边坡稳定可靠性评价是岩土工程中十分重要的研究内容,而岩土工程中土性参数的不确定性是影响边坡稳定的重要因素。由于所经历的地质、化学和环境作用的差异,土性参数整体呈现沿埋深变化的波动性和趋势性。描述岩土参数不确定性的常用数学模型分为随机变量模型和随机场模型两大类,随机变量模型忽略了土性参数的空间变异性;随机场模型能有效模拟土性参数的空间变异性,常用于边坡稳定可靠度分析。平稳随机场模型,通常假设土性参数具有定值涨落尺度或相关长度,而现有的非平稳随机场模型,虽考虑了土性参数的非平稳特性,但均为平稳随机场模型演化而来,缺乏原位试验数据支撑。对于土壤类别差异较大、分层显著的边坡,尤其是存在局部软弱层的边坡,现有的平稳随机场模型和非平稳随机场模型均无法有效模拟不同土层尤其是软弱层的影响。为此,本文利用TC-304网站所建多元土壤性质数据库,筛选出挪威、瑞典、芬兰等地区黏土,并提取其中具有深度参数的土性参数,研究了黏土不同土性参数的统计特征参数的非平稳特性;在此基础上,针对由不同类别土壤构成的具有显著分层特性的土性边坡,采用连续回归分析,得到各层土性参数的均值函数与方差结构,利用指数相关函数构建非平稳随机场的协方差矩阵,建立了沿深度方向具有多涨落尺度的土性参数分层非平稳随机场模型,并进一步针对工程应用,提出了简化的分层非平稳随机场模型。应用塑性极限分析方法,对实际边坡进行了稳定可靠性分析,对比了不同随机场模型下边坡临界滑移面、稳定可靠性的差异,并研究了黏聚力、内摩擦角等强度参数的非平稳性对临界滑移面形状、位置以及边坡稳定可靠度的影响。本文主要研究结论如下:（1）对于具有明显分层特征的土质边坡,与平稳随机场模型以及线性连续非平稳随机场模型相比,分层非平稳随机场模型能够有效考虑土性参数的统计特征参数随埋深的非连续变化,为合理表征土性参数的非连续非平稳特性提供了一条有效途径。（2）土性参数的空间变异性导致边坡存在多种失效模式,不同的随机场模型会导致对边坡临界滑移面的形状和位置的估计的显著差异。对于具有明显分层特性的土质边坡,线性连续非平稳随机场模型的滑移模式为位于边坡顶部的浅层滑移模式,与工程经验不符;分层非平稳随机场模型的滑移模式为穿过较弱土层或软弱夹层的深层滑移模式,与工程经验较为吻合。（3）对于由多种类别土壤构成的分层边坡工程,平稳随机场模型,忽略了土性参数均值与方差沿空间的变异性,会高估边坡稳定性;与线性连续非平稳随机场模型相比,考虑土性参数的统计特征参数的非连续非平稳特性的分层非平稳随机场模型的计算结果更加合理。