裂隙渗水在土木建筑和岩土工程中会引起突发事故的发生,因此,需要一种裂隙水压实时监控的传感器及系统。光纤光栅传感器具有体积小、对被测结构机械性能影响小、灵敏度高、耐腐蚀、易制作、便于组网、可实现分布测量等优点,在压力检测方面具有很好的应用价值。本论文结合矿山灾害预防控制省部共建国家重点实验室培育基地开放基金“矿山孔隙渗(水)压光纤光栅传感器及网络”及土建学院对岩体裂隙水压检测的联合项目,对自行设计的埋入式裂隙水压光纤光栅传感器进行了理论及实验研究,主要内容包括:1、论述了光纤光栅应力(应变)传感器结构及其在工程上的应用发展现状,按照传感器封装结构的不同,分类综述了现有光纤光栅渗(水)压传感器结构及各种传感器的发展现状。2、光纤光栅应力模型理论研究。以光纤光栅的耦合模式理论为基础,分别对光纤光栅轴向应变、切向应变、任意方向应变传感原理进行了理论研究,获得各方向应力光纤光栅传感理论模型。3、提出一种埋入式裂隙水压光纤光栅传感器结构,并对其受力情况进行了有限元仿真分析,其结果用于指导传感器尺寸、力传递材料参数设计。4、提出的埋入式裂隙水压光纤光栅传感器,采用聚氨酯作为封装的长为25mm,直径为5mm的圆柱体结构,柱体中间封装光纤Bragg光栅(FBG),两端分别布设出线口,水压通过弹性体材料聚氨酯传递给光纤光栅,带动FBG产生弹性形变,实现对水压的传感。5、传感器传感特性实验研究和传感器的制作。反复封装传感器,并通过实验研究其光谱特性、压力与波长漂移相关测试等,进一步优化传感器封装方案,实验结果表明,该结构传感器对外部压力具有较高的灵敏度,实验中最大值可达到12.135nm/MPa,并且具有很好的线性度等。6、裂隙水压相似材料模拟测试研究。选取三个不同中心波长的传感器构建了小型传感网络,埋设于被测相似材料中构成模型,并将传感模型安装到裂隙水压模拟测试机上,通过控制输入裂隙水压不同,模拟裂隙渗水和岩土变形情况,实验中,随着控制输入水压变化,传感器布拉格波长的漂移非常明显,获得了距离渗水入口端不同位置的水压分布规律曲线。