本文对混凝土结构无损检测的国内外研究现状进行了全面的评述。在已有的混凝土无损检测技术的研究基础上，从冲击回波方法的基本原理出发，利用冲击回波扫描技术研究了混凝土结构内部不同类型缺陷的识别、混凝土材料损伤程度的评价、多层结构检测和隧道衬砌厚度的检测。(1)探讨了应力波在混凝土中的传播规律，对于应力波在不同类型的界面处的反射特性进行了总结，提出了在对于冲击回波方法检测混凝土结构过程中，频谱图中厚度峰值的正确判读方法。(2)通过在混凝土试件内部布置各种缺陷模拟了实际工程中混凝土结构常见的病害类型。应用冲击回波扫描技术对这些结构缺陷进行了检测试验研究，通过频谱分析、二维、三维扫描分析研究了冲击回波方法对于混凝土结构内部不同类型的缺陷的检测与识别，并进行了缺陷的大小的定量分析。(3)利用应力波在混凝土中的传播规律，研究了利用机械应力波评价受载荷混凝土材料内部损伤的方法。通过对混凝土试件施加不同等级的压力载荷使材料内部产生不同程度的损伤，然后利用机械应力波对损伤程度进行检测，建立了机械应力波的波速、反射波的频谱与混凝土材料损伤之间的关系。(4)研究了利用冲击回波方法检测多层材料结构。通过一维、二维冲击回波试验研究了冲击回波方法对于粘接良好的多层材料各层厚度的检测，并针对由多种材料组成的多层结构在检测过程中存在的问题，提出了一种提高检测精度的理论方法，并将该方法应用到对于高速公路路面结构的检测中。(5)在以上理论与试验研究的基础上，将冲击回波扫描技术方法应用到隧道衬砌的检测中。通过频谱分析、二维、三维扫描分析等技术手段实现了对于隧道衬砌厚度的快速、准确的检测。