为了使CT技术在混凝土超声探伤中有更好的应用，本文在弯曲射线追踪、反演算法、图像后处理方法、速度反演、衰减反演及双参量的缺陷判别六方面进行了数值模拟和试验研究。 本文通过采用扩张—收缩扫描算法，增加次级源的记录改进了线性走时插值(LTI)的射线追踪算法。数值模拟和试验研究表明LTI改进算法是一种有效的射线追踪方法，能追踪回波，适合复杂对象的层析成像。弯曲射线追踪反演结果比直射线追踪反演结果更符合真实情况。 本文引入了物理意义明确的自然权，对基于自然权的加权阻尼最小二乘反演算法(WLM)在速度反演、衰减反演中进行了数值模拟和试验研究，结果表明WLM均能获得良好的重建图像，迭代收敛，抗噪能力强。 依据模型参数方差向量，本文提出了方差截断后处理方法，并结合中值滤波和聚类分析，对原始反演图像进行去噪后处理，成效明显。 本文对超声波速度反演进行了数值模拟和试验研究，结果表明速度反演能正确反映混凝土内部缺陷的位置、大小和超声波速度性质。 本文对超声波幅值衰减反演进行了数值模拟和试验研究，对上升时间衰减反演进行了试验研究，结果表明衰减反演能正确反映混凝土内部缺陷的位置、大小和超声波衰减性质。 在利用速度反演得到混凝土声速和衰减反演得到混凝土吸收系数的基础上，本文根据声速和衰减两种不同的物理参量判别混凝土内部缺陷，可大大提高缺陷判别的精度和可靠度。 综上表明本文研究的混凝土超声CT探伤技术具有重要的学术意义和应用价值。