以往针对隧道结构进行的分析多是基于确定性假设进行的,即将结构参数、初始条件及边界条件等均视为确定量来进行分析。但是,工程实际中存在着大量的不确定性,基于确定性假设进行的分析并不能反映结构的不确定性问题,而且有可能会得到不合理或与实际相矛盾的分析结论。随机方法、模糊方法以及区间分析方法是目前用于分析不确定性问题的主要方法。在统计数据不足以描述概率分布或隶属函数的情况下,区间分析方法能仅通过相关不确定量的区间范围对不确定性问题进行求解。本文针对隧道结构不确定性问题,进行了基于区间分析方法的分析。主要工作内容如下：(1)基于区间理论的静力响应分析在基本有限元方法的基础上,引入区间摄动理论,推导了基于单元的区间摄动有限元控制方程。针对二维隧道结构,建立了基于所推导控制方程的数值算例,并对之进行了求解。(2)基于区间理论的动力响应分析基于区间摄动理论、有限元法和四阶龙格库塔法,给出了结构动力不确定性问题的区间求解方法。将隧道结构的不确定性参量用区间数表示,考虑结构组成材料的均匀性情况,给出并求解了所给出方法的数值算例。(3)基于区间理论的反问题分析在所给出结构不确定性正演分析的静力方法和动力方法的基础上,基于蚁群算法,建立了不确定性反问题的区间求解模型。以正演分析结果为量测信息,给出了相应数值算例,并对数值算例进行了求解。数值算例的分析结果表明,针对隧道结构不确定性问题,采用本文方法能有效、可行的进行分析,并且计算精度满足工程实际的要求。本文研究方法有望应用到工程实际中去。