В работе изучается влияние шероховатости интерфейса на упругие параметры слоистой среды. Рассматриваются трехмерные модели слоистой среды с разным материалом внутри и снаружи слоя. Сначала статистически создается первый класс моделей с шероховатыми границами раздела между слоями и фиксированными параметрами упругости внутренних слоев. Затем оценивается эффективный тензор жесткости для эквивалентной однородной модели. После чего восстанавливаются новые параметры упругости внутреннего слоя для моделей второго класса с плоскими границами. Таким образом, шероховатость границ модели отображается в статистическое распределение компонент тензора жесткости при фиксированной геометрии модели. Кроме этого, предлагается алгоритм расширения результатов восстановления тензоров упругости для произвольных параметров шероховатости интерфейса с применением билинейной регрессии ковариационных матриц. Верификация алгоритма показывает, что ошибка при восстанавлении ковариационной матрицы не превышает 7%; т.е., его можно использовать при статистическом моделировании второго класса моделей с плоскими границами для произвольных значений шероховатости границы и заданных физических параметров слоев в первом классе моделей.