进入21世纪以来,我国在高速铁路建设上,实现了跳跃性的发展,尤其随着十三五交通规划战略提出以及高铁八小时交通圈概念应运而生。目前我国铁路建设规模前所未有,但与此同时也需要与时俱进的先进监测技术与之匹配。就目前的监测技术而言,不仅费时费力,监控数据亦容易出现较大误差。因此由于现有的技术或是性能上存在不足,或是应用范围狭窄,基本不能实现大范围区域内的自动监测,急需能够实现大范围、长距离实时监测的新技术。在此背景下,光纤传感技术于其自动、实时、误差小、价格低廉等特点逐渐应用到路基沉降为典型代表的铁路基础设施安全监测领域。本文将主要以大型室内路基沉降模拟试验和现场应用试验为依托,针对光纤传感技术研发并结合室内和现场监控量测试验形成如下成果:1)选取光纤时,芯径选取的标准应该是尽可能大的多模光纤;2)确定当选取芯径较大时,光纤输出光束的光强分布公式;3)光纤耦合接收光强的理论计算公式随r值不同而不同,并通过试验证明了理论值和试验值吻合较好,证明光强理论计算公式推导正确性。此外,本研究综合采用化学腐蚀法和熔融拉椎法提高光纤耦合效率4)第3代样机系统主要在基本原理改进、光路系统的改进、光源的改进、探测器改进、光开关的改进和脉冲串首位信号的定位进行改进;5)通过大型室内路基沉降模拟试验可得:基于光纤传感的铁路路基沉降监测设备的伸缩端与机械微位移升降平台相连,通过光纤传感器测量的沉降值与沉降台下降数值进行对比,证明了光纤传感器可靠性、测试精度以及实际工程应用可行性。6)从现场监控量测结果来看,基于光纤微光学编码的路基沉降自动监测系统设备表现了良好的工作性能及测量精度并通过与传统人工监测方式数据进行对比分析,两种监测方式路基沉降数据基本一致,表明了基于光纤微光学编码的路基沉降自动监测系统可以替代其他监测方法在实际工程进行应用