修建水库大坝主要是为了提高下游保护区的防洪标准，利用水能发电，改善航运，为下游供水灌溉等，但是一旦大坝发生溃决失事，将产生严重的灾害。根据历史资料统计，国内外发生的溃坝事件中土石坝所占的比例在90%以上。本文以土石坝为对象，主要考虑漫顶、渗流破坏和坝坡失稳等破坏模式，采用结构图方法，建立复杂不确定条件下的土石坝安全响应仿真模型，计算分析土石坝的漫顶、渗流破坏和坝坡失稳三种模式下的耦合风险，主要研究成果有：（1）综合考虑坝体结构、自然气象、水库水位等复杂因素，提出了基于结构图方法的土石坝安全仿真建模方法。将土石坝安全响应系统分解为各个独立的动态环节，采用空间描述方法确定环节的基本变量和函数关系，进而确定环节的数学模型和结构图模型；采用MATLAB/Simulink平台耦合环节间的关系模型，连接各个环节结构图，建立不确定条件下土石坝水库-泄洪洞-下游河道仿真模型，为土石坝安全响应风险分析提供模型基础。（2）基于所建立的仿真模型，计算分析土石坝在漫顶、渗流破坏和坝坡失稳三种破坏模式下的安全响应机制。建立洪水-水库-泄洪洞-下游河道和水库水位-渗流分析计算模块，计算分析土石坝漫顶和渗流情况，并进一步结合Geostudio工具，建立土石坝的二维渗流模型，分析坝坡在不同工况下的稳定性，最终得到土石坝在不同因素作用条件下的安全风险信息。（3）在单因素分析的基础上，建立了多因素耦合作用下土石坝安全响应结构图仿真模型，实现土石坝安全风险总体分析评价。以洪水为输入环节，分析洪水与渗流、渗流与坝坡稳定性的耦合机制，建立综合结构图，计算土石坝在洪水过程的漫顶风险概率、渗流破坏风险概率和坝坡失稳风险概率；采用模糊层次分析法，通过分配给漫顶、渗流破坏和坝坡失稳的权重，计算大坝总的风险概率和；最后结合大坝阈值指标，评价大坝在不同破坏模式下的安全风险级别，给土石坝工程划分安全等级。