我国是世界上水能资源最丰富的国家之一。为充分发展及利用这些水能资源,随着“十三五”计划的颁布,国务院提出加快172项重大水利工程建设,到2020年我国将建成水库大坝9.8万座。在突发极端荷载作用下,大坝受到地震荷载作用影响,很可能有重大损伤的情况发生,当地震荷载超过大坝自身的极限抗震能力时,甚至会发生更为严重的溃坝,以此将会引发下游城市及地区相当严重的次生灾害,因此针对在极端地震荷载作用下大坝的响应行为、潜在的失效模式研究,大坝受突发地震荷载作用后的安全性评估,是我国防震减灾重大工作中重要内容。在国家自然科学基金项目（51309143）、三峡大学硕士论文培优基金（2017YPY020）的资助下,本文建立了以粘弹性边界法和流固耦合法为基础的坝体–地基–库水相互作用的重力坝抗震分析模型;基于增量动力分析法,研究了重力坝的极限抗震能力、坝体损伤破坏机理及潜在的失效模式。主要研究内容如下:1)采用粘弹性边界法模拟坝体–地基相互作用,建立了考虑无限地基辐射阻尼效应的分析模型,对比传统的无质量地基法,坝体动应力峰值比传统的无质量地基固定边界模型计算结果降低了10%～30%。采用流固耦合法模拟坝体–库水相互作用,对比传统的附加质量法,坝体动应力峰值降低了10%～20%。通过两种方法在ABAQUS软件上的实现,建立精确高效的重力坝坝体–地基–库水抗震分析模型。2)建立基于附加质量法和无质量地基法的传统坝体–地基–库水抗震分析模型和基于流固耦合法和粘弹性边界法的坝体–地基–库水抗震分析模型,后者的动力峰值响应减小30%左右。基于扩展有限元理论,以粘弹性边界法和流固耦合法建立的混凝土重力坝裂纹扩展模型其结果与实际振动台裂纹扩展位置更为接近,说明基于新方法的重力坝抗震分析模型较传统方法可以更精确地模拟坝体非线性裂纹扩展过程。3)基于增量动力分析法,分别以地面峰值加速度（PGA）作为地震强度指标,以坝顶相对位移作为结构性能参数的指标。通过粘弹性边界法和流固耦合法建立坝体–地基–库水相互作用的重力坝抗震分析模型,评估混凝土重力坝抗震性能。以Koyna重力坝为例,选取16条地震记录,利用分位分析方法,针对不同保证率的PGA,新模型总体安全冗余度高于传统模型10～20%左右,说明以传统方法建立的抗震分析模型的计算结果一定程度上偏于保守。4)基于增量动力分析法,引入3种坝体相对位移角作为结构性能参数的指标DM。以粘弹性边界法和流固耦合法建立坝体–地基–库水相互作用的重力坝抗震分析模型,评估金安桥混凝土重力坝抗震性能,金安桥大坝的功能保障MDE水平约为0.35g,安全保证MCE水平约为0.47g,表明该大坝具有84%保证率下的安全冗实度还有25%,满足安全保证水平的可能性较高。坝顶到折坡处关键部位的相对位移角中各性能水平对应的PGA的性能水平均与大坝整体抗震性能水平保持一致,说明重力坝下游折坡部位的安全性决定着大坝整体抗震水平。5)金安桥大坝的破坏模式大致可分为以下5类:坝头下游折坡部位破坏,裂纹向上游面斜向下扩展形成贯穿性裂缝（下游折坡处所对应的上游面同高程处,裂纹斜向上扩展至下游折坡处）;坝踵部位与坝基交界处破坏,裂纹沿坝基交界面向下游扩展;上游面折坡处破坏,裂缝水平向下游面扩展;坝体下游面碾压分区交界处破坏,裂纹向上游面以大约45°斜向下扩展形成贯穿性裂缝;廊道顶应力集中部位破坏,该处裂纹与碾压分区裂纹汇合形成贯穿坝体的裂缝。6)金安桥大坝的功能保障水平约为0.42g左右,其功能保障水平基本由坝头下游折坡处的裂纹扩展长度决定;安全保证水平约为0.60g左右,其安全保证水平基本由坝体下部的上游折坡处裂缝及坝头中部的碾压分区裂缝长度决定。