我国幅员辽阔、地形复杂，有75％左右的国土面积都是山地或者丘陵地区。为了避免地质灾害，保护环境、减少对植被的破坏，防止水土流失，特别是为了满足高速公路或高等级公路提高线性标准和控制征地面积的要求，修建隧道就成为当今山地或丘陵地区公路建设中的最佳选择。　　 公路隧道跨度大，穿越的地质条件复杂多变，容易出现裂隙（缝）发育、衬砌层厚度不足、衬砌层存在脱空或空洞、衬砌层内钢结构铺设不符合设计要求以及隧道底部隐伏岩溶导致路面局部沉降等工程质量问题。相比于钻孔取芯、声波检测、高密度电法、冲击回波、瞬变电磁法、超声回弹测强、地震面波测量、红外线探测等传统方法，探地雷达由于具有操作简便、探测效率高、结果直观以及无损等优点，被越来越广泛地应用到公路隧道工程质量检测与监测中来。但是，由于受到数据采集和资料解释人员技术水平以及工作经验不足的限制，探地雷达很多时候在实际应用中还远不能达到所预期的效果。这就需要我们对探地雷达在公路隧道工程质量检测与监测中的应用进行较为系统的研究。　　 本文首先从研究电磁波传播理论出发，简要阐述了探地雷达的基本原理，并给出了常见介质各电性参数的参考值。探地雷达原始数据采集质量的好坏直接决定着雷达剖面能否真实反映地下目标信息，而适当的工作方式和正确的参数选择则是数据采集质量良好的保证。本文根据公路隧道工程特点，对探地雷达在公路隧道工程质量检测与监测中针对不同探测目标时的测量工作方式、天线选择以及各参数设定进行了比较深入的探讨。　　 随后，本文简单介绍了时域有限差分法的基本原理，并说明了选取合适的吸收边界条件对于正演数值模拟的重要性。在参考大量文献资料的基础上，结合自身实际工作经验估计选定隧道工程中混凝土、钢筋、钢拱架以及围岩等各项介质的电性参数。通过对已有的公路隧道工程质量探地雷达实测剖面进行处理解释，分析推断出不同目的体在混凝土或围岩介质中的空间位置分布。继而针对公路隧道工程质量中的常见问题，设计建立公路隧道衬砌层内钢结构、脱空区、空洞以及隧道底部隐伏岩溶等典型地电模型。　　 利用已经比较成熟的探地雷达正演模拟程序GprMaxV2.0对上述典型地电模型进行二维时域有限差分模拟，选取激励源为雷克子波脉冲线源，并根据不同探测目标的探地雷达实测剖面设定不同的天线中心频率、差分网格步长、时间采样间隔、天线步长以及总时窗等参数。之后，采用MATLAB编程生成探地雷达正演剖面波形图。通过将正演结果与探地雷达实测剖面进行对比分析，进一步总结衬砌层内钢结构、空洞、脱空区等各类异常特征，加深对于隧道衬砌层内钢筋网、钢拱架、脱空区、空洞以及隧道底部隐伏岩溶等探地雷达响应的认识，为探地雷达资料的解释提供依据。若隧道二衬中铺设有双层钢筋网，由于表层钢筋网对电磁波的吸收衰减及屏蔽作用，则对底层钢筋网的识别以及准确定位变得较为困难，而识别钢筋网下方的脱空区和空洞等缺陷、二衬与初衬之间界面以及初衬中铺设的钢拱架等异常的难度更大。为此，可以通过对雷达剖面进行滤波、反褶积或偏移等数据处理进一步改善区分钢筋网结构的能力，进而提高探地雷达剖面的解释精度。　　 因此，本文在后半部分中比较详细地介绍了探地雷达数据处理的各个步骤，并重点阐述了克希霍夫积分偏移的基本原理。之后，逐一将各项数据处理前后探地雷达剖面进行对比分析，总结归纳出各项数据处理的作用及效果。最后，基于MATLAB语言编写探地雷达数据提取、背景场消除、道间差分处理、图像增益以及克希霍夫积分偏移等程序，对实测探地雷达剖面进行数字滤波、反褶积、道间差分以及克希霍夫偏移成像等处理，进一步改善雷达剖面区分钢筋网结构的能力，提高了探地雷达实测剖面分辨率与解释精度。