古塔是我国文化瑰宝,具有极高的文物保护和研究价值。而砖石类古塔在自然灾害中常见病害有基础沉降,塔身倾斜,墙体破裂等,对古塔安全构成了威胁。识别古塔内部损伤、破坏特征,评价古塔内灌浆加固修复质量,需要一种高效、无损的探测技术。探地雷达(GPR)利用高频电磁波发射与接收技术,能够对砖石类结构表面实施快速地连续扫描,获得直观形象的雷达图像,在文物修缮保护中作用显著。本文以砖石古塔墙体破坏形态与灌浆修复加固为研究对象,应用探地雷达实地检测四川奎光塔的破损情况,在数值理论的基础上进行编程正演模拟,结合制作的物理试验模型,进行了以下工作。(1)介绍了探地雷达工作原理和参数设置的相关要求,总结了现场试验数据处理方法,探讨了实测应用的可行方案,解释了雷达图谱特征。(2)根据时域有限差分法(FDTD)的基本思想和电磁波空间传播的麦克斯韦(Maxwell)方程基本理论,编制了以TM波为代表,在Mur二阶近似边界条件下的二维模拟程序,建立了无缝、锯齿形、竖向和斜向、“X”形4组裂缝数值模型,经过计算得到了雷达Wiggle图谱,研究了图谱回波特征。(3)采用有限元软件(ANSYS)在PML边界条件下进行了试验模型数值分析,定性地分析出目标物的具体位置,并与FDTD法作了相应对比研究。(4)分析古塔墙身破裂形态的基础上,合理地制作了3组裂缝灌浆的物理试验模型,采用800MHz的雷达天线分别对模型多个面进行了灌浆前、0天、7天、14天、21天、28天共6次探测,获得9组试验模型数据,筛选数据后得到裂缝灌浆前后雷达图的区别。(5)参考古塔原始资料,应用探地雷达检测塔身墙体灌浆修复状况,通过雷达图谱分析,获得了目标物的各自图谱特征,以此为依据对塔体灌浆质量进行了评价。研究结果表明：使用FDTD法编制的数值模拟程序对试验模型正演模拟行之有效,有限元法检测目标物位置准确；试验雷达图谱与模拟图谱基本一致；灌浆材料和时间的不同,雷达图谱响应特征也各异；理论与试验、实践相结合,大大提高了图谱的参照性；基于定性分析结果,古塔文物修复提供了重要的研究价值。