桥梁、大坝等涉水工程按照位置可分为水上结构和水下结构。相比而言,水下结构承受的荷载较大且常年受到水流的冲刷和磨损,恶劣的服役环境使得水下结构的混凝土强度远低于水上结构。因此,为保障涉水工程的安全运营,加强水下结构的混凝土强度检测显得愈发紧迫和重要。目前最为常用的混凝土强度无损检测方法为回弹法和超声回弹综合法,山东、广东、北京等省市都已建立了适应本地区水上结构混凝土强度检测的地区曲线。但由于现行检测仪器难以在水下使用,目前国内还尚未建立适用于水下结构混凝土强度预测的测强曲线或强度预测模型。福建省地处东南沿海,水资源丰富,桥梁、大坝等涉水工程数量众多,对水下结构强度检测的需求十分迫切。基于此,本文首先对检测仪器进行防水处理与改装,然后采用改装后的仪器开展水下回弹法和水下超声回弹法试验研究,建立适用于福建省水下结构强度检测的测强曲线和机器学习强度预测模型。本文主要研究工作和取得的成果如下:（1）对现有回弹仪和非金属超声波检测仪分别采用气压排水法和密闭法进行防水处理与改装,与现有改装方式相比,本文的改装方式成本低廉、安全性高。（2）按福建省常用混凝土材料和配合比浇筑C25～C50强度等级的150mm立方体试块,运用改装后的水下检测仪器对14d、28d、60d、90d、120d、180d龄期的混凝土进行回弹值、声速值和强度值测试,采用传统回归分析方法建立了水下回弹法测强曲线和超声回弹综合法测强曲线。经试验验证,本文建立的测强曲线可较为准确地推定福建省水下结构的混凝土强度。（3）将机器学习算法与混凝土强度的水下检测相结合,建立了基于BP神经网络、回归型支持向量机（SVR）、极限学习机（ELM）的回弹法及超声回弹综合法混凝土强度预测模型。经比较得知,无论是水下回弹法还是水下超声回弹综合法,基于ELM的强度预测模型均是预测精度最高的模型。推荐在检测精度要求较高的工程中,根据所采用的无损检测方法,采用相应的ELM强度预测模型进行强度推定预测。（4）开展细骨料种类和硫酸盐侵蚀对回弹法和超声回弹综合法测强曲线检测精度的影响研究。结果表明,细骨料种类对两种测强曲线的影响较小,而硫酸盐侵蚀对超声回弹综合法测强曲线影响较小,对回弹法测强曲线影响显著。（5）在特定龄期对不同强度等级150×150×600mm混凝土试件进行平测声速和对测声速研究,建立了适用于水下结构的平测声速和对测声速转换关系,解决了仅有一个表面可供检测的结构,无法使用水下超声回弹综合法测强曲线进行强度推定预测的难题。