随着我国水力发电事业的发展,现在国内水电站建设开始向中西部水能资源丰富地区转移。这些地区地质条件复杂,河床基础多为深覆盖层,其作为软基基础,具有明显的非线性阻尼特征,这势必会对土建结构的振动特性产生影响。本文利用有限单元法,针对深覆盖层上水电站厂房的结构特点,考虑土体的非线性阻尼特性,对电站厂房及其基础的振动特性及监测方法进行了研究分析。基于有限元法,考虑土层的非线性阻尼特性,采用不同的边界条件及阻尼参数取值方法,分别建立深覆盖层有限元动态模型进行时域的动力分析,并与传统的频域等效线性法计算结果进行对比。结果表明:在四周及底部施加粘弹性边界,并运用邹德高阻尼计算方法的动态模型能够较好的反应深覆盖层振动特性。在以上基础上建立的深覆盖层基础水电站厂房整体模型,能够较好的反应其在软基基础.上的动态特性。通过与无深覆盖层基础固定约束边界条件的水电站厂房模型对比表明:地基中深覆盖层的存在,扩大了厂房白振频率区间,提升了水电站厂房固有振动频率与振源频率错开度,且深覆盖层中的土体阻尼可以起到耗散振动能量的作用,这在一定程度上避免了水电站厂房与振源产生结构共振。针对有限元法网格划分的局限性,结合识别误差最小准则和插值拟合准则,提出了一种确定监测传感器最优布置位置的方法。该方法避免了仅使用识别误差最小准则方法时丢失最优解的问题。通过算例,对深覆盖层上水电站厂房进行了传感器优化布置分析,演示了该方法的计算过程。