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橡胶隔震支座因其良好的隔震耗能作用在房屋和桥梁等结构的隔震与抗震中广泛应用。掌握支座在施工和服役阶段的健康状态,实现隔震支座的智能化和实时监测将是未来的发展方向,对保障支座服役性能和人民生命财产安全具有重要意义。传统传感器因其与橡胶相容性差、变形能力低和抗破坏性能不足等,难以开展支座性能的监测。然而,导电橡胶复合材料具有大变形、抗破坏、易加工等特点,有望成为监测橡胶隔震支座施工和服役性能的传感材料。本文以多壁碳纳米管（MWCNT）/天然橡胶（NR）复合材料为研究对象,在MWCNT/NR复合材料制备工艺-结构-性能、传感特性优化、不同加载方式和环境下的电阻-应变响应特性及理论模型建立等方面进行系统性研究。主要研究工作如下:1.基于叠层硫化工艺设计制备了灵敏度良好（＞27）和应变敏感范围大（＞200%）的MWCNT/NR复合材料,探讨了该工艺对MWCNT/NR复合材料微观形貌、力学性能、导电及传感特性的影响,解释了不同应变阶段电阻-应变响应机制,采用数字图像相关方法分析表明肩峰现象的产生与复合材料变形回复能力相关。2.从宏观和微观两方面系统研究了分散工艺（双辊法、絮凝法和溶液法）对MWCNT/NR复合材料分散性能、力学性能、导电性能、传感特性和填料-基体界面相互作用的影响,结果表明,双辊法构建了分隔导电网络结构,有效减少了MWCNT的团聚和堆叠,制备了低渗流阈值（～1 wt%）、高灵敏（974.2）和大应变（＞100%）MWCNT/NR复合材料,且展现出良好的电阻-应变响应稳定性、对称性、重复性和耐久性。在MWCNT含量大于3 wt%时,双辊法制备的复合材料力学性能随含量的增加而增强。相比于强界面作用,良好的分散和优异的导电网络对复合材料力学性能和力电响应的提升贡献更大。基于隧道效应理论,分析了不同分散工艺下MWCNT/NR复合材料的电阻-应变响应机制。3.优化了MWCNT/NR复合材料电阻-应变响应,改善了该复合材料电阻-应变响应线性度和迟滞行为,提升了MWCNT/NR复合材料传感响应均一性、单调性和对称性,降低传感响应肩峰效应。基于微观分析和分子动力学方法,讨论优化对导电网络结构的影响,表明预拉伸增大,导电网络结构沿着拉伸方向取向增大,且大的预拉伸量将导致基体滑移及导电网络的不可逆破坏和拉离,造成灵敏度大幅衰减。4.探索了拉伸和压缩间歇加载下MWCNT/NR复合材料的传感响应连续性,随着间歇时间的增加电阻变化幅值趋于稳定,所建立的理论模型能有效预测该幅值变化规律。探究了恒压缩应变对MWCNT/NR复合材料压缩电阻-应变响应的影响,结果显示,MWCNT/NR复合材料电阻-应变响应稳定性、重复性、单调性、对称性和肩峰效应依赖恒应变载荷;不同脱层形式下MWCNT/NR复合材料表现出不同的压阻行为,结合Digimat和Workbench模拟软件,探明了压缩状态下类似于双向“负泊松比”结构的响应机制。建立压缩循环电阻-应变响应数学模型,有效表征了循环电阻-应变响应关系。5.在压缩加载模式下,探讨温度对MWCNT/NR复合材料电阻-应变响应的影响,展现出温度对该复合材料电阻-应变响应的强烈影响,阐明热波动是造成导电性能变化的主导因素。研究了加载频率对MWCNT/NR复合材料电阻-应变响应影响,该复合材料力电响应展现出宽的频响范围,且电阻-应变响应逐渐独立于加载频率,较大的加载频率易形成强的肩峰现象和低的灵敏度。6.系统地分析了剪切荷载作用下MWCNT/NR复合材料的传感特性,结果表明:MWCNT/NR复合材料在剪切加载下表现出良好的力电响应行为,且大剪切幅值造成强烈的电阻-应变滞后效应,减弱MWCNT/NR复合材料电阻幅值的衰减,而大剪切速率引起严重的电阻幅值衰减和导电网络损耗。结合连续介质力学理论,优化了循环电阻-应变响应数学模型,表征了剪切循环力电响应关系。本论文为MWCNT/NR复合材料在不同加载状态和环境下的应用提供实验支撑,对高性能导电橡胶复合材料的设计和制备具有指导意义,为实现MWCNT/NR复合材料在橡胶隔震支座健康监测中的应用奠定了研究基础。