为了适应国家经济发展要求，推动清洁低碳的新能源体系建设，在水资源丰富的西部高烈度地区修建高坝大库是国家水电开发战略的大势所趋[1]。土石坝对地形适应能力强、抗震性能好，得到了广泛的应用。为了适应地形特征，土石坝的坝高逐渐增加，例如200 m级的长河坝（240 m）、300 m级的双江口（315 m）[2]。高坝的抗震安全成为工程建设过程中不可忽视的问题。
随着工程安全意识的提升，大坝的极限抗震能力成为评估其抗震安全性能的关键焦点，众多学者在该领域进行了广泛研究[3-4]。然而迄今为止，相关研究主要依赖于确定的地震动输入。赵剑明等[5]采用设计和校核地震场地波提出了基于稳定、变形、面板防渗体系安全的极限抗震能力分析方法并建议了安全评价标准；陈生水等[6]基于有限元动力时程法，通过调整峰值加速度实现对地震动强度的控制，并结合震害调查建议了高土石坝地震安全控制标准。邹德高等[7]输入实际工程场地谱的人工波，结合实测资料建议了土石坝的极限抗震能力评价量化指标。上述研究均未考虑地震动不确定性对极限抗震能力的影响，但是研究表明随机荷载对大坝动力响应影响较大[8-9]。因此，将可靠度理念引入大坝极限抗震能力研究有重要意义。
本文利用谱表达-随机函数的方法生成非平稳随机地震动，建立面板堆石坝和心墙堆石坝二维有限元模型。将等价极值思想和概率密度演化法相结合获取了大坝随机动力响应极值的概率信息。最后，以坝顶震陷率和坝坡累计滑移量为安全控制指标，基于超越概率等值线图以及安全控制指标-PGA-超越概率关系表，从概率角度进行高土石坝的极限抗震能力评估。
本文在随机动力分析的基础上，探究了坝顶震陷率和坝坡累计滑移量两个变形指标的相关关系，建议了大坝安全控制标准。利用概率密度演化法，从概率意义上提出了评估土石坝极限抗震能力的新方法。主要得到以下3点结论。
（1）大量的随机动力有限元模拟结果表明，震陷率与累计滑移量指标之间符合逻辑斯蒂增长模型。
（2）结合工程震害实例，高面板堆石坝和高心墙堆石坝的安全控制标准建议采用0.8%和0.9%的震陷率，依据震陷率与累计滑移量之间的拟合曲线可以确定两种坝型的累计滑移量的安全控制标准分别为153，205 cm。
（3）利用安全控制标准-PGA-超越概率表和超越概率等值线图，确定了250 m规则面板坝和心墙坝模型的极限抗震能力分别为0.7g~0.75g和0.8g~0.85g。基于震陷率指标确定的极限抗震能力更严格，是高土石坝极限抗震能力的主要控制因素。
需要注意的是，本文提出了评估大坝极限抗震能力的新方法，实际工程的极限抗震能力还受到模型参数、地震动参数等因素影响，还需要结合实际情况计算、检验。在后续的研究中，将坝体堆石料参数的不确定性引入大坝极限抗震能力评估也具有重要意义。
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