滑坡危害影响深远,开展边坡稳定性分析研究具有重要意义。非饱和土坡稳定性分析需考虑渗流场和应力场的耦合作用,模型具有高度非线性的特点,一般采用数值方法模拟。基于现场监测数据进行岩土体参数反演是研究岩土工程不确定性问题的有效方法,但数值模型计算量大已成为概率反演的重要制约因素。为提高边坡稳定性随机反分析计算效率,本文提出一种基于随机多项式展开(PCE)的参数概率反演方法,通过非饱和土坡数值试验验证所提出方法的可行性,并研究了不同因素对参数后验估计的影响。主要研究内容及成果如下:(1)提出了基于随机多项式展开的非饱和土边坡稳定性参数概率反演方法。通过随机多项式展开方法建立边坡响应和反演参数的显式函数,采用谱投影法和Smolyak稀疏网格配点法来计算展开系数,利用贝叶斯理论和马尔可夫链蒙特卡罗(MCMC)模拟方法对土体力学参数进行反演,抽样计算方法采用自适应差分演化Metropolis算法。(2)通过数值试验比较了所提出方法和直接采用数值模型反演的效果。以降雨入渗条件下一非饱和土坡为例,利用有限元软件ABAQUS建立流固耦合数值模型。权衡逼近精度和计算效率,孔压响应的代理模型采用2阶PCE,位移响应的代理模型采用3阶PCE。基于孔压和水平位移监测数据,分别采用PCE代理模型和数值模型进行边坡水力特性参数和本构模型参数反演。与直接采用数值模型的随机反分析相比,单个PCE代理模型计算效率比数值模型提高7000倍以上。两种方法在参数后验分布统计值、95%置信区间等结果非常接近。结果表明基于PCE的概率反演计算效率显著提高,结果可靠。(3)通过参数分析研究了先验信息、监测时长、监测数据类型、监测点位对边坡概率反演的影响。比较了粘聚力c’为正态分布和对数正态分布两种情况下的参数后验估计效果。降雨条件下随着孔压监测时间变长,水力特性参数的不确定性显著降低,表明不确定性缩减效果与该监测时间段内响应变化量有关。使用孔压监测数据反演能显著降低渗透系数k_s和SWCC参数α的不确定性,使用位移监测数据能显著降低弹性模量E、内摩擦角?’和粘聚力c’的变异性。基于位移监测数据反演能反映土性参数之间更合理的相关性。靠近坡顶位于相对较深位置监测点的孔压实测值能更好地降低水力特性参数的不确定性,并反映水力特性参数间更强的正相关性。对于边坡不同监测点位的响应量(孔压、水平位移、竖向位移),置信区间对于实测值的覆盖率均在90%以上,基于PCE代理模型的模型校准效果都很好。