地下储层常存在水平或铅直应力,其中铅直应力将诱导介质的横向各向同性。横向各向同性介质是比较常见的各向异性模型,例如很多沉积岩也呈现出横向各向同性的性质。人们针对各向同性的层状介质情况已开展了弹性波场的解析求解和数值模拟研究,而对横向各向同性层状介质弹性波场理论求解,因P-SV波的耦合,导致解析求解困难,其弹性波场研究主要借助有限差分或有限元等数值方法。目前本征的或铅直应力诱导的横向各向同性层状介质弹性波场解析求解研究未见报道。因此本文针对存在铅直应力的地层情况,采用解析方法研究了弹性波场的传播特征,本文的研究将为横向各向层状介质情况弹性波场求解和模拟提供方便快捷的解析方法和数值算法;为认识上覆层应力对声场的影响研究提供理论基础,为获取铅直应力提供理论与方法依据,因此本文的研究具有实际意义。本文对铅直应力诱导的横向各向同性层状地层的弹性波场进行解析求解,借鉴横向各向同性井孔的声波场解析求解方法,给出了点声源激发时铅直应力诱导的横向各向同性分层模型声场势函数的表达式,为横向各向同性分层介质的弹性波场求解提供了新的求解方法。利用分层边界条件确定声场势函数系数,求出声场反射系数,进而确定分层模型的声场,并通过快速傅里叶变换计算模拟流体内声场的全波波形。本文考察了不同铅直应力作用下的各向同性层状介质的声波场。采用牛顿迭代方法计算考察了模式波的频散特性。研究表明,流-固模型时,在应力作用下,不同的地层中肖尔特波速度变化规律不同,且幅度也受应力影响。流-固-固模型时,可以看出在不同频率下,应力都对肖尔特波的速度有影响,肖尔特波的速度随应力增大而增大。结果表明波的速度、到时及幅度都在铅直应力作用下发生变化,说明流体层内的声波场传播特性里携带着铅直应力的信息。