在当前工程建设中，混凝土构件(如高等级公路基层、堤坝、水电站隧道衬砌等)中存在各种各样的裂缝，这些裂缝对以混凝土构件为基础的建筑构成很大的威胁和危害。如高等级公路出现基层和面层裂缝是路基塌陷和破损的前兆；水电站隧道衬砌裂缝导致漏水甚至洞壁垮塌。如何准确进行裂缝的探测是我们物探工作人员面临的一道的难题。近年来，随着数字处理技术和电子技术的飞速发展，探地雷达以其高分辨率和快速无损的优点，被广泛地应用于浅表层的勘探。相应的电磁数值模拟技术也引起科研工作者的广泛重视。时域有限差分(FDTD)方法因其简单灵活有效已经广泛应用于探地雷达数值模拟计算中，然而基于显式差分格式的传统FDTD方法的时间步长要受到CFL，稳定性条件的限制。当计算区域中存在精细结构时，其时间步长将很小，使得传统FDTD方法的计算时间明显增加。因此，引入先进的数值模拟计算方法，有助于我们了解电磁波的传播规律，挖掘雷达波中更多有用信息，开展准确、快速电磁数值模拟研究对指导探测这些裂缝有重要的意义。 本文首先简单概述了探地雷达技术的基本原理、应用以及国内外研究概况；接着以麦克斯韦方程组为出发点，着重于对麦克斯韦的两个旋度方程的分析，运用K.S.YEE氏的空间网格模型，并利用中心差商代替微商，把空间连续变量离散化，得出二维空间的时域有限差分(FDTD)方法。在此基础上，我们引入先进的交变隐式时域有限差分(ADI-FDTD)方法，来开展准确、快速电磁数值模拟研究。我们推导了基于ADI-FDTD方法所要推导的探地雷达正演模拟方程；为了防止截断边界引起电磁波的超强反射，介绍了PML的基本原理和公式。我们编写探地雷达正演程序，然后以二维空间中的电偶极子辐射作为算例对两种吸收边界的全局误差进行比较，结果显示吸收边界的精度比Mur-2阶吸收边界时的要较高，于是把PML完全匹配层方法作为探地雷达数值模拟的吸收边界。然后，对几种常见探地雷达模型进行正演模拟，得到的正演剖面图与实际探测的剖面图非常吻合，证明了交变隐式时域有限差分法在探地雷达正演模拟方面具有良好效果，并且正演模拟结果对工程实践亦具有重要的指导意义。