装配式混凝土结构、钢管混凝土结构等复杂混凝土结构因施工方便、强度可靠等优势,近年来得到了快速发展,逐渐成为现代建筑的主流结构形式。然而,由于结构构造的复杂性,也对施工质量的检测增加了难度。目前,市面上采用的超声检测设备多采用全聚焦（TFM）算法,难以达到工程检测的标准。本文针对装配式套筒灌浆密实度、钢管混凝土空洞、剥离等缺陷,提出了一种基于弹性波波场分离逆时偏移成像的混凝土缺陷检测方法。通过对超声相控阵所采集的全矩阵捕获数组进行偏移成像处理,得到复杂混凝土结构内部缺陷的重构图像,实现混凝土缺陷的高分辨率、可视化检测。本文阐述了传统超声成像算法的优缺点,阐明了进行波场分离的必要性。建立了混凝土随机介质模型,研究混凝土中粗、细骨料对超声波传播的影响,并基于优化的超声相控阵阵列布局展开数值仿真试验。共设置了四组仿真试验,分别为装配式混凝土灌浆套筒缺陷模型、全注浆模型、钢管混凝土空洞模型以及钢管混凝土剥离缺陷模型。为验证所提算法的优越性,试验结果与传统逆时偏移（RTM）算法的成像结果进行对比。仿真试验结果表明,本文所提算法对串扰噪声有明显的抑制作用,可大幅提高重构图像的分辨率。此外,针对钢管混凝土剥离缺陷模型,传统RTM算法不能进行有效的缺陷成像,而本文所提方法可较好地对剥离边界进行识别。为进一步验证所提算法的有效性,开展了室内模型试验,浇筑了两个模型试块,分别为装配式套筒与钢管混凝土试块。其中,装配式套筒模型包含了全注浆与无注浆两个连接套筒,钢管混凝土试块包含了一个空洞缺陷。通过超声相控阵系统进行全矩阵数据采集,并分别对比了全聚焦成像算法与本文所提算法的图像重构结果。试验结果表明TFM算法仅能对套筒顶部反射进行成像,而本文所提方法可有效地区分无灌浆套筒与满灌浆套筒,且对于钢管混凝土结构空洞的成像可有效地提高分辨率,实现工程检测的要求。