我国目前正处于城镇化快速发展的时期,支撑我国城镇化的是一大批基础设施建设项目。场地岩土工程性能评价是工程项目建设的必要工作,场地信息是场地岩土工程性能评价的基本输入参数,主要包括场地地层类型和岩土参数的空间分布。对于小区域的工程场地,准确查明其地层类型和岩土参数的空间分布,是工程项目选址、设计及施工的重要前提。然而受沉积历史、构造活动及人类工程活动等影响,场地的地层类型与岩土参数均存在空间随机分布特性,特别是软土等场地。限于工程项目预算及周期等制约,场地的工程地质勘察只能获取有限的钻孔等资料,并基于钻孔揭露的地层类型和岩土参数信息,插值得到整个工程场地的地层类型和岩土参数空间分布。地质体固有的空间变异性及有限的钻孔数据,导致构建的地层类型和岩土参数空间分布存在不确定性。地层和参数空间分布的不确定性势必引起场地岩土工程性能评价结果的不确定性。然而,目前国内外对地层和参数空间分布不确定性表征的研究仍存在不足,具体表现为:（1）现有地层空间分布概率建模方法难以应用于复杂工程场地（如地层倾角变化较大的场地）;（2）现有研究忽视了地层类型和岩土参数空间分布之间的关联性,缺乏有效的地层与参数空间分布耦合概率建模方法;（3）现有工程地质勘察钻孔优化布设研究未耦合考虑地层与参数空间分布不确定性对钻孔布设方案勘察效率的影响。针对上述研究不足,本文首先将随机场理论引入地层不确定性表征,提出了基于随机场理论的地层空间分布概率建模方法,然后对该方法进一步优化,构建了基于条件随机场理论的地层空间分布概率建模方法。在基于条件随机场理论的地层空间分布概率建模方法的基础上,耦合考虑地层和参数的空间随机分布特性,构建了基于条件随机场理论的地层与参数空间分布耦合概率建模方法。以上述耦合概率建模方法构建的地层和参数概率模型作为输入参数,系统分析了地层和参数不确定性对场地岩土工程性能评价结果的影响规律;最后,基于本文构建的耦合建模方法,提出了一种基于地层与参数空间分布耦合概率建模的钻孔优化布设方法。本文的主要研究内容及成果概括如下:（1）构建了基于随机场理论的地层类型空间分布概率建模方法针对现有地层类型空间分布概率建模方法难以适用于复杂工程场地的研究不足,构建了一种基于随机场理论的地层类型空间分布概率建模方法。该方法使用自相关函数表征不同地层单元之间地层类型的空间相关性,基于标定得到的空间相关性计算非钻孔单元为各地层类型的概率,然后选用蒙特卡洛方法抽样得到场地可能的地层组合。通过多个工程场地,验证了该方法表征地层不确定性的有效性和和在复杂工程场地的适用性。并将该方法与现有地层空间分布概率建模方法进行对比,结果显示该方法建立的地层模型和表征的地层不确定性更符合钻孔揭露信息、预设地层倾角信息和工程经验,且该方法的建模效率更高。（2）构建了基于条件随机场理论的地层类型空间分布概率建模方法对基于随机场理论的地层类型空间分布概率建模方法进一步优化,引入了条件随机场理论和马尔可夫链蒙特卡洛方法（Markov Chain Monte Carlo,MCMC）,构建了基于条件随机场理论的地层类型空间分布概率建模方法。该方法具有以下三个特点:1)基于极大似然法标定场地地层的空间相关性结构;2)基于条件随机场理论抽样生成场地的初始地层组合;3)基于MCMC方法对初始地层组合进行更新,获得场地的最终地层组合。通过多个工程场地案例,验证了该方法表征地层不确定性的有效性和在复杂工程场地的适用性。并将该方法与现有地层空间分布概率建模方法进行对比,论证了该方法的优势。最后将该方法拓展到三维地层空间分布概率建模,并基于澳大利亚某工程场地验证了其有效性。（3）构建了基于条件随机场理论的地层与参数耦合概率建模方法针对当前缺乏有效地层与参数空间分布耦合概率建模方法的研究不足,在基于条件随机场理论的地层空间分布概率建模方法的基础上,耦合考虑地层类型和岩土参数的空间随机分布特性,建立了基于条件随机场理论的地层与参数空间分布耦合概率建模方法。该耦合建模方法采用基于条件随机场理论的地层空间分布概率建模方法抽样生成场地的地层组合;根据得到的地层空间分布更新岩土参数的空间相关性;基于更新后的参数空间相关性,使用条件随机场理论抽样得到参数的空间分布。选取台湾某海上风电场场地作为示例,从定性和定量两个方面验证了该耦合建模方法的有效性。并将该方法拓展到三维建模,基于澳大利亚某工程场地验证了其有效性。最后系统分析了地层和参数不确定性对场地岩土工程性能评价结果的影响规律,论证了耦合考虑地层和参数不确定性的必要性和优势。（4）提出了基于地层与参数空间分布耦合概率建模的场地钻孔优化布设方法针对当前钻孔优化布设研究未耦合考虑地层和参数空间分布不确定性的不足,本文在基于条件随机场理论的地层与参数空间分布耦合概率建模方法的基础上,构建了一种基于地层与参数耦合概率建模的场地钻孔优化布设方法。鉴于布设钻孔的目的是提高构建地层和参数模型的准确度（或减小地层和参数的不确定性）,因此该钻孔优化布设方法的主要思路是将新增钻孔布设在场地内地层和参数不确定性最大的位置。基于两个工程实例,定量分析了该方法的钻孔布设方案优化效果,论证了该方法的有效性。与传统钻孔布设方法相比,新方法构建的地层和参数模型准确度更高、场地岩土工程性能评价结果更加准确。