因地质作用等造成天然岩土具有显著的空间不确定性,对大型工程的影响不可忽略,岩土工程不确定性研究方兴未艾,但受制于勘察技术、试验手段和分析方法,较难实现工程应用。论文尝试建立了基于数据处理、随机场分析和可靠性评价三个层次的岩土工程稳定和变形问题的随机场方法的应用体系,并在复理石边坡实际工程中进行了示范。数据处理中,划分岩土工程数据为特征数据、先验统计数据和后验统计数据,以摩尔库伦模型中刚度、强度和渗透参数为关键变量,根据其与岩土测试和水文地质测试指标转换关系建立随机场数据库,保留特征点参数,应用变差函数理论获得各向相关距离参数,基于卡洛南-洛伊变换展开在数值试验中复建二维和三维随机场模型,依据贝叶斯思想描述后验统计数据影响。随机场分析包括稳定和变形两类。采用有限元极限分析随机场和蒙特卡洛模拟研究稳定问题。建立二维特征随机场以研究层状边坡、基坑安全性和支护结构效能并考虑渗流和降雨作用,以随机柱为三维随机场模拟单元分析群桩和线状构筑物稳定。不确定分析可反映极端破坏模式,安全系数服从正态分布且对关键变量变异系数波动敏感。变异系数增大,薄弱区集中分布可能增加,滑动破坏范围扩大,支护结构需提供更大抗力,故安全系数均值降低,滑动体积、支护结构内力均值增大,标准差增大,关键变量变异系数超过阈值需考虑不确定性蕴含的潜在风险。采用有限元弹塑性分析随机场和蒙特卡洛模拟研究变形问题,预设数据监测点提取整体位移、局部位移和结构内力指标。二维问题研究层状边坡受荷变形和支护结构约束效能以及基坑开挖引起的坑内变形和周边建构筑物扰动。模拟结果变异性与刚度参数空间变异性正相关,但要小很多,这是因为支护结构能有效约束极端变形。锚杆和挡墙的组合应用具有最佳控制变形效果,配合监测点频率直方图能够增加结构设计和变形评估准确性。确定性分析得到的差异沉降、转角和圆度偏离比等开挖扰动结果置信度均较低,有低估风险。以随机块为三维随机场模拟单元模拟群桩和线状构筑物,扩展随机场变形分析应用范围。可靠性评价中,梳理模拟结果统计方法,借助概率指标工具进行数据对比,使用正向或反向直接评价法对工程结果指标直接评价法参考值进行校核,当其表征为正态分布函数时,可融合多组考察指标,进一步给出岩土工程系统可靠指标β。