应用可靠性理论和推行概率极限状态设计,制定相应的设计标准,是当今国内外工程结构发展的必然趋势,也是提高我国工程结构设计水准的有效途径。可靠度设计方法的实质是:将设计中的主要不定性因素加以量化分析,由以经验为主的定性分析阶段进入了以统计数学为基础的定量分析阶段,从定值设计观念向非定值设计观念转变,使工程设计进一步科学化合理化。本文以北京地铁四号线白石桥站～学院南路站区间大断面渡线矿山法隧道为研究背景,从“荷载—结构”力学模型入手,基于最不利截面安全系数及可靠度指标两个方面对复合式计算模式与二衬结构计算模式进行相应的对比分析。并从最不利截面安全系数及可靠度指标相近两个角度对二衬结构计算模式进行了相应的改进和优化。文中的结构可靠度计算结合了响应面法与蒙特卡罗算法,分别将响应面法引入地铁结构设计中荷载效应分析的环节,将蒙特卡罗算法应用于结构可靠度计算环节,实现了两者优点的结合,并提出了地铁结构可靠度设计的优化方法。另外,本文还结合了施工过程中的监控量测信息,对结构的外部荷载实现了弹塑性位移反演算分析,根据反分析的结果对结构的可靠度指标进行了修正。