本发明公开了一种地基处理工程结构物理参量识别系统及方法，包括载纤钢桶，载纤钢桶的中心设有内穿芯槽，在载纤钢桶内沿内穿芯槽的中心圆周分布有至少三个温感孔，温感孔内安装有温度监测用传感光纤，在载纤钢桶的外表面圆周分布有至少三个固定轴，固定轴通过圆弧状的安装板安装在载纤钢桶上，固定轴的中心套有螺杆，螺杆一端设有螺帽，另一端依次安装有突弧弯、挡圈和螺母，突弧弯上设有卡纤孔，卡纤孔内安装有应变监测用传感光纤。本发明基于单元体层面性态监测装置的本体和层面材料差异性等对温度应变产生影响的等效温度线膨胀系数、比热等参数确定的识别方法，大大提高了监测的能力，极好地满足了实际地基处理工程结构性态诊断的需求。