受不同方向地应力以及规律排列裂缝的影响,岩石在不同方向上具有不同的声学特性,称之为岩石的声学各向异性。岩石各向异性特征对于地层评价和油气开采至关重要,如何更为准确地获取岩石各向异性一直是地球物理界十分重要的课题。此外,研究岩样的的各向异性性质对非常规油气资源的勘探开发十分重要。本文结合理论数值模拟与实验对各向异性岩样的声学特性展开研究,通过测量各向异性岩样的纵横波速度从而了解岩样的各向异性性质。提出了一种全方位测量球形岩石声学特征的方法,为各向异性的评价提供一种新的思路。第一部分结合弹性波动理论采用数值的方法对各向异性岩样的声学特性展开研究。利用有限元法对饱含流体裂隙的各向同性背景介质的声学特性展开研究,通过改变裂隙的纵横比、旋转角度以及裂隙密度来研究裂隙对岩样的声学特性的影响。随后对横向各向同性二维简化模型进行模拟,得到了不同方位下的波形和到时随声波传播路径角度的变化关系,并对声速和接收幅度随裂缝数量、角度以及纵横比的变化规律做了定量分析。第二部分利用实验室的全方位声波测量系统对两种具有层理结构但岩性不同的球形岩样进行测量,得到了岩样各个方位下的纵横波波形,从波形中提取出到时,计算出岩样各个方向的纵横波速度,结果表明波速先随测量角度的增大递增,在90°附近取最大值,随后随着测量角度的增大减小,在180°附近取最小值,由此得到了各个方向的岩样的各向异性。在此基础上,对测量到的纵、横波速度进行分析,得到了纵、横波速度之间的关系;结合纵、横波速度对岩样不同方向的弹性力学参数进行分析,得到了力学参数随测量角度的变化关系。将实验结果与之前的模拟结果作归一化处理并进行比较,发现实验结果和模拟结果的趋势基本一致,验证了本文结果的有效性。