碾压混凝土大坝采用大仓面,分层浇筑的施工工艺,使得其坝体结构具有成层性的结构特点,浇筑上层混凝土时,下层混凝土的凝结状态直接影响其层间结合质量。因此,对碾压混凝土材料凝结状态的监控非常重要。使用超声波方法监测碾压混凝土的凝结过程能够很好的克服传统贯入阻力法存在的一些缺陷。目前对利用超声波方法研究碾压混凝土的凝结过程的技术方案研究较少,且对超声波参数的分析方法尚未得到统一定论。本文采用理论与试验相结合的研究方法,对碾压混凝土凝结过程中超声波信号的采集,超声波参数的提取和利用不同参数对碾压混凝土的凝结过程分析问题进行研究,取得了如下成果:(1)对碾压混凝土的凝结过程进行了超声波透射法试验研究。针对新拌碾压混凝土材料的物理力学性能,改进了试验装置,实现了对穿透新拌碾压混凝土的超声波信号的实时采集。利用小波阈值降噪方法对试验接收到的超声波信号进行降噪处理,提高了超声波参数提取的准确性。(2)通过对超声波波速发展规律进行分析,得到超声波波速随着碾压混凝土的凝结呈“S”型发展趋势,即前期缓慢增长,中期快速增长,后期增长速率变慢。结合碾压混凝土的水化理论,分析了超声波的波速变化与碾压混凝土的水化过程之间的关系,根据测得的波速特点,将其加水拌和后二十四小时内的水化过程分为了三个阶段:休眠期,凝结期和减速期。同时,根据波速-时间曲线的特征点确定了碾压混凝土的初凝和终凝时间。试验结果表明,碾压混凝土中粉煤灰掺量的提高会降低拌和物中的超声波波速值,使用粉煤灰替代水泥会延缓碾压混凝土的水化进程。(3)利用快速傅里叶变换(FFT)对超声波信号进行频谱分析,得到了碾压混凝土的凝结过程中,超声波信号主频在低频段,中频段,高频段的迁移规律。提出了根据超声波频谱特征判断碾压混凝土凝结状态的方法,该判断方法具有直观、快速的优势,能够指导碾压混凝土结构的施工。相比于贯入阻力法,超声波方法监测碾压混凝土的凝结过程,具有无损性,自动化程度高,能够连续、实时监测的优点,本文的研究对该技术的理论体系完善和实践方案制定具有重要参考价值。