在聚乙烯醇(PVA)纤维增强水泥基复合材料(ECC)中掺入超弹性形状记忆合金纤维(SMAF),可形成具备良好自复位及耗能性能的新型SMAF-ECC。通过三点弯曲循环加载试验, 研究了不同SMAF端头形状和直径下SMAF-ECC梁的自复位和耗能性能。结果表明: 增大SMAF直径可有效提高复合梁耗能能力, 但对自复位性能影响较小, 试验中不同纤维直径造成的挠度自恢复率差异仅为5%; SMAF端头形状对试件自复位及耗能性能影响显著; 打结形端头SMAF锚固性能最佳, 卸载后试件主裂缝宽度显著减小, 挠度自恢复率达到70%以上, 试验曲线具有明显的旗帜形耗能特性。

布里渊光频域分析（Brillouin Optical Frequency Domain Analysis, BOFDA）技术是分布式光纤传感技术的一种。回顾了BOFDA的发展历史，介绍了 BOFDA的最新应用进展情况，并提出了基于BOFDA测量桥梁挠度的新方法。通过光纤布设研究提出在桥梁底面采用全面粘贴的方式布设光纤，并分析了光纤应变表征桥梁挠度的理论，最后进行了基于BOFDA的室内桥梁模型测量试验研究。试验结果表明，百分表实测桥梁模型的挠度与桥梁模型上分级集中荷载及模型下表面的光纤应变变化均成正比例关系；BOFDA光纤应变可以标定桥梁模型变形范围，且光纤应变表征的桥梁模型挠度和百分表实测挠度值基本一致。因此，采用BOFDA技术进行桥梁挠度测量是可行的。

为提高纤维增强聚合物(FRP)筋异强混凝土叠浇梁的抗弯性能与延性, 研究了钢纤维掺量、钢纤维混凝土叠浇层厚度对FRP筋异强混凝土叠浇梁的影响。以钢纤维体积掺量(0%、0.5%、1.0%、1.5%)与钢纤维混凝土叠浇层厚度(0 mm、180 mm、210 mm、300 mm)为变量, 对6根FRP筋异强混凝土叠浇梁进行三分点弯曲试验, 并对试验梁的破坏过程、破坏形态、裂缝宽度以及跨中挠度进行分析。研究结果表明: 钢纤维的掺入改善了FRP筋异强混凝土叠浇梁的受力性能, 使其由脆性破坏向延性破坏发展; 随着钢纤维掺量、钢纤维混凝土叠浇层厚度的增加, FRP筋异强混凝土叠浇梁的极限承载力提高了9%~33%,抗弯性能提升了4%~21%,延性提升了22%~89%。基于试验与理论分析, 建立了钢纤维作用下的FRP筋异强混凝土叠浇梁挠度计算公式与延性评价方法。

利用弱光栅应变监测原理，研究了两种不同封装方式的弱光栅传感器对钢梁的应变监测效果，并将其应用于海上钢管桩的变形监测。结果表明，弱光栅应变监测结果与分布式光纤结果以及理论计算结果都具有较高的一致性；推算的钢梁挠度与千分表测实值以及理论值误差在10%以内。海上钢管桩水平静载荷试验结果表明，桩身变形主要在海平面以下60 m的范围内，钢管桩挠度随着荷载的增加而增加，随着桩深的增加而减小，在50 m埋深后，钢管桩几乎不再受水平推力的影响；监测所得挠度与实际挠度平均误差为16 mm。通过室内模型及实际工程应用证明了弱光栅在钢结构监测中的可行性及准确性，并为同类项目提供了一定的技术支持。

静刚度是起重机械的一项重要安全指标，其主要测量参数为起重机大梁在空载与加指定载荷情况下大梁跨中挠度数值。在加载前后，大梁底部边界灰度特征保持稳定，利用数字散斑相关算法可以准确计算像平面中大梁边界移动量。在已知光学成像系统参数的情况下，由像平面中位移可精确计算大梁物面实际移动量。结合斜轴成像特点搭建了静刚度测量系统，并对斜轴光路系统测量误差进行分析，优化了子区位置与子区大小的选择。利用该系统对模拟大梁移动量进行测量，误差在0.2 mm以内。在30 m远处对起重机大梁进行静刚度实测，测量结果与对照方法一致，表明该方法能够满足现场起重机大梁静刚度测量要求。

以新型的石墨烯材料为压力敏感膜, 设计了一种基于法布里-珀罗干涉的光纤微压传感器。利用薄膜光学理论, 分析了不同层数石墨烯膜的反射率特性。仿真结果表明, 增加层数可以提高石墨烯膜的反射率。根据光传输矩阵的理论, 研究并模拟了法珀腔的几何参数对反射信号的影响。通过分析对比几种大挠度圆膜应变的理论, 建立了石墨烯薄膜的压力敏感特性模型, 并利用ANSYS静态力学非线性对模型的挠度形变特性进行有限元仿真, 验证了模型的准确性, 为设计制作基于石墨烯薄膜的光纤微压传感器提供了理论基础。

液晶玻璃基板在线检测过程中对玻璃板在垂直方向上的变形量有严格的要求, 为了确定在指标要求光学检测精度下的喷嘴间距。本文基于弹性薄板的小挠度弯曲理论对气浮支承下的液晶玻璃板进行理论分析, 推导出液晶玻璃薄板在吹吸喷嘴作用下的最大挠度计算公式, 分析得出最大挠度与通孔间距的二次方、载荷集度成正比; 通过Fluent对液晶玻璃基板气浮支承系统进行仿真, 得到了不同的喷嘴孔间距下的载荷分布以及玻璃基板最大位移处受到载荷的准确值, 从满足玻璃板最大位移要求、气膜面的压力分布状况及经济性方面综合考虑得到气膜单元的通孔横向间距范围, 给出了采用气浮支承传输的液晶玻璃基板光学检测仪器的喷嘴布置参数, 即喷嘴的合理间距应处于20~25 mm 之间。

研究了长标距光纤布拉格光栅(FBG)传感技术，利用链式阵列方法采集梁的动态响应,实现了车速、频率和振型等动态参数的识别。对单个FBG施加预应力并将其封装成传感器，以扩展其标距测量范围。将跨度为4 m的T型钢筋混凝土梁等分为8个单元，在每个单元安装标距为500 mm且与中性轴平行的传感器，实现了对梁的整体监测。采用配重小车进行移动加载实验，基于时差定位法的原理分析中心波长时程曲线，以确定小车位置及所处时刻，从而实现了对车速的识别。采用激振器激励，以使梁产生自由振动。利用长标距FBG传感器以及梁顶部布置的压电式加速度计采集梁的动态响应信号，通过频域分析得到频率和振型。结果表明：采用链式阵列方法可以实现频率和振型识别，振型识别阶数与单个传感器的标距长度有关。