随着国内社会经济的迅速发展,各种大型复杂工程结构不断涌现,日益向大型化、复杂化和智能化方向发展。这些重要工程结构的安全监测和损伤识别越来越受到学术界和工程界的重视。压电智能材料的成功应用,为基于机电阻抗法的结构损伤识别技术的发展提供了机遇。机电阻抗技术集激励和传感于一体,具有主动自感知的优良特性,属于高频局部损伤探测技术的范畴,对结构早期微小损伤非常敏感,并且可以隔离环境或远程荷载,适合结构在线监测。近年来,机电阻抗技术在航空航天、机械工程和土木工程等领域逐渐得到应用。但是,机电阻抗技术在阻抗建模、数据分析以及损伤识别等方面仍然存在很多挑战。本文分别针对埋入型和表面粘贴型机电阻抗传感器(EMIS),研究了传感器与结构之间相互作用的阻抗分析模型,建立了基于阻抗信息的结构损伤识别方法,验证了所提方法在大坝以及管道系统中应用的可行性。本文主要工作包括以下几个方面：(1)基于机电阻抗传感器的三维耦合振动原理,通过分析埋入型机电阻抗传感器的力学特性,建立了机电阻抗传感器与主体结构相互作用的三维等效机电阻抗模型。推导了三维机电阻抗传感器与主体结构耦合电导纳方程。(2)提出了应用结构等效机械阻抗信息识别结构损伤的方法。该方法从实测电导纳信号中提取出结构等效机械阻抗,利用结构等效机械阻抗的变化实现对结构损伤状况的识别研究。将改进的机电阻抗技术应用于混凝土结构安全监测的试验研究中,验证了该方法的有效性。通过引入均方根偏差(RMSD)指数与相关系数(CC)指数,反映了结构固有属性的变化程度。通过研究发现,采用改进的机电阻抗技术比利用实测电信号来监测结构安全状况更加真实有效。(3)针对粘贴型机电阻抗传感器与管道结构的耦合振动体系,建立了考虑粘结层的管道结构机电阻抗模型,推导了传感器-管道结构的耦合电导纳方程。基于该方程,从实测电导纳信号中提取出结构等效机械阻抗。试验验证了利用结构等效机械阻抗来进行结构损伤识别研究的可行性和有效性。(4)基于获取的结构等效机械阻抗,提出了一种结构损伤敏感因子,建立了多传感器数据融合的损伤定量识别方法。开展直管道与K型管结点模型试验。从实测电导纳信号中提取结构等效机械阻抗和结构损伤敏感因子,提出了损伤指数RMS D,探讨与损伤类型相对应的RMSD指数变化规律,定量地描述管道结构局部损伤的发展过程以及发展程度,并判断管道损伤的位置。试验中,通过合理布设机电阻抗传感器网络,为利用多个传感器数据定量识别直管道与K型管结点中裂纹损伤提供基础。