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本论文围绕布里渊光时域反射计这一技术，开展了一系列的研究工作，并取得了如下成果：
1.首先从结构健康监测的基本概念出发，指出了当前结构健康监测研究中存在的主要问题，介绍了基于瑞利散射、拉曼散射和布里渊散射三类分布式光纤传感技术，并重点介绍了基于自发布里渊背向散射的分布式光纤传感的原理，给出了传感光纤应变系数和温度系数的标定方法，探讨了传感光纤在实际工程中的布设方式和铺设工艺、应变测量的温度补偿方法以及工程健康监测系统等问题。
2.理论分析了光纤应变和光纤应变段的长度对实测的布里渊散射光谱的影响。在此基础上，首次提出了由布里渊散射光的谱线宽度(FWHM)确定光纤应变段长度的方法，并应用频谱分解的方法提高了BOTDR的空间分辨率和应变分布的测量性能。
3.根据BOTDR光纤应变的测量特点，结合工程应用的实际需要，分别设计了双向传感器、等强度梁位移传感器、长标距传感器等多种基于BOTDR技术的光纤传感器，进行了相应的标定试验，并提出了传感光纤的封装和保护方案。
4.开展了一系列的室内试验研究，对钢筋和钢筋混凝土T梁分别进行了三点弯试验和纯弯曲试验，推导了由分布式应变计算结构挠度的公式，提出了通过对比钢筋应变和相同截面高度的混凝土应变来判断结构是否存在损伤的方法。
5.在上述研究的基础上，结合BOTDR的测量特点和玄武湖隧道的变形特点，设计了传感光纤的布设方案，对该隧道进行了远程分布式变形监测，并给出了现阶段隧道的健康诊断。