混凝土作为当前应用广、用量大的建筑材料,具有原材料来源广、施工工艺简单、耐久性好等优点。然而,混凝土结构在受热或者火灾作用后其内部极易形成微裂纹,这将严重影响混凝土的耐久性与强度等特性,因此有必要对热损伤混凝土中微裂纹进行检测与评估,以采取相应措施控制其发展。目前,混凝土无损检测中超声波法在工程中应用较广,而传统的超声检测通常利用波的反射、散射等线性特征来对较大损伤进行评估,对热损伤混凝土中的微裂纹不敏感。由于混凝土中微裂纹的变化对材料非线性有较大影响,利用该特性对热损伤混凝土中微裂纹进行检测与评估则具有重要研究意义。目前,基于非线性系数的混凝土微裂纹检测方法更多的是采用高阶谐波法,而该方法对检测系统要求较高且易受环境影响。本课题建立了残余力学性能与非线性调制法中所定义的损伤指标峰值之间的关系,提出了基于非线性声场调制法检测热损伤混凝土中微裂纹的可行性,并引入非线性声场共振法的检测结果作对比,通过实验研究论证非线性声场调制法检测热损伤混凝土微裂纹的可行性。本文以混凝土热损伤机理与非线性超声波动理论为基础,依据双频激励下非线性波动方程的求解方式,研究了宽频信号穿过固体材料时方程的解,并构建出了单频超声信号与宽频信号作用时非线性波动方程,进而分析了非线性声场调制方法中产生调制信号的机理,也从微观角度探究了微裂纹的局部特征参数增大时,产生调制项的幅值会相应增大。根据所提出的边带峰计数法中损伤指标的概念,得到损伤指标特征随着固体材料非线性的增大而增大,即理论结果与实验检测结果相吻合。采用高温作用的方式制备热损伤混凝土并对不同温度下混凝土的线变化率进行测定,发现其线变化率会随着试验温度的增加而增大,并通过扫描电镜定量分析了微裂纹的面积占比也会随温度增加而增大。对基于非线性声场调制法检测热损伤混凝土中微裂纹的可行性进行了实验研究,验证了利用边带峰计数法所定义损伤指标的可行性,证明了采用非线性声场调制理论评估热损伤混凝土微裂纹是有效的。通过冲击力对非线性声场调制的影响实验可知,一定范围的冲击力值不会影响所得的损伤指标峰值。同时,将损伤指标峰值与试验温度建立关系,发现损伤指标峰值随着试验温度的增加而增大,且对于非线性声场共振法所得损伤指标也会随着试验温度的增加而增大。比较了声场调制法与声场共振法对热损伤混凝土微裂纹的检测结果,发现声场共振法的离散程度明显的比声场调制法大,利用声场调制法中的边带峰计数法评估温度所引起混凝土微裂纹上具有较好的灵敏性与稳定性,同时,声场调制法对外界激励的操作要求明显低于声场共振法。为进一步验证非线性声场调制法检测热损伤混凝土微裂纹的可行性与普适性,研究了水灰比、细粗骨料比及升温速率对热损伤混凝土所测定的损伤指标的影响,得到相同温度下,损伤指标峰值随混凝土水灰比或细粗骨料比的增加而增大。并随着温度的增加,水灰比对微裂纹影响越来越弱,而细粗骨料比对微裂纹影响越来越明显。在相同温度时,混凝土经快速升温后的热损伤程度明显小于经缓慢升温后的热损伤程度。同时,混凝土残余轴心抗压强度随温度的增加呈逐渐下降的趋势,残余轴心抗压强度的降低比率与所定义的损伤指标峰值归一化值之间呈线性关系,并可忽略水灰比、细粗骨料比的影响,最终建立了损伤指标峰值与宏观力学性能关系。