基坑稳定性验算及变形验算的目的是对基坑支护设计方案的安全性做出评价,避免由于设计不当而造成事故。当前,由于设计原因造成基坑事故的比例占30%~45%,说明现有的基坑稳定性及变形验算方法存在一定的缺陷。本文将可靠性理论运用于基坑的稳定性和变形验算中,充分考虑了土体或支护结构等因素的变异性,对基坑稳定可靠性和变形可靠性的计算方法进行研究。主要的工作内容及结论如下:(1)分析了可靠度的三种表述方式:可靠概率、失效概率、可靠指标;论述了不确定因素的三种处理方法:χ2检验法、K-S检验法、A2检验法;总结了几种常用的可靠度计算方法:一次二阶矩法、蒙特卡洛法、随机有限元法、优化算法;阐述了体系可靠度的计算方法。(2)研究了基坑稳定可靠性的计算方法:在极限平衡法的基础上,将基坑的抗力效应与荷载效应的差值作为可靠性功能函数。由于不同形式支护结构的受力不同,在考虑土层性质的差异和受力分析的基础上,分别建立了土钉墙支护结构的整体稳定性功能函数、抗滑移稳定性功能函数、抗倾覆稳定性功能函数,悬臂式支护结构的抗倾覆功能函数,桩(墙)撑式支护结构的抗倾覆功能函数,重力式支护结构的抗倾覆功能函数、抗滑移功能函数;将各层土体的粘聚力和内摩擦角作为随机变量,根据功能函数的特点,选择改进的一次二阶矩法计算稳定可靠度,并用MATLAB编制了通用的计算程序。(3)研究了基坑变形可靠性的计算方法:根据可靠性理论,提出将基坑的深层土体位移、坑底隆起及周边沉降值的警戒值与相应的实际最大变形值的差值作为可靠性功能函数,功能函数大于零的概率即为可靠度。针对基坑的变形很难用显式方程式表达出来的特点,选择随机有限元法计算变形可靠度,将土体的粘聚力和内摩擦角作为随机变量,深层土体位移的最大值、坑底隆起的最大值、周边沉降的最大值作为随机输出变量,研究了运用ANSYS-PDS模块计算基坑变形可靠度的方法。(4)将基于可靠性理论的基坑稳定和变形评价方法应用于某支护形式为两道支撑+排桩的基坑工程中,对该方法的适用性进行验证。对桩撑式支护结构进行受力分析,建立了抗倾覆稳定性功能函数,将具体的数据代入编制的通用计算程序,计算出了抗倾覆可靠度;采用ANSYS的APDL编制了基坑开挖的分析文件,运用PDS模块计算出基坑的深层土体位移、坑底隆起及周边沉降变形可靠度,并根据系统可靠性理论计算出基坑的变形可靠度。结果显示基坑的稳定可靠度和变形可靠度均大于目标可靠度,表明基坑是安全的,与实际相符,说明基于可靠性理论的基坑稳定和变形评价方法具有适用性。