土木工程的混凝土材料抗剪强度约为抗压强度的十分之一,在强动力荷载（如地震、爆破、冲击等）作用下,易受剪切脆性破坏而使结构失效;在锚固体中,剪应力分布,及随荷载变化的演化机理尚不明朗。因此,开发一种剪应力传感器,对模型和原型的混凝土结构内部进行剪应力监测,对研究剪应力破坏机理,提高结构可靠性监测具有重要意义。以水泥基压电复合材料作传感元件的传感器,具有良好的机电耦合性能和压电性能,其低成本、易加工、线性度好、与混凝土材料良好的匹配性等众多优点,使其在土木工程领域的主动、被动监测有极大的应用潜力。本文采用振动真空方法对水泥基压电复合材料的密实优化,取得一定成果;采用d₁₅型水泥基压电材料作传感元件,制作d₁₅型水泥基压电材料剪应力传感器;基于应力转换原理,采用剪切斜面作表征夹具,对水泥基压电剪应力传感器性能表征。具体研究内容如下:（1）提出一套振动真空密实系统,包括抽真空和振动单元两部分,对水泥基压电复合材料密实性能优化;提出一种振动真空方法,采用切割-填充法结合振动混合、纯真空和振动真空方法三种不同密实方法制作试件,对不同密实条件下1-3型、2-2型复合材料的压电、介电和机电耦合常数及机械品质因素等进行分析对比。试验结果表明,振动真空方法,能改善水泥基压电复合材料的内部孔隙,提高复合材料的致密性,进而使复合材料压电、介电性能及机电耦合能力得到提高。（2）依据压电材料正压电效应的剪切效应,提出可进行土木工程结构剪应力测量及监测的1-3型、2-2型d₁₅型水泥基复合材料剪应力传感器,分析其测量原理和具体的制作工艺,包括d₁₅型传感元件的制备、导线的焊接、传感器的防水密封和封装以及屏蔽处理四个部分。（3）基于斜面应力转换原理,提出一种剪切斜面夹具,对夹具的剪切原理及d₁₅型水泥基压电剪应力传感器在不同应力场下受力分析,配合MTS试验机动态加载系统,实现对d₁₅型水泥基压电剪应力传感器的频率特性和线性特性的结果表征。结果表明:剪切斜面可用来实现传感器的性能表征,d₁₅型水泥基压电剪应力传感器具备较好的频率响应,输入载荷、输出电压具有明显的线性关系。