结构参数识别的研究是土木工程健康监测领域的核心内容之一，现有的结构参数识别方法主要用于识别线性结构物理参数、模态参数或者非线性滞回模型参数。这些识别方法只能反应结构宏观的的参数变化或损伤状态，无法在材料本构的层面对结构进行状态评估。而且在实际工程中，结构所处荷载环境复杂，不能够准确测量结构所受荷载且测试信息易受噪声污染。针对以上问题，本文基于无迹卡尔曼滤波器（UKF）提出一种结构材料本构模型参数与荷载的同步识别方法，主要工作如下：（1）提出基于UKF的结构材料本构模型参数识别方法，并通过基于纤维单元的有限元模型进行数值仿真，对所提方法的可行性进行了验证。（2）考虑到土木工程结构的复杂性及传感器数量的限制，不可能准确测得结构所有自由度的响应信息。本文仅利用结构部分自由度的加速度响应作为观测量，实现了不完备测量条件下的本构模型参数识别。（3）状态量过多将导致识别算法计算效率较低，本文提出一种改进的UKF识别方法，状态量中仅包含待识别的结构本构模型参数，而不包括结构的位移和速度等结构响应，本文通过三种工况下的数值仿真验证了所提方法的可行性。（4）考虑实际工程中结构所处荷载环境复杂，不能够准确测量结构所受荷载，本文提出了一种结构输入荷载信息未知情况下，考虑观测噪声的结构材料本构模型参数与荷载参数的同步识别时域方法，并通过三种工况的数值仿真，验证所提方法的准确性。