随着科学技术的发展和人们认识的逐步深入，岩土参数的随机建模问题日益引起众多学者的关注。近年来，关于岩土参数随机场的研究有了迅速发展，并在诸如水利工程、地基工程和边坡工程等领域取得了许多新的研究成果。但是，在有关岩土参数随机场建模、数值模拟以及统计特性分析等方面的研究尚属罕见，有大量的工作要做。本文以随机场基本理论为出发点，在广泛收集岩土参数实测资料的基础上，就岩土参数随机场的建模、数值模拟、离散方法以及随机有限元法、结构可靠度计算等问题开展了大量的研究工作。相关距离是描述岩土参数随机场的重要参数之一，可以通过采用相应的方差折减公式，实现岩土参数“点”方差到“空间平均”方差的转换，因此相关距离的计算是随机场理论应用的一个重要内容。早期的随机有限元法是基于随机变量模型进行讨论的，然而随机变量模型不能表征岩土参数的空间变异性，因此考虑岩土参数的空间变异性特征，建立岩土参数随机场模型，并与随机有限元法相结合分析工程结构的可靠度，就具有重要的理论研究价值和工程实用意义。主要内容如下： (1)针对目前岩土参数随机场理论和应用研究现状，提出了其中存在的需要进一步研究的问题。 (2)在总结已有相关距离计算方法的基础上，提出了可以考虑统计不确定性影响的最大值法，并研制了计算程序。就统计不确定性对相关距离计算结果的影响进行了研究，并对需要考虑统计不确定性影响的条件进行了分析。 (3)提出了岩土参数随机场数值建模的方法，研制了仿真建模计算程序，并将该方法应用于小湾拱坝岩石坝基弹性模量随机场的研究中。研究结果表明，本文提出的建模方法简便、实用、可行，具有较大的理论意义和重要的工程应用价值。 (4)首次将随机场理论引入到地下洞室变形稳定可靠度分析中，洞室不同部位围岩的弹性模量采用随机场模型，对相关距离、变异系数、参数分布、相关模型等因素对变形稳定可靠度的影响进行了系统、深入的研究，取得一些有意义的研究成果。 (5)基于可靠指标的几何意义，研究了一种不用导数计算工程结构可靠指标的新算法-蚁群优化算法，并通过算例进行了具体分析。