边坡的稳定性评价一直是岩土工程中非常重要的研究课题。迄今,边坡稳定性评价方法已有安全系数法和可靠性方法两类,但这些方法尚存在以下不足:安全系数法不能考虑边坡的土性参数、孔隙水压等因素中客观存在的较大不确定性,由此导致具有相同安全系数的不同边坡可能具有相去甚远的失效风险水平;可靠性方法虽考虑了参数的随机性,但其相关统计资料、统计方法和边坡稳定可靠性分析方法尚不完善,导致该法在计算量、收敛性、精度和工程实用性上存在诸多缺陷。本文针对以上问题,深入研究了岩土参数随机性统计方法,在广泛收集边坡测试资料和补充试验的基础上,统计分析了典型岩土的力学参数的概率分布规律;分析了具有单一失效模式的边坡可靠度计算中存在的关键问题,提出了相应的解决办法;针对多失效模式的边坡,改进了基于矩阵的体系可靠度法(MSR法),应用该法解决了复杂边坡体系的稳定可靠度计算问题;在以上分析基础上,开发了边坡稳定可靠性计算程序。主要工作及成果如下:1、研究了岩土参数不确定性的量化方法;统计分析了我国部分典型土性参数的随机性特征;收集了23个岩石边坡的1500多组岩土力学参数的测试数据和统计资料,进行了岩石力学性质的补充试验,并统计了我国部分典型岩体的强度参数概率分布规律,为边坡可靠性分析提供了基础数据。2、针对经典的假设检验法不适用于样本量很多或很少的极端情况,提出了新的岩土参数统计方法:(1)针对“大样本”:为弥补信息熵推断法的准确性受参数边界影响较大、最佳平方逼近法在多项式次数较高时结果不稳定等缺点和不足,提出了采用正交多项式拟合岩土参数概率密度函数的方法,利用样本统计矩的信息,推导了勒让德(Legendre)正交多项式和切尔雪夫(Chebyshev)多项式的拟合公式。通过仿真实验和工程实例验证了其正确性和优势。(2)针对“小样本”:首次引入Bootstrap法进行岩土参数的统计分析,通过计算机仿真解决样本量很少时参数分布的推断问题;采用Bayes原理及其推广公式,充分利用验前信息,修正和完善岩土参数的概率模型;利用多源信息,首次将“K-L信息距离”引入到参数概率分布推断中,提出了K-L信息融合法,使多源信息融合方法的客观性和可信性得到了较大幅度的提高。仿真实例和工程实例证明了上述方法能较好地解决小样本的统计问题。3、针对单一失效模式的边坡可靠性分析中的几个关键问题(边坡稳定极限平衡方程的构建、滑面的模拟技术、关键概率滑面的搜索和可靠指标的求解),分别提出了相应的解决方法:基于边坡极限平衡原理建立了稳定极限平衡方程(或方程组);通过选用圆弧滑面的基本控制参数避免出现无效滑面或遗漏关键滑面;通过约束非圆弧滑面底边的倾角以控制其中间顶点的生成,且通过逐渐增加顶点个数来提高滑面模拟效率;改进遗传算法搜索最小可靠指标以提高搜索的效率和质量。测试算例和工程实例结果表明:该法比安全系数法更能反映工程实际情况;与已有可靠度分析方法相比,省却了求解安全系数的过程,显著降低了计算量,提高了收敛性。4、以系统的观点研究了具有多个失效模式的边坡稳定可靠性问题,提出了MSR法中事件向量c的构造公式,并与线性规划(LP)法和多尺度法相结合,解决了复杂边坡体系可靠性的计算难题。研究表明:该法大大简化了事件向量c的识别过程,便于实现计算机自动识别;结合LP法和多尺度法,可将MSR法用于复杂边坡的体系可靠度计算,且优化过程易于实现,结果精度较高。