混凝土面板堆石坝（简称面板坝）因具有对自然环境的高适应性、施工便捷、造价低、抗震性能好等诸多优势,已成为最有发展前景的坝型之一。近年来,为了解决经济发展与资源分布的高度不平衡,实现东、西部经济发展与资源共享,我国在西部地区相继兴建了一大批面板坝。随着经济、科技、施工技术与设备的快速发展,逐步实现了坝高由100m级向300m级跨越。然而,西部地区的水电工程多处于喜马拉雅-地中海地震带上,地质、地形条件复杂,地震频发、强度大,一旦发生溃坝将导致灾难性的后果。因此,确保大坝地震安全是工程建设的重中之重。面板坝在建设和运行的过程中存在大量的不确定性,主要包括筑坝材料参数与地震动的不确定性。随着相关分析理论和方法的不断发展,可靠度分析方法已成为岩土工程领域分析各种不确定因素对工程安全影响和评价的重要手段。目前面板坝坝坡稳定可靠度研究主要存在以下问题:1)传统坝坡稳定可靠度分析多基于二维模型,然而高坝建于高山峡谷之间,具有明显的三维河谷效应,采用二维模型分析坝坡稳定不尽合理,也难以确定有效的加固范围;2)堆石料强度是影响坝坡稳定的关键指标,其强度参数间存在相关性,因此建立堆石料强度联合概率分布模型是极为必要的。然而面板坝工程试验数据有限,在有限的数据条件下只能确定参数的相关系数和边缘分布函数,无法唯一确定堆石料强度联合概率分布函数;3)筑坝堆石料具有强非线性,传统概率分析方法已不再适用。因此,建立适用于面板坝工程不确定性问题的概率分析方法,提高坝坡稳定静、动力可靠度分析的精度与效率,对面板坝坝坡安全分析具有重要的意义。针对上述问题,本文基于三维坝坡静、动力稳定分析,结合Copula理论合理表征堆石料强度参数的相关非正态特征,采用功率谱和随机函数方法生成随机地震动,发展了适合面板坝工程的静、动力概率分析方法。基于堆石料强度参数随机、强度参数与地震动耦合随机两个方面,开展面板坝三维坝坡静、动力稳定可靠度研究,为合理评价坝坡稳定与抗震性能提供理论指导和科学依据。本文的主要工作如下:（1）提出了考虑参数与地震动随机性的三维边坡静、动力稳定可靠度分析方法。基于径向基神经网络,建立了考虑参数随机的三维边坡静力可靠度分析智能响应面法;基于广义概率密度演化理论,建立了考虑地震动随机的三维边坡动力稳定可靠度分析方法;并验证了两种方法在岩土工程结构可靠度分析中的适用性;为后续考虑参数随机及参数与地震动耦合随机的面板坝三维坝坡稳定可靠度分析奠定了基础。（2）提出了基于Copula函数的筑坝材料强度联合分布模型。收集整编了国内外124座土石坝工程的1257组筑坝材料强度参数,并将数据进行分类;基于数理统计分析方法,系统开展了强度参数分布模型及相关性表征的研究;分析了边缘分布函数与Copula函数对筑坝材料强度联合分布模型的影响。（3）提出了基于智能响应面的面板坝三维坝坡静力稳定可靠度分析方法。在不完备概率信息条件下,基于Copula理论建立了堆石料强度联合概率分布模型;定义了坝坡静力稳定可靠度,引入了基于蒙特卡洛模拟法（MCS）的边坡失效概率计算公式,提出了面板坝三维坝坡静力稳定可靠度分析的智能响应面法,并验证了所提方法的可行性与有效性;基于所建的智能响应面,揭示了 Copula函数类型与样本数量对坝坡静力稳定可靠度的影响规律。（4）构建了考虑堆石料强度参数随机性的面板坝三维坝坡动力稳定可靠度分析方法。以三维面板坝为例,验证了该方法的有效性;揭示了不同堆石料强度联合分布模型对坝坡动力稳定可靠度的影响规律;分析了 Copula函数类型对坝坡动力稳定可靠度的影响。（5）发展了考虑堆石料强度参数与地震动耦合随机性的面板坝三维坝坡动力稳定可靠度分析方法。以三维面板坝为例,验证了该方法的有效性;揭示了不同堆石料强度联合分布模型对坝坡动力稳定可靠度的影响规律;分析了 Copula函数类型对坝坡动力稳定可靠度的影响;系统比较了参数随机性、地震动随机性、参数与地震动耦合随机作用下的坝坡动力稳定可靠度的差异。