随着我国水电能源的不断发展,混凝土面板堆石坝(简称面板堆石坝)以具有较强的适应性、经济性、安全性等优点,广泛应用在我国强震频发的西部地区。这些大坝一旦失事,将会造成无法估量的损失,因此地震作用下面板堆石坝的安全管理问题一直受工程界关注。其风险等级及风险预警机制的研究作为大坝安全管理的延伸,主要包括地震作用下大坝破坏模式的识别、大坝失效概率的计算、风险等级的划分、预警机制的构建以及应急响应措施的制定等。因此深入地研究地震作用下面板堆石坝风险等级及风险预警机制,可为我国强震区的面板堆石坝以及其它土石坝坝型的抗震设计、地震风险评价以及地震风险决策提供理论依据和技术支持。首先,本文归纳总结了地震作用下土石坝的主要破坏模式及其成因,例举了国内外经历地震的土石坝的震害资料并进行简单分析,阐述其地震破坏的成因,经分析可知坝体变形与坝坡失稳是土石坝最常见的地震破坏模式。其次,本文以坝体出现裂缝作为判断坝体变形破坏的依据,采用倾度法和可靠度中心点法,将坝体变形倾度作为抗震安全控制指标,对坝体变形进行可靠度分析:采用极限平衡法和可靠度相对安全率法,对坝坡稳定进行可靠度分析。综合这两种常见的地震破坏模式,建立了面板堆石坝的地震失效概率的计算方法,并以紫坪铺面板堆石坝为例,应用该方法分析了该坝的地震失效概率,并验证其方法的可行性。再次,本文从生命、经济、社会环境3个方面分析了大坝的风险损失。基于面板堆石坝地震失效概率计算模型,利用国际上广泛应用的F-N风险标准曲线,结合ALARP准则,制定了地震风险等级矩阵,将地震作用下的面板堆石坝从高到低划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ4个等级来评估其地震风险,从而为大坝抗震设计、地震风险控制及地震风险预警机制的建立提供参考。再以紫坪铺面板堆石坝为例,应用该地震风险评价准则对其进行地震风险分析。最后,本文对大坝风险预警的基本概念、目的与原则进行了概述。根据预警系统的三维结构图,阐述了面板堆石坝地震风险预警的基本要素,构建了大坝地震风险预警机制的运作流程。结合面板堆石坝地震风险等级,划分了地震风险预警等级,并探讨了符合我国国情的大坝地震风险应急响应措施。