公路隧道的建造是百年大计,而保证工程质量是业主的基本要求。随着公路隧道工程数量的增加和建设速度的加快,加上公路隧道断面大、形状扁平、需要运营通风和防水要求高等特点,目前,国内己建和在建的大部分公路隧道都存在不同程度的质量问题,如隧道渗漏、衬砌开裂和限界受限等。因此,及时有效的监测公路隧道的安全信息,并对公路隧道可能发生的质量问题进行及时准确的预测,可以保证隧道的安全运营,节省隧道病害成本,具有重大的经济和社会效益。光纤Bragg光栅传感器具有抗电磁干扰能力强、测量范围广、传输损耗小、精度高以及实时性强等特点,特别适合需要实时监控的多参量(应变,温度,振动)的大型建筑如大坝、隧道、桥梁、公路。传统的检测技术可探明公路隧道围岩压力的分布状态及二次衬砌的质量,但难以实现围岩和二次衬砌性能劣化过程监测及病害预报,同时监测过程中对交通干扰明显。因此将光纤Bragg光栅传感器埋入围岩与支护之间、二次衬砌混凝土内部,不仅可得到详细的结构应力场,同时可以得到围岩压力和二次衬砌性能变化的过程,并对未来情况进行预报,保证了监测系统的长期稳定性。本文基于玉溪某二级公路某隧道质量监测项目背景,开展了光纤Bragg光栅传感技术在隧道二次衬砌和围岩压力监测中的应用研究。主要包括以下几方面工作：1.研究分析了FBG温度传感器、埋入式FBG应变传感器和FBG土压力传感器的传感结构、传感模型和传感原理,利用FBG传感器易于组成传感网络的特性,将这几种FBG传感器组成传感网络,实现对公路隧道施工运行情况的长期监测,并对可能出现的病害进行预测报警。2.研究分析了隧道现场病害情况,对隧道初始围岩压力分布情况和二衬应力分布情况进行了分析研究,研究表明,在隧道每个断面的拱顶、拱肩、拱腰、拱脚位置安装应变传感器,在每个断面的拱肩和拱腰之间安装土压力传感器,可以实现对公路隧道围岩压力分布情况和二次衬砌性能变化情况的长期过程监测,保证隧道施工运行的稳定性。同时,研究分析了隧道环境温度的变化特点,在每个断面的边墙位置安装温度传感器进行温度补偿,降低了温度对FBG传感器检测精度的影响。3.针对现场量测到的大量数据,利用相关的数学模型将FBG传感器反馈回来的波长值转换成待测参量值,如应变、压力等,并以直观的曲线图展示待测参量的变化过程,为判断隧道的运行情况提供依据。4.采用非线性回归分析的方法对监测数据进行拟合分析,首先,分别用对数函数、指数函数和双曲函数对光纤监测数据进行拟合,通过分析比较,双曲函数的拟合效果最好,能够很好地反映其发展的变化趋势,为隧道结构稳定性判断提供依据。通过双曲函数模型对隧道的各个断面进行拟合分析,实践表明,该方法可以对隧道的结构变化趋势进行判断,并对可能发生的病害情况进行预测预警。