改革开放以来,各类大型基础设施不断涌现,工程事故又不可避免地发生,威胁着人们的生命财产安全。因此,公众对结构安全性评估愈加重视。近年来,鉴于混凝土结构的传统检测方法复杂、投入成本高、无法实时监测,专家学者们着手研究基于智能传感器的健康监测技术,结构智能监测能对结构物理性能进行实时监测,在结构损伤初期阶段就能发现损伤状态与位置,弥补了传统无损检测技术的不足。本文基于压电波动法的混凝土监测理论,采用数值模拟与实验方法对压电智能骨料性能、混凝土强度等级、裂缝缺陷进行研究,具体研究工作如下:（1）基于压电波动法的混凝土监测理论研究:研究压电陶瓷（PZT）主要性能参数,以确定后续模拟与实验所用压电陶瓷种类,进而选取PZT47制成压电智能骨料;研究应力波监测混凝土强度与裂缝的理论,以确定影响PZT驱动接收效果的因素,如混凝土强度、混凝土结构不同状态（健康、裂缝损伤）。（2）建立压电陶瓷-混凝土梁多物理场耦合有限元模型,研究影响PZT驱动接收效果的因素:采用MATLAB生成外部激励信号,运用ABAQUS建立有限元模型研究激励信号频率、PZT外形与尺寸、混凝土裂缝深度与位置对PZT驱动接收效果的影响。研究表明存在最优激励频率,使得输出信号峰值最大;面积一定时,圆形PZT片输出幅值略佳,厚度越厚,其输出幅值也会越大,F1B2C类压电片传输性能最佳;接收信号振幅随着裂缝深度增加逐渐减小;贯穿裂缝与发射传感器距离愈近,接收传感器接收到的信号愈强烈,反之衰减程度增大。（3）制备埋入式压电智能骨料,研究其封装前后电学特性:选择埋入式压电智能骨料进行研究,测试封装前后压电智能骨料电容、电阻变化。变化原因为将压电陶瓷埋入水泥砂浆后,由于水泥水化反应,内部压电陶瓷受力挤压,厚度减少,因而封装后的压电智能骨料的电容值增大。（4）基于压电波动法进行混凝土梁预设裂缝静态监测试验:研究不同养护龄期、裂缝位置、裂缝深度对PZT驱动接收效果的影响。研究表明随着混凝土养护龄期增加抗压强度逐渐增大,谐波响应幅值不断降低;接收传感器的谐波响应幅值第一周内迅速下降,压电幅值变化幅度较大,一周后随着水泥水化进程放缓,信号振幅也缓慢下降,压电幅值变化幅度较小。混凝土梁在健康状态下输出信号振幅最高,随着裂缝深度增加,信号衰减程度也越来越大,损伤指数也随之越大,小波包能量也随裂缝深度增加而逐渐降低。贯穿裂缝距发射传感器愈近,接收传感器接收到的信号愈强烈。（5）外荷载作用下混凝土梁裂缝动态扩展试验:借助50T自平衡结构竖向加载反力系统,对钢筋混凝土梁采用四点弯曲加载方式,在2个不同加载点（由中间向两边扩展）进行施压;对混凝土梁采用三点弯曲加载方式,在梁正中间加载,研究裂缝在不同损伤程度下的压电信号变化。研究表明初始裂缝出现前,主频对应振幅随加载等级增加呈逐渐减小趋势;初始裂缝出现时,主频对应振幅降低至最小;继续加载,初始裂缝继续扩展时,主频对应幅值突然增加;而随着加载等级再次增加,主频振幅变化已不明显。