压电智能材料在土木工程结构健康监测领域受到了广泛关注。为提高压电传感器与混凝土间的力学相容性，本文优化了封装材料，并以压电陶瓷为传感元件制备了压电传感器。研究了压电传感器的应力/应变传感特性，测试了压电传感器的应力灵敏度等参数，研究了压电传感器输出电压与结构应变之间对应的量化关系。对混凝土试块的不同受力状况进行了监测，探讨了压电传感器应用于土木工程监测领域的可行性。具体研究内容及取得的实验成果如下所示：优化了压电传感器的封装材料，总结了压电传感器的制备工艺流程。实验结果表明：综合考虑封装材料的强度、电绝缘性能、防水性能、固化前的流动性、弹性模量、高频荷载下的力传递性能等因素，优选封装材料的原料为水泥、环氧树脂、固化剂、氧化铝粉，对应的优选配比为4：2：0.5：1.6～4：2：0.5：2；压电传感器的制备过程中，对其进行了相关屏蔽处理。研究了压电传感器的应力灵敏度（V/MPa）、频率特性、重复性等性质。研究结果表明：压电传感器的输出电压与所受应力具有良好的线性关系；压电陶瓷厚度相同时，随着陶瓷面积增大，压电传感器的应力灵敏度相应增大；压电陶瓷面积相同时，随着陶瓷厚度增加，压电传感器的应力灵敏度略呈上升趋势，但变化不很明显；封装材料的改进提高了高频荷载下压电传感器的电压输出性能；压电传感器的重复性误差小，符合工程中应用的要求。研究了压电传感器在低频振动(0.1Hz~40Hz)下的应变传感特性，研究了压电传感器输出电压与结构应变之间对应的量化关系。实验结果表明：准静态加载条件下，压电传感器的响应速度比应变片的响应速度快，应变在达到最大值后就固定在某一值上，输出电压达到最大值后开始迅速衰减；压电传感器的准静态应变灵敏度低于其动态应变灵敏度；随着振动频率增大，压电传感器的应变灵敏度呈现增大的趋势；不同激振频率下，压电传感器输出电压与梁应变间呈现出良好的线性关系，符合桥梁低频振动测试的基本要求。将压电传感器埋入混凝土试块中，在混凝土抗压试验中，对混凝土试块的不同应力状态进行了监测。实验结果表明：混凝土幅值扫描加载过程中，荷载幅值逐级增大时，压电传感器的输出电压稳定增加；混凝土频率扫描加载过程中，荷载频率逐渐增大时，压电传感器的输出电压基本保持不变，即压电传感器输出电压在混凝土应力监测中不受荷载频率的影响，具有良好的频率独立性；压电传感器能很好地反馈出混凝土试块所受荷载频率；压电传感器所受50Hz工频干扰的影响很小，具有良好的屏蔽特性。将压电陶瓷传感器埋入混凝土梁中，采用应变片测试应变，在混凝土三点弯曲试验中对混凝土梁的不同受力状态进行了监测。研究结果表明：混凝土直线加载破坏过程中，压电传感器和应变片能够很好地反映出混凝土的断裂破坏，压电传感器不适于混凝土静载力的监测；混凝土频率扫描加载过程中，压电传感器对不同频率的荷载响应良好，压电传感器的电压输出和应变片的应变输出之间对应良好，即压电传感器能够反映出混凝土结构的受力状态，说明了压电传感器应用于土木工程监测领域具有可行性。