于岩石声弹性一般理论和非线性岩石本构关系给出岩石波速与静水围压的定量关系模型,其中模型的未知参数具有明确的力学意义。该项研究对于深部地球物质的判定、地壳应力评估等相关研究具有极其重要的意义。本文首先给出了岩石介质的声弹性一般理论以及考虑温度影响的岩石介质的热声弹理论。其次,引入考虑孔隙和裂缝影响的岩石非线性本构关系,基于岩石介质的声弹性一般理论推导出岩石纵横波波速与静水围压的一般定量关系。该一般定量关系经过适当简化后可得到岩石纵波和横波波速-静水围压的耦合关系模型,未知参数与岩石的模量相关联。该耦合模型应用到静水围压作用下岩石超声纵横波的波速测量数据的拟合分析,通过与常规的非耦合模型的比较,来验证耦合模型的有效性。结果表明本文提出的纵波和横波波速-静水围压的耦合关系模型,不仅未知参数力学意义明确,而且统计学意义更加明确。第三,在考虑孔隙和裂缝影响的岩石非线性本构关系中引入温度影响,基于岩石介质的声弹性一般理论推导出岩石纵横波波速与温度的一般定量关系。该一般定量关系经过适当简化后可得到岩石纵波和横波波速-温度的耦合关系模型。该耦合模型应用到不同温度下岩石超声纵横波的波速测量数据的拟合分析,来验证模型的有效性。结果表明本文提出的波速-温度的耦合模型的拟合结果明显优于常规线性模型的拟合结果。最后,基于岩石纵横波波速与静水围压的一般定量关系,通过对静水围压作用下岩石超声纵横波的波速测量数据的拟合分析,得到完整岩石的二阶、三阶弹性模量以及与岩石裂缝或孔隙相关的模量或参数。通过与本文提出的岩石纵波和横波波速-静水围压的耦合关系模型计算得到完整岩石的二阶、三阶弹性模量以及与岩石裂缝或孔隙相关的模量或参数相比较,讨论本文提出的岩石纵波和横波波速-静水围压的耦合关系模型的适用性。本文通过基于岩石声弹一般理论对岩石波速与静水围压关系的研究,具有以下创新点:一、引入考虑孔隙和裂缝影响的岩石非线性关系,基于岩石介质的声弹性一般理论首次推导出岩石纵横波波速与静水围压的一般定量关系。基于该一般定量关系给出了岩石纵横波波速-静水围压的耦合关系模型,模型的未知参数力学意义明确,而且统计学意义更加明确;二、引入考虑孔隙和裂缝影响的岩石非线性热弹性本构关系,基于岩石介质的声弹性一般理论推导出岩石纵横波波速-温度的耦合关系模型;三、首次提出了基于岩石纵横波波速与静水围压的一般定量关系的完整岩石的二阶、三阶弹性模量以及与岩石裂缝或孔隙相关的模量或参数的测定方法。