为了改善磷建筑石膏强度低、韧性差的不良特性，本文在磷建筑石膏基复合材料中掺入不同直径和掺量的聚乙烯醇纤维，通过试验分析探究聚乙烯醇纤维对磷建筑石膏基复合材料工作性能和力学性能的影响。结果表明，聚乙烯醇纤维的掺入能够显著降低浆体的流动度和缩短浆体的凝结时间。同时，聚乙烯醇纤维的掺入可以显著提高复合材料的力学强度，当纤维直径为15 μm、体积掺量为1.6%时，复合材料的力学性能最佳，抗折强度、抗压强度、抗弯强度和抗拉强度分别为10.071、13.25、10.73和2.89 MPa。此外，通过SEM对材料结构的微观形貌进行观察，聚乙烯醇纤维能够分散在磷建筑石膏的孔隙和裂缝中，使复合材料的内部结构更加密实，提高了复合材料的力学性能。

为研究聚乙烯醇纤维水泥基复合材料(PVA-ECC)冻融后的拉伸性能, 分别对PVA-ECC试件冻融0、25、50、75、100、125、150次后进行拉伸试验, 通过试件表面特征和拉伸特征参数综合评价PVA-ECC冻融后的拉伸性能, 并采用向量自回归滑动平均(VARMA)模型探索冻融循环后拉伸特征参数之间的规律。结果表明, 冻融循环试验后, 试件均出现不同程度的损伤, 损伤程度随冻融循环次数增加逐渐增大。初裂强度与抗拉强度随冻融循环次数的增加逐渐降低, 拉伸应变与应变能随冻融循环次数的增加呈先升高后降低的趋势。基于试验数据建立了拉伸特征参数的关系式, 进一步揭示了冻融循环后拉伸特征参数的衰减规律。

制作了敏感材料修饰的拉锥光纤与微腔级联的多参量光纤传感器，并用实验研究了其应变、温度和湿度特性。所提微腔由飞秒激光划线放电形成，并对其进行拉锥。传感器的反射光谱干涉峰对应变的变化敏感，实验结果表明应变灵敏度为4.8 pm/με。然而，该结构对温度与湿度均不敏感，在该结构的锥部涂覆了掺入石墨烯量子点的聚乙烯醇之后，温度和湿度的灵敏度明显提升，此时最大温度灵敏度为20.4 pm/℃，最大相对湿度灵敏度最大为14.6 pm/%。对Dip1、Dip2、Dip3进行分析，再利用三阶矩阵消除交叉敏感，能够同时测量应变、温度和湿度。

提出了一种基于拉锥细芯光纤的温湿度传感器。先将细芯光纤熔接在两段多模光纤的中间，并在多模光纤两端熔接单模光纤，利用拉锥机对细芯光纤进行分步拉锥。实验测得细芯光纤拉锥前后的传感器的温度灵敏度分别为31 pm/℃和72.7 pm/℃。将少量石墨烯量子点-聚乙烯醇涂覆在传感器锥部得到温湿度传感器，实验测得其温度灵敏度最大为288.3 pm/℃，湿度灵敏度可达到131.7 pm/%。该传感器具有性能稳定、灵敏度高、制备简单、成本低的特点，在温度和湿度传感领域具有广阔的应用前景。

为研究掺聚乙烯醇纤维水泥稳定碎石的疲劳性能, 首先根据聚乙烯醇纤维对水泥稳定碎石力学性能的影响规律, 确定纤维最佳掺量和长度。基于间接拉伸疲劳试验和Weibull分布, 对其疲劳寿命测试结果进行分析并建立疲劳方程。结果表明, 聚乙烯醇纤维最佳掺量和长度为0.06%（质量分数）和24 mm; 在最佳掺量和长度下, 与未掺加纤维的水泥稳定碎石材料相比, 聚乙烯醇纤维水泥稳定碎石的无侧限抗压强度提高约24%, 劈裂强度提高约26%; 对比不掺纤维的水稳碎石材料, 其疲劳寿命也呈显著优势, 当水泥用量为4%（质量分数）时, 掺聚乙烯醇纤维与不掺纤维水泥稳定碎石斜率b之比为0.94~0.99, 截距a之比为1.06~1.23。

超高性能透水混凝土(UHPPC)是海绵城市建设过程中不可或缺的重载道路铺装材料, 但韧性不足是UHPPC重载铺装易于开裂的主要原因。本文通过引入碳酸钙晶须、聚乙烯醇(PVA)纤维和聚乙烯(PE)纤维, 制备了新型混杂纤维增强UHPPC材料, 研究了其抗压强度、透水能力和弯曲性能。研究发现, 添加PVA纤维或PE纤维均能够提高UHPPC的抗压强度、抗弯强度和极限挠度, 且PVA纤维的提升效果优于PE纤维。与单掺PVA纤维或PE纤维相比, 混杂使用碳酸钙晶须则进一步地提高了UHPPC的抗压强度、抗弯强度和极限挠度, 与PE纤维与碳酸钙晶须混杂相比, PVA纤维混杂碳酸钙晶须对UHPPC抗压强度、抗弯强度、极限挠度和裂缝开展模式的改善效果最佳。但是, 添加PVA纤维或PE纤维均降低了UHPPC的透水系数, 而引入碳酸钙晶须则进一步加剧了透水系数的降低效果, 尤其是混杂使用PVA纤维和碳酸钙晶须, UHPPC透水系数的下降最为明显, 但依然达到了1.05 mm/s, 满足工程使用要求。

提出一种基于离子印迹复合膜马赫-曾德尔干涉仪结构的Cu ²⁺传感器。两段三芯光纤中间熔接一段单模光纤,在两段三芯光纤两端再分别耦合单模光纤,构成三芯-单模-三芯的传感结构。将壳聚糖(CS)和聚乙烯醇(PVA)组成的CS/PVA复合膜、Cu ²⁺印迹复合膜和优化Cu ²⁺印迹复合膜分别涂覆在三芯光纤表面,利用复合膜对于Cu ²⁺的特定吸附引起的三芯光纤包层相对折射率的变化,实现对于Cu ²⁺浓度的精确检测。实验结果表明,随着Cu ²⁺浓度的增加,涂覆CS/PVA复合膜、Cu ²⁺印迹复合膜和优化Cu ²⁺印迹复合膜的光纤传感器透射谱监测波谷分别发生了红移、红移和蓝移。对比分析发现,涂覆优化Cu ²⁺印迹复合膜的传感器对于Cu ²⁺的响应最优,其响应灵敏度为62.258 pm·μmol ^-1·L,检测限约为0.602 μmol·L ^-1,且具有优秀的选择性和良好的pH稳定性。该传感器具有易制备、结构简单等优点,在水质Cu ²⁺的高选择监测方面有潜在的应用价值。