工程结构的安全性一直是备受关注的问题。随着我国经济的持续增长以及人民生活水平的不断提高，基础建设的规模日益扩大，一大批工程结构，尤其是大型公共建筑、大跨度桥梁、大型水利枢纽以及海洋平台等得到兴建。这些重大工程结构一旦遭遇突发性的偶然荷载（如地震、爆炸、台风等）很可能会造成严重的损坏，从而引起巨大的人员伤亡和经济损失。因此，保障它们的安全运营具有重要的社会、经济意义。另外，目前有相当数量的旧有在役工程结构，随着服役时间的增长，不可避免地受到环境荷载、疲劳、腐蚀、老化等因素的影响，从而导致其产生累积损伤和一定的安全隐患。因此，这类结构同样需要适当的技术或方法以对其安全性做出准确及时的评定。而基于振动的结构损伤识别技术目前认为是实现上述目标的最佳途径，其主要通过从结构振动信号中提取出具有明确物理意义的损伤信息（指标）来对结构整体的损伤（安全）状态进行监测、识别、评估和风险预警。在过去二十年里，损伤识别技术发展迅速，取得了大量有价值的成果，但如何确定能满足预期特性要求的损伤指标一直是该技术发展中的难点，也是研究人员不懈追求的目标。　　本文综合应用信号处理、系统辨识及波动理论的基本技术原理，探讨具有时变特性的损伤指标的建立方法，主要开展的工作包括：　　（1）基于反应预测的结构损伤识别方法。在相同的外界激振下，结构的弹性（无损伤状态）反应和弹塑性（有损伤状态）反应有明显差异，将此差异进行适当处理后可用来提取损伤指标。论文首先利用结构弹性（无损伤）状态下的频响函数预测相应弹塑性（有损伤）状态下的结构反应，然后用小波变换技术对弹塑性（有损伤）状态下结构的预测反应和实际反应的差值进行适当处理，最后根据处理后的信号的能量算子来定义损伤指标。通过四个算例证明：该方法不仅可以判断结构损伤的发生时间及位置，而且可以揭示损伤的发展过程。　　（2）基于瞬时波数的结构损伤识别方法。根据波动理论，波数是刚度和质量的函数，结构一旦发生损伤，必将引起相应位置波数的变化。因此，可将波数作为判断结构损伤状态的指标。论文从波动理论出发，首先推导了波数的计算过程，然后建立了利用时变VARMA模型识别结构的模态参数并计算瞬时波数的方法，最后将瞬时波数作为指标来评判结构的损伤情况。同样，论文通过四个算例验证了该方法的适用性。　　论文从振动信号信息提取的角度提出了两个具有时变特性的损伤指标以进行结构损伤识别的尝试与探索。分析结果表明，两个指标具有较好的适用性、损伤敏感性和抗噪性，能较为精细地揭示结构损伤（包括多处损伤）的发生时间、先后次序、严重程度及累积发展过程等细节，这为其与结构健康监测和振动控制等技术的共同应用奠定了基础。　　最后，论文对主要工作和结论进行了总结归纳，指出了其中的不足及后续研究方向。