固體中應力、應變和質點速度在波陣面上發生突變的壓縮應力波。一個波剖面如圖1a所示的壓縮應力波在固體中傳播時,在實驗室座標中,A點狀態以uAA的速度向前運動,B點狀態將以uBB向前運運動(u為粒子速度,с為聲速)。如果

uAcAuBcB, (1)

則B點將不斷追趕A點。由於這種追趕的結果,使波陣面變得越來越陡,最終演化為一個具有陡峭陣面特征的波剖面,形成為圖1c所示的沖擊波。式(1)的等效關系式,即該介質物態方程性質應該滿足的沖擊波穩定性判據是

, (2)

式中pvs 分別為壓強、比容和比熵。如果介質的物態方程不能處處滿足條件式 (2),則沖擊波是不穩定的,可能退化為由兩個、甚至三個陡峭陣面組成的沖擊波,如圖2所示。

  實際上,在一個一維應變系統中,介質僅在平行於波陣面傳播方向上發生宏觀變形,而在垂直於波陣面方向上的宏觀變形為零。

  根據彈塑性理論,一維應變下低壓彈性段的材料性態可以用下式描述

, (3)

式中KGθ分別為體積模量、剪切模量和體應變

,下標t、n 分別代表平行於和垂直於波陣面傳播方向上的量。同一體應變下的流體靜壓曲線方程為

pKθ , (4)

式中

。由於一般介質的 K值隨 p 緩慢地增大,故流體靜壓曲線H是下凹的(圖3)。

  式(3)一直適用到發生屈服,即到達

(5)

點為止,此時

, (6)

式中Y為屈服強度,v為泊松比。用動態實驗測量的Y 值比靜態實驗的一般約大 2~3倍。y點通稱為許貢紐彈性極限。在y點之後,介質進入塑性變形區,此時式(6)仍成立,並存在

pnp

(7)

關系。對應於0y變形段的波為彈性波,增大壓力後,還形成另一個塑性沖擊波,即形成一個雙波結構的波剖面。當沖擊壓力增高到z點時,塑性沖擊波速度等於彈性波速度,雙波結構的波剖面又退化成為單一陣面的沖擊波面。pz被稱為沖擊波的穩定閾值。以上討論可參見圖2、圖3。

  從式(7)看出,當進入塑性區後,由於一維應變曲線與流體靜壓曲線在壓力坐標上僅差一個常數因子

,因此隨著壓力的增高,用 p代替 p n所引起的相對誤差會越來越小。一般認為,當沖擊波壓力大於介質的許貢紐彈性極限的6~8倍後,即可用流體靜壓曲線代替一維應變曲線。由於一般固體材料的 p y約為10千巴,故當沖擊壓力大於10萬巴時,通常可以把實測的一維沖擊壓縮曲線當作流體靜壓曲線處理。這種處理方法為把沖擊壓縮曲線與靜態壓縮曲線(一個等溫過程的流體靜壓曲線)的直接比較提供瞭方便。