基于布里渊光时域分析/反射(简称BOTDA/R)的分布式光纤应变感测技术在国内外土木工程监测中的应用研究已有十多年,积累了大量的数据和经验,并在越来越多的基础工程监测中得到应用。随着应用的不断深入,有关仪器的分辨率和感测光缆的适用性问题也显现了出来,特别是在工程安全监测历史最长、经验和规范最全面的水电工程领域,如何全面推广应用这一技术,还需要在相关技术方面开展进一步的研究。论文围绕BOTDA/R分布式光纤应变感测技术,开展了一系列理论和试验研究,并结合锦屏二级水电站保压蜗壳工程,对蜗壳充水试验和卸压过程中的多个断面应变进行了分布式光纤监测,取得了一些新的认识和创新成果,总结归纳如下:1)开展了 BOTDA/R的空间分辨率指标研究。通过室内实验和现场试验,分析了空间分辨率对应变分布测量结果的影响;理清了温度台阶法和温度热点法对空间分辨率标定的作用和适用性,并提出了 BOTDA/R解调仪空间分辨率标定的异种光纤串法。2)提出了感测光缆的指标分类、测试方法和研发要素。针对水电工程的特点,研发和改良了四种应变感测光缆;为验证感测光纤的存活率以及对应变和变形的检出能力,开展了大型等强度梁标定测试、标定架拉伸测试、钢梁弯曲实验、钢管桩身实验、混凝土梁弯曲实验、混凝土井筒压缩实验、某办公楼梁柱加固改造测试等多项试验研究,为感测光缆的研发和正确使用提供了新的依据。3)设计出了几类典型水电工程结构的分布式光纤应变监测方案,包括高拱坝上下游坝面应变和温度分布监测、高面板堆石坝面板应变和裂缝监测、长引水隧洞混凝土衬砌轴向和环向应变监测、大型调压室混凝土结构受力部位的应变分布监测、地下洞室围岩深部变形监测新方法等,提出了详细的应用路线和设计施工方法,其中部分项目正在进行或准备中。4)应用BOTDA开展了大型水轮机蜗壳保压充水试验过程的现场监测试验。在蜗壳表面和外包混凝土内敷设感测光缆,监测了充水试验和卸压过程中蜗壳结构多个断面的应变分布分布。BOTDA实测到了钢蜗壳在加压到2.6MPa和4.1MPa时的环向应变平均约为330με和590με,其测值与计算值十分接近,最大误差仅为50με左右。BOTDA测试技术首次监测到了蜗壳结构在加压到1MPa时的应力调整情况和卸压后-20με的残余应变。在保压结束后,BOTDA有效监测到卸压时的外围混凝土的收缩量为70～100με,并估算了钢蜗壳和混凝土的隙缝宽度在0.51～0.75mm之间。BOTDA监测数据量大,较传统仪器的可信度更高,相关数据为保压蜗壳的设计验证和优化提供了新的数据支撑。