混凝土结构的应力是反映结构状况重要的指标之一。目前,由于缺乏直接的应力检测技术,在工程中一般通过测量应变后通过一定的本构关系,如胡克定律,来换算应力。其结果往往与混凝土结构中真实应力有一定的偏差。因此,可靠的应力测量手段的研究和开发对结构性能准确评估具有重要意义。尾波干涉技术是一种全新的技术,能够检测小扰动引起的尾波波速变化。由于混凝土是一种复杂的多相介质,超声波在混凝土中传播的尾波发育比在其他介质中更加明显,将超声尾波干涉技术应用到混凝土领域具有很广阔的前景。本文基于尾波干涉技术,进行混凝土结构应力测量方法的研究。本文的主要工作包括以下内容：(1)分析了影响混凝土内超声波传播的机理及主要影响因素,认为在应力作用下,基体保持弹性,导致超声尾波波速的变化的主要因素是微裂纹的闭合和扩展。将混凝土视为包含随机分布、具有相同形状的微裂纹的各向同性体,建立未加载时的波速模型。(2)考虑裂纹的存在对波速的影响,建立了一组平行微裂纹对混凝土内波速影响的模型。在此基础上,将原生微裂纹的闭合体积变形引起的声速改变与水平裂纹引起的声速改变相等效：而将微裂纹扩展体积变形引起的声速改变与垂直裂纹引起的声速改变相等效,从而建立了超声尾波波速与应力之间关系的理论模型。(3)通过试验研究了超声尾波在混凝土中的传播规律,并在分级加载的条件下,对尾波干涉分析方法计算的波速与应力的关系进行标定。结果表明,声源频率越高,尾波越发育,波形持续时间越长；当接收探头布置在侧面时,从顶面发射信号的尾波比在对侧面发射更发育。运用最小二乘法拟合出了理论模型中的相关参数,得到了超声尾波波速与应力之间关系的具体表达式。结果表明,建立的理论模型能够很好地解释超声尾波波速随着应力的变化规律。在裂纹闭合阶段,轴向波速明显增大,而横向波速变化微弱；在裂纹扩展阶段,轴向波速减小幅度微弱,而横向波速剧烈下降。