一方面，随着油气资源的日益短缺，裂缝型油气藏逐渐成为油气勘探开发的重点，因此对储层裂缝属性的研究越来越受到重视；另一方面，裂缝对大坝、桥梁、公路等建筑的影响至关重要，因此对裂缝的探测及其属性的评价是地球物理探测中的一个重要目标。在各科学技术领域中，模拟方法可以分为两大类：一类是数值模拟，一类是物理模拟。两种模拟方法都是地震勘探领域中一项基础性的研究工作，数值模拟具有灵活、快速、经济等特点；物理模拟又是一个直观有效的方法。因此本文开展了裂缝介质模型的两种波场（电磁波和超声波）的数值模拟和物理模拟实验。最后再对两种模拟方法的结果进行比较及联合分析。地震波在裂缝介质中传播时会表现出各向异性，尤其是横波，会发生横波分裂现象。利用这一现象对裂缝方位角及裂缝密度进行识别。首先，本文使用数值模拟的方法对HTI介质模型进行二维三分量地震波正演模拟，使用地震记录和波场快照两种形式模拟了横波分裂现象随测线与裂缝夹角和裂缝密度不同的变化规律。并对测线与裂缝夹角为45°，裂缝密度为0.1的情况进行正演模拟地震记录x分量和y分量的模拟，并使用Pearson相关系数法，对裂缝方位角和裂缝密度进行求取，得出较为精确的结果。同时，本文设计了具有磁导率、电导率差异的HTI介质模型，并对该模型使用3D-FDTD正演模拟程序，通过获取不同方向的电磁场分量来模拟全极化探地雷达的测量，并根据不同方位角模拟所得的数据，计算出最大振幅值之比，并做出模板。再对测线与裂缝走向夹角为45°角的情况进行全极化模拟，并利用模板反演得出裂缝方位角，发现电磁波法可以获得比地震波法更为精确的结果。本文同时使用物理实验的方法对同一HTI物理模型进行模拟。首先是物理模型的制作，按几何相似比为1:10000的比例制作HTI地质模型，使用有机玻璃板模拟裂缝骨架部分、打印纸模拟裂缝部分。在地震波物理模拟中，本文使用超声波单换能器来发射、接收超声波以模拟地震波在地下介质中的传播，将测得的结果同样使用Pearson相关系数法进行分析，得出的裂缝方位角较为理想。探地雷达是使用高频无线电波来探测介质内部物质分布规律的一种探测方法，是一种快速、连续、非接触的探测方式，具有采集速度快、分辨率高等特点。对同样的物理模型进行测量，使用与数值模拟相同方法反演得到的裂缝方位角，其结果误差较大。本文最后对两种波场的模拟方法进行联合分析，分析结果证明，两种波场的联合反演都要比单一方法反演得出的裂缝方位角更加精确。地震波与电磁波在探测裂缝目标并分析裂缝属性中均有较好的效果，两种方法各有所长，地震波模拟不仅可以获取裂缝方位角信息，还可以获取裂缝密度信息；而探地雷达获取的裂缝方位角信息精确，因此采用两者联合探测是提高地震勘探精度的一个有效方法。两种波场的模拟研究，可为今后的电磁波、超声波联合反演打下基础。