隧道安全是关系到人们生命安全和社会经济活动正常运行的重大问题，因此，在隧道建设过程中对隧道的监测技术提出了更高的要求。以布里渊散射光时域反射技术(Brillouin Optical Time Domain Reflectometry，简称BOTDR)为代表的全分布式光纤传感技术已开始应用在隧道等岩土工程结构的健康监测中，显示出巨大的优越性和广阔的应用前景。本论文结合具体工程，取得了如下成果:　　(1)在分析了我国隧道建设现状的基础上，对隧道安全监测的重要性、隧道变形监测的内容及常用的监测技术和方法进行了探讨，并指出了传统隧道监测技术和方法的不足。　　(2)分析了分布式光纤传感技术（Distributed Fiber-Optic Sensor，简称DFOS）用于隧道安全监测的可行性，并介绍了BOTDR的监测原理及特点，分析了该技术用于隧道变形监测的独特优势。　　(3)研发出了基于BOTDR的土质隧道分布式光纤径向直埋监测技术，并详细地介绍了该种技术应用中的光纤布设、施工工艺和流程等关键步骤。　　(4)由正交试验并结合浆液流动性和固结强度，成功研制出了一种新型水泥-膨润土注浆耦合材料，该材料的力学和工作性能均满足了现场施工的要求，并在实际工程中得到了验证。　　(5)光纤和浆液固结体界面的摩阻力是受多种因素影响，如养护时间、外加压力、法向应力、光纤类型等，其中养护时间、外加压力和法向应力间为正相关关系，而光纤类型与其它因素间的关系比较复杂。　　(6)研究成果成功地应用到了京石隧道石家庄段的土质隧道变形监测，监测结果与实际隧道开挖变形相吻合，证明了分布式光纤径向直埋监测技术应用于隧道土体内部变形监测的可行性，也验证了新型水泥-膨润土注浆材料可满足光纤和土体间的协调变形，保证了监测结果的正确性。