随着国民经济的飞速发展,我国的基础设施建设日益完善,许多大型的建筑设施如高层建筑、桥梁、核电工程、大坝等的建设取得了巨大的成就。这些大型的建筑设施在给人们的生活带来极大的便利的同时,其质量、安全问题,因为关系着人们的生产生活能否顺利进行,一直都是大家关注的重点。因此,了解并掌握这些建筑结构的安全状况,从而避免一些不必要的灾难事故的发生,显得日益重要。实验室在前期研究工作中针对土木工程结构系统提出由压电智能材料与混凝土基体材料相结合,形成压电机敏结构系统,实现对土木工程系统中混凝土结构的健康检测。在此思想指导下,设计了一种压电埋入式混凝土机敏模块,并对这种压电埋入式混凝土敏感模块的很多物理特性进行了大量有针对性的研究。研究结果表明,埋入混凝土中的压电陶瓷具有对应力和温度敏感的特性,根据这一特性,考虑采用压电埋入式混凝土敏感模块实现对混凝土结构的应力和温度进行监测。同时,根据压电材料的电声换能特性可知,压电元件能够实现电能和声能之间的能量互换。依据这一原理,本课题对采用压电埋入式敏感模块实现混凝土结构缺陷的声检测进行了初步研究。论文首先分析总结了目前混凝土检测常用的各种方法,对前期研究成果进行了归纳总结,在前期工作基础上,提出了采用压电埋入式敏感模块实现混凝土结构声检测的方法,针对混凝土声检测的特点,介绍了声波的基本概念,对声波在混凝土结构中的传播特点进行了分析并对已有的超声法检测混凝土缺陷的基本原理进行了重点阐述。现已发展成熟的超声检测理论为采用压电埋入式敏感模块对混凝土结构进行声检测研究提供了必要的理论和技术支撑,也为后续实验系统的搭建及数据的分析和解释提供了必要的依据。针对这种埋入方式的特殊性和混凝土结构材料的复杂性,依据实验室前期的研究成果,建立压电陶瓷元件及压电埋入式敏感模块的有限元模型,对埋入混凝土结构所采用的压电元件进行了压电耦合振动形态的模拟分析和瞬态动力响应分析,下激发的声场在混凝土结构中的分布情况进行了有限元分析。分析结果显示,埋置入混凝土结构内部的压电陶瓷元件能够实现良好的声发射效果,所激发的声场在敏感模块内部呈规律性的分布,说明了采用压电埋入式敏感模块对混凝土结构进行缺陷检测的可行性。在基于压电埋入式混凝土模块的声检测实验中,设计一种对埋置入混凝土模块内部压电元件进行声激励和接收的仪器系统。在进行的初步实验研究中,接收到压电元件所产生的声信号,测算了混凝土模块中声传播的速度。通过对接收信号的处理和对比分析,得到了压电埋入式敏感模块中声传播的特性,为采用压电埋入式混凝土敏感模块实现对土木工程结构缺陷的声检测奠定了理论和实验基础。同时也为采用压电机敏结构系统最终实现对土木工程中混凝土结构的健康检测打下基础。