在实际工程中,岩土的参数(包括岩石、土、软弱夹层等的弹性模量、粘聚力、内摩擦角)都具有明显的空间变异性,应将它们视为随机场加以研究。基于土性参数的随机场特性,如果仍采用单一的随机变量描述,则可能会导致过低估计可靠度,使设计偏于保守。通过随机场模型对桩基础进行可靠性分析,克服了传统分析方法中只通过一个安全系数保证基础可靠性的做法的不足。随机场模型结合CPT(静力触探)数据确定的相关距离,更真实地模拟了土层的实际情况,在一定程度上做到了依照土层的空间特性来分析桩基竖向承载力,在实际设计过程中对优化设计,提高建筑物的安全性等方面具有一定的应用价值。本课题分析了现有几种递推空间法的特点,提出改进方法。运用CPT数据计算得到相关距离,并结合随机场和可靠度理论,通过ANSYS有限元分析软件对实际工程进行了建模。运用蒙特卡罗法对影响可靠度指标的因素进行抽样计算和分析,得到较为符合工程实际的单桩竖向承载力的可靠度指标。与经验公式通过JC法计算得到的可靠度指标和随机变量模型的结果进行比较,希望能为桩基设计提供参考价值。研究得到一些有益结论:1、针对现有的递推空间法往往忽略采样间距对相关距离计算结果的影响,本研究所提出改进的方法,通过不断调整采样间距,当采样间距接近真实相关距离时,所得计算结果为土层相关距离,同时土层厚度满足样本空间至少为3倍相关距离的要求,此结果较现有的方法所得结果可信。2、运用ANSYS可靠度模块,结合随机场模型能够较好地模拟土层随机场中的单桩可靠性。在考虑随机场情况的例子中,影响单桩承载力可靠性的所有参数中,桩顶荷载的影响最明显,其次是桩端土的内摩擦角,桩侧土中,土层较厚土的内摩擦角和极限侧摩阻力对桩基承载力的可靠性也有较大影响。3、将按随机变量考虑的有限元计算结果以及JC法的计算结果,同考虑随机场的有限元计算结果进行了对比。可以认为:随机场更多地考虑了土性参数的空间性和整体性,更接近真实情况,荷载和桩自身的因素对承载能力的影响变得突出,尤其是荷载在所有影响承载力的参数中相关性变得更强,而土性参数的影响性变得更为均衡,使得工程可靠指标更高,失效概率减小,对实际工程设计偏于保守的做法提供了改进的参考。而忽略土性随机场,可能会低估可靠度,使设计偏于保守。