松散层介质的弹性系数是用来描述物质弹性的物理量，不同水文地质属性的松散含水层具有岩土弹性要素的差异特征，对于松散含水层介质的弹性性质可由杨氏模量E、剪切模量μ、泊松比ν、体积模量K、拉梅常数l等5个弹性系数来确定［6］。
1.杨氏模量(E)定义
含水层含水量预测综合物探技术
式中:F为压性应力;S为面积;ΔL为横向长度变化量;L为总长度(图2-6)。
图2-6 杨氏模量定义图
E表示物体抗拉伸或挤压的力学参数。E越大，抗拉伸或挤压的阻力越大。
2.剪切模量(μ)定义
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式中:F剪切应力;S为剪切面积;f为剪切形变。
μ是表示物体阻止剪切应变的力学参数，单位与应力相同。μ越大，切应变越小。液体中μ=0。
3.泊松比(ν)定义
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式中:Δd为横向长度变化量;d为横向长度;ΔL为纵向长度变化量;L为纵向长度。
ν反映的是物体的横向拉伸(或压缩)对纵向的压缩(或拉伸)的影响，ν越大，影响越小。一般未胶结的砂土ν较高，而坚硬岩石的ν较小。自然界中ν值的取值范围ν∈［0，0.5］，当ν=0.25时的介质被称为泊松固体。流体的ν=0.5。
4.体变模量或体积模量(K)定义
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式中:p为静压力;ΔV为体积变化量;V为总体积;K表示物体的抗压性质，所以又称为抗压缩系数。
5.拉梅常数(λ)定义
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式中:F为横向应力;f为纵向应变。
以上这5个弹性模量只有2个相互独立，已知2个便可推导出另3个。通过弹性波理论，各向同性介质的纵、横波速度可由弹性模量导出。表2-4给出纵、横波速度公式及各弹性模量之间相互关系。
表2-4 弹性模量与速度相互关系
具体对于松散含水层来讲，可概化为由固体颗粒骨架和流体(孔隙水)组成的二相结构。设其孔隙度为φ，则相应的纵波速度vP关系式为
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式中:vg为骨架介质纵波速度;v0为孔隙水或流体纵波速度，一般为水体为1430～1590m/s，气体为310～360m/s。
由上式可推导出以下关系式:
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该式表明:含水层纵波速度与孔隙度成反比，同时又与骨架介质和孔隙液体纵波速度有关，从而可得出以下结论:第一，相同成分和结构的土层中含水与不含水间存在着明显的纵波速度差异;第二，对于饱和状态下的含水层，在vg和v0一定的条件下，其富水性与孔隙度间存在着明显的负相关系。
此外，含水层体密度为
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式中:ρg为骨架密度;ρ0孔隙水或流体密度。
可见，含水层密度与孔隙度也将呈负相关性。由此可见，其纵波阻抗将与孔隙度呈负相关系。
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图2-7所示，前人试验结果可将该结论予以证实。
图2-7 vP-φ关系曲线
综合上述讨论可知:松散地层的含水层与隔水层间存在明显的弹性差异，从而为地震勘探圈定地下含水层，评价其富水性提供了必要的物质基础。由此可知，除了以上讨论的纵波速度和波阻抗外，横波速度、泊松比等弹性参数均可作为表征含水层、预测含水量的间接地球物理要素之一。