随着我国地下空间开发利用程度提高,各种形式的地下建筑结构越来越多。抗拔桩广泛应用于有抗拔需求的工程中,嵌岩深度是影响桩基抗拔极限承载力的重要因素。隧道开挖必然会使围岩应力发生重分布从而形成松动圈,准确确定松动圈厚度对于工程的稳定性和安全运行具有重要意义。由于嵌岩桩和隧道围岩的隐蔽性和复杂性,施工完成后其质量无法通过直接观察这种直观的手段判断,声波法是一种有效的物理探测方法,其中声波测井方法是通过对比分析不同测试深度下的时域信号,提取信号特征参数用来进行结构的内部状况的评价。本文从声波波群能量角度分别研究抗拔桩与不同地层界面回波能量的变化规律和开挖后围岩不同深度下透射波能量变化规律,从而建立声波能量特征参数与基桩嵌岩深度和围岩松动圈厚度的关系。本文主要研究内容与结果如下:（1）研究了嵌岩桩结构在不同地层下测壁界面回波传播特性。建立嵌岩桩结构单孔测井有限元模型,对不同模型的应力传播云图以及接收到的模拟信号对比分析,观察不同地层对回波特征的影响,从时域信号中提取出特征参数,定义为界面回波能量α来探测嵌岩桩结构的嵌岩深度。结果表明,测试深度在强风化地层（桩未入岩）范围内时,α随深度的增加而减小且呈线性变化趋势;测试深度在嵌岩深度范围内时,α随测深的增加呈波动变化趋势。（2）研究了嵌岩桩结构桩身有夹泥缺陷时对嵌岩深度探测的影响。建立桩身界面夹泥缺陷的有限元模型,对不同模型的应力传播云图以及接收到的模拟信号对比分析,观察不同夹泥尺寸对回波特征的影响。结果表明,夹泥尺寸越大,界面回波能量越大且回波初至时间更短。（3）研究了隧道开挖岩体不同破损区透射波传播特性。根据实际钻芯岩样性质建立围岩松动圈跨孔测井有限元模型,对不同模型的应力传播云图以及接收时域信号对比分析,观察不同测试深度对透射波特征的影响,从时域信号中提取出特征参数,定义为透射波能量β来探测围岩松动圈厚度。结果表明,测试深度在松动区范围内时,β值随着测深的增大而减小且呈线性变化趋势;当测试深度在塑性区范围内时,β值随着测深的增大呈波动变化趋势;在围岩松动圈模型下进行了跨孔测井声波测试,结果表明,当测试位置位于两种介质分界处时,测点透射波能量变化曲线呈波动变化趋势。在局部模型的基础上,进行了大跨距跨孔声波测井测试,结果表明,跨距越大,表征的介质信息更多。同时,接收到的干扰波越多,需要通过一定的信号处理方法进行滤波。