20世纪50年代以来,国内外在强地震区建造的土石坝日渐增多。今后几十年,特别是在中国,将有更多的土石坝在强地震区兴建,从而使这一工程的抗震技术日益受到关注。土石坝的抗震设计存在大量的不确定性,包括土性参数的不确定性、计算模型参数的不确定性、模型尺寸的不确定性以及地震荷载的不确定性等等,以往的设计中,工程设计人员常常把实际工程中的这些不确定性归结为一个确定性的安全系数上,对于静力计算通常会预留出较富裕的安全储备,但对于随机性很强的地震作用,安全系数很高的土石坝可能因为一次地震作用就出现永久性的破坏,这与地震动的峰值加速度、卓越周期以及持时都有很大关系。本文基于传统定值设计法的不足,考虑地震动的随机性,用可靠度指标评价土石坝的安全程度。同时,文中对比了多种传统可靠度计算方法,认为以往的可靠度分析方法主要分为静力和动力两类,静力可靠度方法多用来解决材料参数以及方法本身的不确定性,对于地震动的随机性,往往不能独立使用；动力可靠度方法主要是基于随机振动首次超越概率理论提出的可靠度计算公式,这种方法应用理论多、难度大、成果较少且计算过程复杂。鉴此,本文引用了一种解决土石坝地震可靠度的简便思路—响应极值分布法,通过考察土石坝地震响应极值的概率分布,给出了土石坝在一系列符合某场地地震统计特性的地震动作用下结构直观的失效概率和可靠度指标。在此思路基础上,本文做了以下几项工作：(1)通过时域和频域内双重非平稳性的地震动模型,人工合成了大量峰值加速度满足某种分布规律的随机地震波,考察了某些土石坝地震响应(坝顶加速度反应、加速度放大倍数、坝坡安全系数、坝体竖向永久变形)的概率分布,分析了地震参数(震级、震中距)对这些响应分布的影响情况。(2)将坝坡最小安全系数的分布拟合为概率密度函数,计算了土石坝坝坡地震作用下的失效概率和可靠度指标,列出了最小安全系数不同的临界值下土石坝的失效概率参考值。(3)将土石坝坝顶竖向永久变形量的分布拟合为概率密度函数,计算了土石坝由于震陷而导致的失效概率和可靠度指标,用《水利水电工程结构可靠度设计统-标准》中可靠度指标的参考值,对土石坝给出危险性评价。