超声检测兼具反映混凝土内部情况和检测无损两大优势,是一种经济有效的混凝土结构检测方法。但混凝土本身的不均匀性以及组成材料变化,影响混凝土超声波速和抗压强度对应关系的准确性。而明确超声波速和抗压强度所对应的影响因素,可结合其他检测手段减少影响作用,有望扩大超声测强的适用范围。因此,本文分别针对混凝土的超声波速和抗压强度,通过有限元数值模拟开展混凝土材料方面的影响因素显著性和影响程度的研究。本文主要研究工作如下:首先,利用Python在ABAQUS建立粗骨料、砂浆、界面层三相混凝土随机骨料模型,利用已有试验数据验证建模可行性。对于两个强度的混凝土模型,通过破坏过程和抗压强度变化分析粗骨料随机分布和形状的影响,结果表明一级配混凝土粗骨料分布均匀,大小相近,随机分布和形状变化对于抗压强度影响不大。其次,对于同样的混凝土数值模型进行超声纵波声场模拟,并对粗骨料随机分布、粗骨料形状和超声激励频率进行分析,结果表明粗骨料随机分布和粗骨料形状对超声纵波波速影响不大,超声纵波波速会随激发频率上升而上升。针对此数值模型提出了混凝土三相波速简化模型。在超声测强常用频率内,简化模型和随机骨料模型的超声波速相对误差在5%以内,当中心频率为50k Hz时,相对误差在1%内,适合作为超声测强模型使用。最后,研究粗骨料含量、粗骨料种类、粗骨料最大粒径、界面层厚度、界面层孔隙率、砂浆水灰比这6个因素的影响程度。通过正交设计进行共36次不同材料、几何参数的数值模拟,分别给出6个参数相对于超声波速和抗压强度的影响程度和排序,以及显著性检验结果。结果表明,界面层孔隙率和粗骨料种类只对超声波速有显著性影响,为超声测强关系精细化提供参考。