土木工程结构的健康监测对保证人民生命和财产安全具有十分重要的意义,且已经取得了较为完善的发展。但大多数的结构健康监测系统造价高、构成复杂、专业性强,目前很难做到大规模的普及应用。尤其地震作用下结构响应的监测主要依赖于建筑结构本身既有的监测系统,属于“守株待兔”式的被动式监测,无法开展主动式监测,普通群众自身更不可能参与到防灾减灾中来并及时了解结构性态。为了更好的完善结构健康监测系统,加强公众参与力度,实现大规模的集群监测,本文利用集传感、计算、网络、存储于一体的且是普通大众最为常见的工具——智能手机,在挖掘智能手机传感技术及地震应急响应方面主要进行了以下工作:(1)从智能手机内置传感器出发,研究了智能手机多参数监测技术。对智能手机内置传感器性能进行了综合性论述,包括CPU、加速度传感器、陀螺仪、摄像头、数据传输性能及数据存储功能。重点对智能手机加速度传感技术、倾角传感技术和外接板传感技术进行了更进一步的研究。通过实验室实验验证了智能手机内置加速度传感器、陀螺仪及外接板在振动数据采集的可行性。并分析了不同版本手机数据采集的稳定性。(2)开发了智能手机监测系统。首先是单机版监测软件“猎户座云细胞(Orion-CC)”,该软件将数据采集、数据存储与计算、数据上传集成。可以实现用户登录,加速度、倾角、图片、GPS位置信息采集,频谱分析、参数输入与索力计算、数据同步上传。并建立了大数据共享网站www.cloudshm.com,用于收集Orion-CC上传的数据,使形成监测大数据成为可能。通过在实验室和实际桥梁的测试验证了该方法的高效、便捷和实用性。然后开发了网络连接下采集系统和控制系统协同工作的智能手机实时监测系统,主要包括控制端、采集端及服务器。并通过跨海大桥的吊装监测应用中验证了该系统的指令控制、数据采集、实时监控及阈值报警功能。(3)基于当前地震结构响应监测与安全评定的现状,探索了智能手机监测方法在地震作用下结构响应监测中的应用。开展振动台实验,对三种工况的框架结构在地震波输入下的加速度和层间位移进行联合监测,重点研究了基于智能手机和激光投射技术的框架结构层间位移监测方法。对比监测结果发现,智能手机传感技术在地震作用下的加速度和位移响应监测是可行的。相比传统的监测仪器,该方法更方便、快捷,适合普通大众使用。(4)对地震作用下框架结构的加速度和位移响应进行了分析,通过小波包能量法对加速度数据处理获取了损伤特征,并通过位移曲线获得了残余位移,证明了智能手机监测数据在结构损伤特征提取中的可行性。针对加速度和位移数据融合,采用频域积分加速度的方法得到层间位移,研究了基于监测数据、一阶振动模态和高-低频截止频率的积分位移修正方法,降低了不确定的截止频率带来的积分误差。(5)针对灾害下运营商网络可能中断的情况以及常规耗时费力的震害调查方式,提出了基于智能手机的紧急通讯方式与灾害快速调查方式。开发了相应APP——E-Explorer,利用iOS平台的多点连接功能,实现无网络下的紧急通讯、信息传输与共享。并提出基于图片采集、问卷调查的震后灾害快速调查与烈度快速评定方法。建立相关网站www.e-exxplorer.cn收集与发布人员信息,提供救援指导,并收集灾害信息实现烈度快速评定。