我国碾压混凝土坝多位于高地震烈度的西南地区，在地震作用下大坝一旦发生破坏，将不仅影响大坝结构自身的安全稳定运行，而且可能带来难以估量的次生灾害。因此，有必要开展碾压混凝土坝地震安全分析研究。碾压混凝土坝地震安全分析可从地震易损性和地震风险两方面进行研究，其中，地震易损性分析可预测各级地震荷载作用下碾压混凝土坝达到或超过不同破坏等级的概率，地震风险分析可分析地震作用下碾压混凝土坝破坏导致的经济损失、生命损失和社会环境影响。现有研究中碾压混凝土的物理力学参数通常按照设计规范取值，忽略这些参数的空间变异性对地震动力响应分析精度的影响。碾压混凝土的压实质量空间分布可表征其物理力学参数的空间变异性，因此本文在分析碾压混凝土材料特性及施工特点的基础上，开展考虑压实质量影响的碾压混凝土坝地震易损性及地震风险分析的研究，可以为坝体结构地震安全评价和灾害损失评估提供依据,取得了如下的主要结论：
　　(1)针对目前多元线性回归、反向传播神经网络等碾压混凝土坝压实质量评价模型难以揭示压实质量与其影响参数的高维非线性关系，从而导致模型的精度、泛化能力和鲁棒性等有待提高的问题，提出基于自适应灰狼优化随机森林算法的压实质量评价方法，应用自适应灰狼优化算法为基础对随机森林进行参数寻优，提升模型的精度、泛化能力和鲁棒性。通过工程实例分析表明，与常用反向传播神经网络模型、随机森林模型和多元线性回归模型相比，所提出的基于自适应灰狼优化随机森林算法的压实质量评价模型的均方误差分别降低了63.4%、46.1%、48.8%，相关系数分别提高了38.4%、14.7%、12.2%。
　　(2)针对目前碾压混凝土坝地震动力响应分析中未考虑压实质量影响的不足，基于混凝土塑性损伤模型构建压实度与物理力学参数的关系模型，并结合分层分仓数据建立考虑材料物理力学参数空间变异性的有限元模型，分析了压实质量对碾压混凝土坝地震动力响应的影响。通过工程实例分析表明，考虑压实质量影响时，碾压混凝土坝应力、坝顶位移、损伤区域等地震动力响应均会增大，不利于坝体安全稳定。
　　(4)针对目前碾压混凝土坝地震易损性分析中破坏指数计算、破坏等级划分无法综合反映坝体整体破坏情况不足，以及地震易损性常用的IDA方法存在地震动强度增量步长选取困难的问题，提出了基于改进IDA方法的碾压混凝土坝地震易损性分析方法。通过工程实例分析表明，通过本文提出的方法可以分析考虑压实质量影响时，碾压混凝土坝在不同等级地震荷载作用下发生各个等级破坏的概率。
　　(5)针对目前碾压混凝土坝地震经济损失计算中缺乏考虑经济价值不确定性以及尚未考虑极端地震荷载作用下出现溃坝洪水冲击时不同类型建筑经济损失率的不足，建立基于三维溃坝洪水模拟和改进盲数理论的地震经济损失计算模型，并开展了生命损失及社会环境影响研究，实现了碾压混凝土坝地震风险评价。通过工程实例分析表明，通过本文提出的方法从经济损失、生命损失、社会环境影响三个方面对碾压混凝土坝地震风险进行定量评价。