由于混凝土材料是由水泥、砂、骨料等多种材料拌合而成,因此在其施工等过程中会因振捣、模板等多种因素而产生孔洞类型的缺陷,漫长的服役期间,在外界荷载和环境影响等作用下,混凝土中缺陷的发展会影响整体结构的耐久性和可靠性,甚至还有可能导致严重的灾难性事故。在众多的混凝土检测手段中,基于声学互易性原理的超声波时间反转模型对混凝土结构内部缺陷的定位具有较好的自适应性,且操作简单,能够通过自适应聚焦在等效参数模型中实现对损伤缺陷的定位和成像。在之前关于混凝土的研究中,大多是把混凝土看做是均质材料,这也在一定程度上放大了理论计算与实际工程的误差,本文将结合蒙特卡洛随机抽样函数和混凝土骨料级配曲线通过MATLAB编程建立骨料数值模型,对时间反转模型(Time Reversed Model-TRM)进行仿真实验,并提出一种基于峰值时刻识别的峰值时刻对比成像的方法,最终浇筑混凝土试块,搭建实验平台对仿真实验进行验证。实验结果证明,时间反转模型在混凝土试块的试验中,能够有效识别损伤界面并完成定位成像,具有良好的适用性,且峰值时刻对比成像方法能够有效提高定位成像的精度。本文的主要工作内容:(1)以蒙特卡洛随机抽样函数和混凝土骨料级配曲线为依据,基于MATLAB编程建立混凝土随机骨料数值模型,导入有限元软件并对其进行材料定义、参数设定、孔洞缺陷设置以及网格划分;(2)组建时间反转模型,其主要分为正向检测和时间反转成像两步:第一步为正向检测,通过压电换能器发射激励信号并接收结构内部的响应信号,提取预设孔洞界面的回波信号并进行时间反转处理;第二步加载成像,将时反信号在等效弹性参数模型中相应的位置加载形成时间反转波场,实现最大场量值成像,同时对比整个模型的峰值时刻和预设孔洞位置的峰值时刻,提取峰值时刻的波形数据重新加载,完成峰值时刻对比成像;(3)基于有限元仿真结果,浇筑混凝土试块,搭建实验平台,通过压电换能器发射激励信号,并接收材料内部的响应信号,从采集到的响应信号中提取预设孔洞界面的回波信号,然后进行时间反转处理并在等效弹性参数模型中的相应位置加载,形成时间反转波场,实现定位成像,完成实验验证;(4)基于已经搭建的实验平台,对水泥砂浆与钢筋界面的识别通过有限元仿真和实验进行一个初步的探索,验证了时间反转聚焦模型能够有效识别水泥砂浆与钢筋的界面。