层状结构一般由含有多个平行界面的弹性介质组成,是一种连续的片层状结构类型。层状结构的优点在于可以在不改变单层材料的情况下,设计出各种不同的力学性能以满足工程上的不同要求。层状结构广泛存在于土木工程、交通、航空航天等行业中,关于层状结构相关特性的研究越来越受到人们重视。瞬态波是一种弹性波,具有传播速度快、能量集中、传播距离远等特点。瞬态波在多层介质中的传播一直受到人们的广泛关注,比如地震工程中复杂地质区域的地震响应、无损检测领域内利用脉冲波对损伤的检测等。因此,研究层状结构中瞬态波的传播规律具有重要意义。关于层状结构中瞬态波的传播,目前解析解的获取仅局限于一些典型的模型结构中,但是实际层状结构更加复杂多变,很难得到其中瞬态波的解析解。因此,本文将利用有限元方法对层状结构中瞬态波的传播规律展开分析研究。首先,本文介绍了层状半空间介质中瞬态响应的基本方程、解析求解的基本思路以及时域瞬态解,然后利用有限元方法模拟得到了在平面内位移载荷激励下层状半空间中质点的瞬态响应。在此基础上,进一步开展了多层结构中瞬态波传播的数值模拟与分析,研究了固体火箭发动机（Solid Rocket Motor,SRM）的壳体以及中国铁路轨道系统（The China Railway Track System,CRTS）Ⅱ型板式无砟轨道这两种典型多层结构中瞬态波的传播规律。本文的研究结果表明:（1）对于层状半空间介质,采用有限元模拟方法得到的瞬态响应与基于Cagniard方法得到的时域瞬态解基本一致,因此本文采用的有限元模拟方法能够准确、快速地得到层状结构中的瞬态响应。（2）对于多层粘接的固体火箭发动机壳体,在相同的结构参数下,随着激励幅值的增大,其瞬态响应幅值也按一定比例线性增长。当胶层发生退化损伤时,其瞬态响应的幅值随着胶层退化程度的加深而逐渐增大。在频域内瞬态响应的频率不变,但幅值会发生变化,其损伤变化率随胶层退化程度的增加而逐渐增大。（3）对于CRTSⅡ型板式无砟轨道多层结构,不论是否存在离缝损伤,随着激励信号幅值的增加,其瞬态响应的幅值均按一定比例线性增长。当存在离缝损伤时,随着离缝长度的增加,瞬态响应信号在频域内出现频率漂移现象,漂移量与离缝损伤长度呈近似线性关系。因此,可以利用瞬态波对无砟轨道的离缝损伤情况进行有效地评估。