预应力混凝土梁具有跨径大、抗冲切能力强、方便现浇刚构桥结构体系转换等优点,被广泛应用在不同结构体系桥梁建设中,但是由于施工工艺及人为误差等因素,导致梁体内部常出现不同种类缺陷。对预应力混凝土梁进行科学合理的无损检测是目前国内桥梁界亟需解决的一个难题。随着超声波理论研究的逐步完善以及检测仪器变得更加经济高效,超声波被广泛应用于混凝土无损检测领域。实际混凝土梁是含骨料、水泥浆、钢筋、空洞及孔隙等的多相复合材料,预应力混凝土梁中还包括张拉钢绞线和波纹管。利用超声波对预应力混凝土进行无损检测时,会出现多重散射、强衰减吸收以及波型转换,使通过接收超声波信号解释物体内部结构变得十分困难,可以通过数值模拟来研究复杂混凝土模型中超声波传播及衰减特性。弹性动力学有限积分技术在计算速率及对非均匀网格的自适应方面有独特优势,国外很多学者对其有深入的研究,但是国内所见甚少。本文推导了弹性动力学有限积分方程,给出了速度应力一阶弹性波波动方程的离散格式及稳定性条件,自由边界条件和改进的Sarma吸收边界条件。建立了含骨料、孔隙、空洞及压浆孔道数值混凝土模型,测试了点源激发时不同模型中超声波传播特性和衰减机理。因混凝土内部结构形态复杂,超声波传播时会发生多重散射和复杂的模态转换,本文研究了纯纵波和纯横波激发方式,模拟了以上两种激励条件下,压浆孔道混凝土模型中的波场形态及纵、横波衰减特性,发现横波激发时,波纹管反射包络明显,且能量衰减较纵波小很多。由于点源激发时,超声波初始能量有限,受骨料和孔隙的强衰减作用,到达目标区域能量极少,缺陷反射信号也湮没在复杂的结构噪声中。本文设计了相控线阵和合成相控阵列检测方式,通过激发纯横波来检测预应力混凝土压浆孔道内部空洞缺陷,分析单道记录中超声波数据,从理论上证明了可以通过相控线阵激发纯横波方式来检测预应力混凝土中的压浆空洞。图37幅,表2个,参考文献63篇。