构件变形是研究工程结构长期性能问题的关键指标之一,服役条件下的桥梁构件不仅承受多种使用荷载和自然荷载,当桥梁处于南方及沿海地区时,还需考虑湿热、盐雾等复杂环境的耦合腐蚀作用,因此研究服役环境下的构件变形具有重要意义。由于复杂环境下传统构件变形的测量方法存在操作复杂、易受干扰、易产生人为误差等诸多问题,引入新的测试方法刻不容缓,而数字图像相关（Digital Image Correlation,DIC）方法具有非接触、操作简单、抗干扰能力强、高精度、全程智能化测量等特点。本文依托国家自然科学基金重大科研仪器研制项目“复杂环境下结构疲劳试验系统研制”（No.11627802）,以混凝土试件、RC梁构件为对象,开展基于DIC方法的构件变形测量方法的研究。本文的主要工作内容和结论如下:（1）在调研国内外DIC测试方法及其在试件变形测量研究的基础上,总结了影响DIC方法精度的相关因素,分析了恶劣环境下构件变形DIC测量的图像采集存在雾气、雨水等干扰问题。（2）依托省部共建山区桥梁及隧道工程国家重点实验室的环境/荷载耦合加载试验平台搭建了3D-DIC监测系统,针对混凝土圆柱试件,开展了试验箱内外三维重建试验以及高温湿热环境中的温度变形试验,以得到试件的热膨胀系数;针对RC构件,在DIC监测系统的基础上利用自平衡反力架分别开展了环境箱内无环境、盐雾环境、淋雨环境下的静力加载试验,以测得构件的挠度、裂缝的高宽值。（3）针对腐蚀环境下光源不足、雨水及雾气影响提出了有针对性的DIC图像处理方法与技术措施。复杂的腐蚀环境下会影响DIC测量精度与图像识别精度,针对环境箱内光线不足的问题,在环境箱内布设了LED灯带以提高箱内亮度;针对淋雨、湿热环境下观测玻璃视窗上附着水珠、试件表面附着水珠与水流等问题,提出了一种图像处理的多尺度卷积神经网络算法去除雨水的影响;针对盐雾环境下的浓雾干扰问题,提出了一种基于暗通道的物理模型复原算法对图像进行去雾处理。（4）通过试验研究与数值模拟,进一步验证了腐蚀环境下DIC利用多尺度卷积神经网络与基于暗通道的物理模型复原算法进行图像处理的良好效果,拓展了DIC方法在复杂环境试验中的应用范围。混凝土试件环境箱内外的三维重建结果对比表明,在多层玻璃视窗影响下的试验精度基本满足要求;高温湿热下混凝土热变形试验结果表明,构件热膨胀系数与理论值符合较好,RC梁试件在极限弯矩Mu内DIC实测挠度、裂缝宽度与高度值在一定范围内与计算值符合较好。利用ABAQUS软件对RC梁试件静力加载进行有限元模拟,通过数值模拟和DIC实测结果对比分析,可知试件受压区一直处于弹性状态,梁在开裂后模拟值与实测值挠度趋势较为一致。