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混凝土材料是较为复杂的复合型材料，广泛应用于土木水利工程中，基于混凝土材料的检测方法一直受到广泛关注，其中非线性超声检测法具有巨大潜力及优势，现已发现诸如高次谐波、混频等非线性现象。结合到实际应用，高次谐波法目前虽已有大量研究，但在方向控制、定位损伤位置等方面还有所不足，对此发展非共线混频法。目前，非共线混频法大多应用在金属检测领域，将其引入混凝土等非均质材料的检测中具有巨大潜力。本文针对混凝土非共线混频检测法存在的问题进行了理论推导和试验探究。主要研究内容和成果如下：
（1）通过推导各向同性介质中的非线性超声波动方程，讨论了两列入射声波相互作用叠加后的非线性超声波动方程的解，分析了非线性超声混频波产生过程的影响因素，在此基础上确定了非线性超声混频波产生的类型以及谐振条件。
（2）基于非共线混频理论，求得了两列入射基频超声波入射夹角与频率比的关系，计算出了合理的频率比范围为[0.54，1.87]，基于此确定了一对超声波入射角度，进而搭建了混凝土的非共线混频测试装置，提出了该装置的测试方法和分析方法，并分析了测试精度和影响因素。
（3）将两列入射基频声波在混凝土中散射出混频波的过程进行数值模拟计算。得到了混频波的时域图和频域图，通过分析两列入射基频波信号以及混频波信号的频率分量，从数值模拟角度验证了混凝土非线性超声非共线混频效应产生的可行性及测试装置的可靠性。
（4）通过开展完整混凝土试样的非共线混频声学特性试验，研究发现总体趋势上，混频非线性系数随着基频波频率和幅值的增大逐渐减小，基频波和混频波的幅值随基频波频率的增大而增大，混频波的幅值随基频波的幅值增大而增大；进一步与高次谐波法测试结果对比分析，发现非共线混频非线性系数对基频波频率和幅值变化表现的更敏感。
（5）通过开展含不同长度和不同角度裂纹混凝土试样的非共线混频声学特性试验，对比不同激励幅值引起试验结果的波动性，讨论得出了非共线混频检测中的最佳激励幅值为100V；进一步分析裂纹对混凝土非线性声学特性的影响，发现随着裂纹长度和角度的扩展，混频非线性系数是逐渐增大的，同时混频振幅也有类似趋势；通过与高次谐波法测试结果的对比分析，发现非共线混频法非线性系数对裂纹长度和角度的变化更敏感，趋势更明显。
（1）通过推导各向同性介质中的非线性超声波动方程，讨论了两列入射声波相互作用叠加后的非线性超声波动方程的解，分析了非线性超声混频波产生过程的影响因素，在此基础上确定了非线性超声混频波产生的类型以及谐振条件。
（2）基于非共线混频理论，求得了两列入射基频超声波入射夹角与频率比的关系，计算出了合理的频率比范围为[0.54，1.87]，基于此确定了一对超声波入射角度，进而搭建了混凝土的非共线混频测试装置，提出了该装置的测试方法和分析方法，并分析了测试精度和影响因素。
（3）将两列入射基频声波在混凝土中散射出混频波的过程进行数值模拟计算。得到了混频波的时域图和频域图，通过分析两列入射基频波信号以及混频波信号的频率分量，从数值模拟角度验证了混凝土非线性超声非共线混频效应产生的可行性及测试装置的可靠性。
（4）通过开展完整混凝土试样的非共线混频声学特性试验，研究发现总体趋势上，混频非线性系数随着基频波频率和幅值的增大逐渐减小，基频波和混频波的幅值随基频波频率的增大而增大，混频波的幅值随基频波的幅值增大而增大；进一步与高次谐波法测试结果对比分析，发现非共线混频非线性系数对基频波频率和幅值变化表现的更敏感。
（5）通过开展含不同长度和不同角度裂纹混凝土试样的非共线混频声学特性试验，对比不同激励幅值引起试验结果的波动性，讨论得出了非共线混频检测中的最佳激励幅值为100V；进一步分析裂纹对混凝土非线性声学特性的影响，发现随着裂纹长度和角度的扩展，混频非线性系数是逐渐增大的，同时混频振幅也有类似趋势；通过与高次谐波法测试结果的对比分析，发现非共线混频法非线性系数对裂纹长度和角度的变化更敏感，趋势更明显。