我国大多数混凝土重力坝已步入高龄阶段,受长期的固-液-气耦合赋存环境所充斥诸多不确定性因素的影响,其结构自身出现了不同程度老化和劣化问题,加之自身的天然缺陷问题,使得这些工程存在着较大的安全隐患。此外,我国病险库坝的补强和修缮将成为一项常态化工作,虽补强加固措施能在一定时间内提升大坝结构整体服役性能,但其难以阻止筑坝材料老化和坝体结构性能演化进程。为此,结合我国混凝土重力坝现状,通过考虑混凝土重力坝结构不确定参数的经时变异性和补强加固对其服役稳定安全性的综合影响,开展补强混凝土重力坝时变服役稳定安全性的评估和预测方法的研究,将对混凝土重力坝的运行维护和除险加固决策方面具有重要的指导意义。本文拟借助数值模拟技术与方法、区间数学理论、中央抽样技术和区间反演等方法和理论基础上,以某高龄补强混凝土重力坝原型监测资料和设计资料为依托,考虑补强混凝土重力坝功能函数的高度非线性和参数随机性,充分挖掘和提炼长序列原型监测数据所蕴含信息,拟开展考虑参数经时变异的补强混凝土重力坝概率和非概率分析方法研究,依此为多病险除控实践下现役混凝土重力坝稳定安全性实施评估和预测,主要内容如下:(1)在对混凝土重力坝系统主要失效路径与失效模式的机理论述基础上,借助蒙特卡罗法和响应面法优势,融合时变可靠性理论提出了一种混凝土重力坝概率可靠度计算的响应面-蒙特卡罗法,结合某实际工程,开展了该大坝强度和抗滑稳定可靠性的安全评估,并考虑大坝结构参数的时变特性,实现了其服役性能的演化规律合理预测。(2)考虑传统可靠性理论应用于混凝土重力坝安全评估过程中,受其功能函数的高度非线性、非显性和计算结果过敏感等因素而制约的问题。基于凸模型发展了适于混凝土重力坝单元和体系的非概率可靠指标计算方法,研究了混凝土重力坝主要失效路径和失效模式识别的技术,集成监控模型和区间理论发展了一种混凝土重力坝区间参数界限的反演方法,在此基础上,研究一种基于响应面法的混凝土重力坝非概率可靠指标计算方法,结合实例工程实现了多失效模式下混凝土重力坝体系稳定安全性的有效评估。(3)在对混凝土重力坝体系非概率可靠性分析基础上,研究了补强加固措施对混凝土重力坝服役性能的影响机制,同时运用时变理论构建了补强混凝土重力坝时变非概率可靠性计算模型,探研了经补强混凝土重力坝时变非概率可靠指标计算的实用方法,结合某现役补强混凝土重力坝工程,考虑参数经时变异性和多种除控措施实施等双重因素影响,从非概率角度剖析了病险除控措施实践和材料老化衰减对混凝土重力坝服役可靠性的双重贡献。