用非损伤检测的方法进行结构损伤识别和健康评估越来越成为研究者关注的焦点。对土木工程结构进行全面的检测、评估和健康监测,需要充分了解土木工程结构的动力特性参数。模态参数是决定动力特性的主要参数,其识别方法一般可分为传统的模态参数识别方法和环境激励下的模态参数识别方法。土木工程结构体积大、形状复杂、外加激励难,而利用环境激励来获取土木工程结构的模态参数被认为是一种行之有效的方法,成为目前工程结构系统识别十分活跃的研究课题,也是一种挑战。本文主要研究了环境激励情况下,土木工程结构的模态参数识别问题。对环境激励下模态参数识别的小波变换方法、计算机实现和实际应用进行了较深入的研究。首先,介绍了信号采样与混叠理论,然后从傅立叶分析到短时傅立叶分析再到小波分析,给出了各种方法的优缺点,其中,重点介绍了小波分析。对平稳信号的频谱分析理论进行了讨论,为后面实际工程模态参数识别提供了理论依据。其次,介绍了模态参数识别的小波变换方法,针对土木工程结构低频密集模态讨论了小波函数的选取以及小波函数参数的选择。引入了随机减量法提取环境激励下结构的自由振动响应。对于大型桥梁结构,详细分析了模态参数识别的频域方法。完成了基于Matlab平台的大型结构模态参数识别程序,给出了两个仿真实例。最后,将上述模态参数识别方法应用到两个工程实例。对比结果发现,短时傅立叶变换和小波变换方法在实际工程的模态参数识别中能达到较好的效果。小波函数的选取很重要,针对不同信号,可以通过理论分析和试验选取合适的小波函数。对自由振动信号的复Morlet连续小波变换提取小波脊可以快速获得该振动信号的固有频率和阻尼比,简单有效,方便快捷。小波降噪处理能有效地抑止信号中的高频,突出低频特性,获取更多的有用信号,分层阈值方法降噪处理,虽然丢失了原始信号的部分特性,但是降噪效果远远好于全局阈值方法。