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针对混凝土超声波层析成像结果不惟一和稳定性差的问题，依据超声波在混凝土中的传播特点，在反演算法中引入物理意义明确的自然权矩阵，对走时较小的射线和射线较密的成像单元加以重权，形成了二次增广目标函数方程；然后，通过混沌模拟退火回火算法来寻求其全局最小值，从而得到各网格单元的声速计算值。在寻优过程中，其初始值由反投影法求得。模型试验表明，由于利用了正确的先验信息，加上混沌模拟退火回火算法在寻找函数极值方面具有优良的特性，不但反演过程收敛，而且数值稳定，其成像结果能真实有效地反映对象内部缺陷，因此，该算法适用于混