超弱光纤光栅（Ultra Weak Fiber Bragg Grating,uwFBG）不仅继承了传统光纤布拉格光栅（FBG）传感器特点,还具有复用容量大、机械性能好、易于成缆等优势,其单光纤上可容纳高达上万个传感单元,有效缓解了传感网络对容量的需求,在结构监测领域备受青睐。自2013年超弱光栅解调仪和拉丝塔光栅（Draw Tower Grating,DTG）在线制备技术获得突破后,深入研究uwFBG的封装结构及新应用成为热点。本文围绕uwFBG的封装结构及形变监测方法开展研究,提出一种耐腐蚀、刚性强的玻璃纤维增强塑料（Glass Fiber Reinforced Plastic,GFRP）的uwFBG（GFRP-uwFBG）封装结构,结合具体的制造工艺,从软件仿真和实验两方面分析GFRP-uwFBG的温度及应变特性;理论分析基于uwFBG的曲线重构算法及适用性,探索uwFBG应用于金属固支梁结构和滑坡模型内部土体的形变监测方法。本课题的主要研究内容如下:（1）研究了各曲线重构算法的原理,分析各种算法的误差来源和适用条件。阐述了各种曲线重构算法的数学原理,采用Lab VIEW或MATLAB编程实现了切角递推、斜率递推以及坐标变换等平面曲线的重构,以及正交曲率和三芯曲率空间曲线的重构,评估各种算法误差影响因素及适用条件。（2）建立了GFRP-uwFBG光缆ANSYS仿真模型,对GFRP-uwFBG光缆的温度及应变特性进行仿真和标定。结合GFRP-uwFBG光缆的制作工艺,采用ANSYS软件建立仿真模型,分析多层GFRP-uwFBG的温度及应变特性。采用水浴法对实际光缆进行标定,在温度范围14.83-44.10℃内,温度传感系数为17.864pm/℃,传感器温度线性度达到99.99%±0.005%;在应变范围0-3130,应变传感系数为1.247pm/,传感器应变线性度约为99.89%。（3）结合曲线重构算法,开展uwFBG传感阵列的结构形变监测试验。采用uwFBG传感阵列表贴在双端固支梁上获取其应变分布,采用改进切角递推算法进行应变-形变反演,重构出双端固支梁在不同荷载下的形变,与实测值的最大误差小于9.59%;设计了一种基于uwFBG的F-PPR测斜管,通过ANSYS仿真和应变片对比实验,验证F-PPR测斜管上uwFBG应变监测的准确性,将uwFBG传感阵列植入水动力型滑坡体模型内部,采用改进的平面坐标变换算法进行应变-形变重构,实时反演出F-PPR测斜管的形变。上述研究表明,uwFBG的GFRP封装结构具有较好的温度/应变特性,采用uwFBG能感测结构的应变分布,结合反演算法可以较好地获取结构的形变,可用于金属结构形变及滑坡体深部变形的监测。