堆石体结构一般是用块石、碎石等天然建筑材料经过开挖、摊铺、压实等工序填筑而成。由于具有众多优良工程特性，被广泛应用于堆石坝、铁路和公路堆石路基、堆石围堤等土木工程。堆石体结构内的堆石体填充密实度是反映堆石结构强度、耐久性的重要指标，其填筑质量检测及控制是保证使用性能和寿命的关键问题。针对适于工程应用的密实度检测方法和技术措施问题，本文着眼于近年来广泛运用于工程勘察、检测的瑞雷面波法，利用面波传播时所具有的频散特征来评价检测深度范围内的堆石体物理力学性质。以面波法的基本原理为基础，建立一系列含有不同密实度的堆石体结构数值模型，采用有限元数值模拟方法，开展不同密实度堆石体结构中瑞雷面波的传播特性研究，明确其在堆石体结构中的传播规律。通过分析瑞雷面波在具有不同密实度、堆石性质、填充物性质堆石体结构中的频散特征，获得了不同堆石体结构中堆石层的剪切波速。建立了堆石体结构密实度与堆石层的剪切波速比之间的关系。特别分析了在顶层覆有坚硬层堆石体结构检测中，瑞雷面波频散曲线出现的高阶模态现象，通过正演方法对其进行论证与解释，利用反演方法研究了加入高阶模态对检测结果的影响。研究结果表明，此类构造的堆石体结构检测中，在高阶模态不明显情况下，可仅采用基阶模态进行反演分析。在此基础上，从工程现场的可操作性和频率特性等方面出发，说明高密度面波法的检测原理及分析方法，并且通过优化检测数据采集过程、数据分析方法，实现了面波法在堆石体结构密实度中的定量检测。针对吴淞导堤安全监测与评估工程，采用高密度面波法对吴淞导堤实施了现场检测。详细介绍了高密度面波法的数据采集系统、数据采集过程以及采集数据的分析处理结果。基于堆石体结构密实度与堆石层的剪切波速比之间的关系，对吴淞导堤内部堆石体密实度进行了定量化评价。