对重大工程的结构性能进行实时监测和诊断,可以及时发现结构的损伤部位,并评估其安全性,预测结构的剩余寿命,对提高工程结构的运营效率、保障人民生命财产的安全具有极其重要意义,也是土木工程学科发展的一个重要领域。光纤光栅具有结构简单、重量轻、体积小、耗能少,灵敏度和测量精度高,抗电磁干扰、电绝缘,测量对象广泛,传输频带较宽,可靠性和稳定性好以及准分布式测量、便于成网,能够实现在线实时监测等优点,所以被广泛应用到结构的健康监测当中。本文针对工程中由于钢筋锈蚀膨胀,引发结构裂缝,导致结构抗力衰减甚至失效的问题,提出了两点粘贴式钢筋锈蚀监测方法和基于夹持式光纤光栅传感器的钢筋锈蚀监测方法。并进一步推导了适用于这两种监测方法的钢筋锈蚀监测公式,分别得出波长变化值与钢筋锈蚀率以及波长变化值与钢筋锈蚀前后半径改变量之间的关系。通过这两种监测方法,能够及时发现钢筋缺陷部位,采取措施进行补救,保证结构的安全使用,并提高经济效益。其次,针对地下工程中埋地管道的腐蚀情况不能被直接观察到,也不容易及时发现泄漏部位这一问题提出了一种监测管道腐蚀的新方法,进一步推导了适用于管道腐蚀的监测公式,并进行了监测模型试验分析。根据本研究结果,不仅可以利用监测到的波长大小判断管道的腐蚀程度,还可以根据产生较大应变的传感器的位置推测出可能发生缺陷的部位。本研究提出的监测新方法可以实现在不破坏管道、不影响管道的正常运营的情况下,在线实时监测管道的应变变化,进而判断管道的腐蚀程度,因此值得应用和推广,可以为埋地管道的防灾减灾提供新对策。最后,针对光纤光栅压力传感器不能直接应用于土木工程结构健康监测的问题进行了研究。研制出弹簧-锥柱式光纤光栅压力传感器和三角支架式光纤光栅压力传感器,并经过理论推导,得出了传感器的压力灵敏度计算公式。通过对两种光纤光栅压力传感器的压力传感试验表明,两种压力传感器的荷载与波长线性关系良好。这两种压力传感器灵敏度高、可靠性好,可以直接埋入结构当中,重复使用,耐久性很强,能够实现对结构长期实时在线监测。