该文基于变尺度梯度优化方法和弹-粘塑性原理及其有限元基本理论,针对随机反分析方法存在的缺陷和不足进行研究,以期为实际岩土工程结构的力学分析提供更加可靠的材料参数.该文对弹-粘塑性材料参数随机优化反分析进行了研究,讨论了各类参数估计理论,并对它们之间的关系进行了分析比较;基于相应的参数估计理论讨论了各类参数随机优化反演方法以及它们所建立的优化误差函数,推导了相应的偏导计算公式.该文探索性地将Kalman滤波理论引入弹-粘塑性材料参数的随机反演问题,推导并建立了Kalman滤波理论的观测修正方程和时间传播方程,并首次研究了弹-粘塑性材料参数反演中的扩张Kalman滤波器与有限元耦合问题,推导了相应的计算公式.该文系统地研究了三峡永久船闸高边坡的地形地质条件和岩体力学环境,对边坡岩体弹-粘塑性参数反分析中初始值的选取和参数解耦等几个关键问题进行了讨论.利用最小二乘目标函数对边坡岩体弹-粘塑性参数进行了确定性反分析计算,并将反演结果作为参数初始值进行了岩体参数的Kalman滤波随机反分析计算.依据随机反分析得到的岩体力学参数对三峡永久船闸高边坡进行了稳定分析和变形预测,结果表明:边坡整体是稳定的,边坡直立墙的最大位移可控制在35mm以内,风化层最大位移可控制在30mm以内,开挖完成后有最大为2.54mm的时效位移增长,该位移在一年内完成,不会影响船闸安全运行.最后,对永久船闸二闸室至三闸首段中隔墩顶混凝土找平层裂缝成因进行了探讨.