混凝土结构由于施工不当和外力作用,及其建筑材料性质的影响,造成内部结构的介质隐患。混凝土结构中的介质隐患主要有蜂窝空洞、裂缝和局部不密实。由于这些缺陷,使混凝土结构的不完整,从而导致其抗压抗拉强度和耐久性严重降低。因此需要对工程现场中混凝土构件进行快速检测,对保证工程建设的安全具有重要意义。目前混凝土无损检测方法主要有回弹法、冲击回波法和雷达法。这些方法在检测过程中各具弊端,受限于探测混凝土表面质量情况,不能反映混凝土介质内部情况、仪器比较昂贵且受钢筋的影响较大,现场探测不好展开以及对于尺度较小的介质隐患分辨率较低。超声波法检测可以有效的解决这些问题,此类方法因具有极强的穿透力、较高的分辨率、检测设备简单、极易操作的特点,因此在检测成本上以及后期数据反演效果方面较其他方法有很大的优势。本文首先对已知模型进行数值模拟。基于数值模拟计算所得结果,提取相关波场快照,初步研究超声波在混凝土结构中的传播规律。从波场快照中可以得出,超声波在设置有不同地质隐患的混凝土介质中显现出明显的传播差异。其次本文又通过数值模拟来研究观测系统对超声波CT成像分辨率的影响,在设置相似的数值模拟模型、布置不同的观测系统的基础上,通过对比CT图得出适合混凝土无损检测的最佳观测系统,研究得知实测阶段尽量采用多种观测系统相互比较对比、相互印证得出结论。文中做了超声波CT探查混凝土中夹层、空洞缺陷的数值模拟研究,得到超声CT图其收敛性较好,较清晰地反映出异常区的位置和尺寸。最后应用数值模拟和物理模型试验相结合的方法,相互解释相互指导,结果表明超声CT在实测阶段可行性较高且具有良好的分辨率。最后论文也指出了超声CT在混凝土无损检测方面存在的不足及今后的研究方向,文中所做的物理模型因其尺寸较小且所设置的介质隐患种类较少,因而检测效果虽好但不具有一定代表性。实际工程中混凝土结构复杂,而且体型较大,其实际探测效果还有待于进一步的实验研究。