本文利用大坝安全监测资料、大坝监控模型以及结构计算方法，结合协同学方法、熵理论、突变理论、粗集理论、最小二乘支持向量机、区间数学等理论和方法，对混凝土大坝运行期的变形监控指标的相关问题进行了研究。主要研究内容如下： (1)应用协同学中的有序化分析方法，定义了混凝土大坝应力序参量有序度、裂缝序参量有序度和结构整体势函数，根据大坝受力特点，将应力有序度、裂缝有序度以及势函数作为判别标准，提出了大坝变形三级监控指标的划分方法。 (2)研究了粗集理论和约简方法，利用变精度粗集理论对可能影响大坝安全的薄弱部位进行粗集约简，计算了约简因素集中各影响因素的粗糙隶属度，根据粗糙隶属度大小确定了最敏感的薄弱部位；应用数值仿真方法和最小二乘支持向量机分析了大坝敏感部位在不同荷载组合下的效应，据此确定大坝控制荷载组合。 (3)针对混凝土大坝弹性参数的时变性特点，研究建立了空间场时变确定性监控模型。应用该模型，研究拟定变形一级和二级监控指标；并在对大坝参数进行敏感性分析的基础上，应用大变形粘弹塑性模型拟定变形三级监控指标。 (4)在传统监控模型研究的基础上，引入区间分析方法，提出了大坝的区间统计模型、区间混合模型、区间确定性模型和粗糙神经网络模型，并用上述模型对大坝参数进行区间反分析和区间变形监控指标的拟定。 (5)研究了协同学和信息熵理论，据此提出了能描述混凝土大坝整体变形有序性的空间场变形熵表达式，并从理论和应用两方面进行了具体分析。此外，应用小概率法和熵理论，研究并拟定了空间场变形熵监控指标。