超声波在介质中的传播速度反映了介质的物理力学性质。岩体介质超声波测试技术是近三十多年发展起来的一种新技术，它通过测定超声波穿透岩体后声波信号的声学参数的变化，间接地了解岩石或岩体的物理力学特性、结构构造特征及应力状态，已得到国内外岩土工程界的广泛重视。层状岩体是由多种不同属性、不同厚度、不同组分按某种方式组合而成的天然层状体，在长期的地质作用、地应力作用、水与温度以及人为作用下，使得岩体内产生了微细观损伤与宏观结构面，因而其特性显著不同于单一岩石。层状岩体的常规物理力学参数与弹性波速之间的关系既是一个理论问题，又是一个应用问题。深入展开层状岩体物理力学参数与弹性波速之间关系的研究具有重要的意义。本文运用RSM-SY5声波测试仪，首先测定了不同密度的玄武岩、花岗岩、石灰岩以及三者组成的层状岩体在静载时的纵波波速；然后进行单轴压缩试验，并同步使用声波仪测定每级荷载对应的岩石波速；再根据应力—应变曲线计算出岩石的弹性模量，从而取得相应岩石的各种物理力学参数和对应的声学参数；在此基础上，采用回归分析的方法，分别研究了不同岩性以及层状岩石的密度、应力、弹性模量和其纵波波速的相互关系，进行比较分析，并建立了各种关系的数学模型；最后将理论计算值与工程实测数据进行了对比分析，结果表明数学模型有一定的工程适用性，得到了较好的验证。研究结果表明：单一岩石和层状岩石纵波声速都随密度的增加而增加，波速和密度之间存在着较好的正相关性，且得到较好的线性拟合；无论是单一岩石或层状岩石，其加载过程中的纵波波速都随应力的增加而增大。这是因为在加载过程中，随着应力状态的改变，岩石内的微裂隙闭合的结果。在同样的应力条件下，玄武岩的波速最大，石灰岩次之，花岗岩最小，而层状岩石介于三者之间。在同样的加载过程中，玄武岩、花岗岩、石灰岩和层状岩石的纵波波速增加比分别为23.34％、24.39％、24.08％和17.87％。单一岩石的增幅虽不同但相差不大，但层状岩石与之相比增幅明显减少。波速和应力之间采用多项式拟合的相关系数最高；岩石纵波声速随弹性模量的增加而增加，波速和弹性模量之间存在着较好的相关性。在四种不同的函数拟合中，多项式拟合的相关系数最高。