随着社会经济的进步，城市建设、交通发展，各类新型高标准工程对场地岩土体及建筑物构件的质量检测提出了更高的要求。另外，原有建筑物的维修加固也要求对建筑物现状进行测试评价，以便为建筑物的维修加固方案的制定提供依据。超声层析技术和瑞雷波测试技术具有效率高、成本低、易实施等优点，在工程中得到越来越广泛的应用。但是，由于方法本身仍存在不完善之处，对于变化较大的非均匀介质、小尺度或要求分辨率较高的检测对象，这两种方法不能完全胜任。本文即针对这一问题，对超声层析和瑞雷波探测方法及其工程应用进行了探索研究。 本文总体由六部分组成。第一部分详细介绍层析成象(CT)和瑞雷波勘探方法的研究历史，并指出了当前存在的问题。第二部分和第三部分对超声层析(UCT)和瑞雷波勘探的基本原理进行了详细的阐述并针对当前超声层析和瑞雷波勘探方法的适用性，提出了一些解决方案，编制了超声层析的反演程序和改进了瑞雷波勘探正、反演程序。在第四部分中通过把超声层析和瑞雷波勘探方法应用于故宫玉石栏板风化程度评价中，对检测的精度和准确性做了一定的研究，提出了由利用瑞雷波速变化评价岩石风化程度的新方法，结果比较理想。第五部分把改善后的瑞雷波勘探方法结合钻孔勘探应用于海军科研试验楼工程勘察中，效果较好，进一步证实瑞雷波勘探方法在工程领域的适用性，同时也说明了超声层析方法应用的可行性。由于理论计算上的某些不足以及实际情况的千差万别，在方法上还存在一些不足之处，本文第六部分对此进行了有益的探讨。