智能材料的出现，为发展多功能智能结构及其系统开辟了新的途径。碳纤维复合材料具有优异的物理力学性能和良好的力电特性，既可以作为结构材料承受荷载，又可以作为功能材料发挥作用，是一种优秀的智能结构材料。目前，碳纤维复合材料在土木工程结构加固补强中得到了广泛的应用，同时利用其力电特性将其作为一种传感材料用于监测结构和构件的应变及损伤发展的研究也正受到越来越多的关注。针对土木工程结构加固补强中碳纤维复合材料的特点，研究手工制作的碳纤维复合材料的力电特性并建立相应的力电本构关系模型，是将其作为一种传感材料监测结构和构件应变及损伤发展的关键性基础问题，也是本文研究的重点和出发点。基于上述思想，本文主要完成了以下几个方面的工作：　　1、确定碳纤维束试件的基本力学性能和力电性能的试验方案和试验系统，研究铜线编织电极测量碳纤维试件力电特性的可行性；　　2、通过单向拉伸试验，研究了无环氧树脂基碳纤维试件的基本力学性能和力电特性；利用碳纤维强度分布的韦伯概率模型，根据无环氧树脂基碳纤维试件的力学试验结果，拟合了试验用碳纤维丝的韦伯特征强度0σ和形状参数β；　　3、针对土木工程加固补强中手工制作的环氧树脂基碳纤维复合材料，试验研究了环氧树脂基碳纤维试件单调荷载作用下的基本力学性能和力电特性，并对试验结果进行了分析，同时考察了不同制作方式、不同张拉频率、不同固化方式对试验结果的影响；试验研究了不同应变幅值时重复荷载作用下试件的基本力学性能和力电性能；　　4、分析了目前几种环氧树脂基碳纤维复合材料力电本构关系的优缺点，根据土木工程加固补强中碳纤维复合材料自身的特点和试验研究结果，提出了手工制作的环氧树脂基碳纤维试件的等效电路模型和相应的力电本构关系模型。