本文结合某隧道左线出口处地质偏压的工程背景,采用有限元软件ABAQUS处理地质偏压中存在的软弱结构面,选取合适的接触单元和摩擦类型,对单线铁路地质偏压隧道进行二维模拟和有限元数值计算。在此基础上进一步对二次衬砌结构进行可靠性分析,并依据可靠性分析结果讨论了非对称衬砌结构的可靠度。论文的主要研究内容如下：(1)提炼工程背景中可利用的有效围岩和衬砌的物理力学参数,结合相关规范和文献,集中处理软弱结构面的形态和特征参数,建立二维地质偏压隧道模型。(2)分析计算二维隧道模型,得出隧道在地质偏压作用下的围岩和衬砌结构的内力应力和位移,根据分析结果和模型建立时所用参数,确定隧道衬砌可靠度分析中所需的基本随机输入变量和输出变量。(3)采用单因素控制变量法对隧道模型进行工况计算,得到输出变量关于该单一因素的表达式。重复以上工作得到所有考虑的随机输入变量的单一变化函数式,再利用多元回归分析得出输出变量关于各个输入变量的显示表达式。论文采用一次二阶矩和JC可靠度分析方法对衬砌结构的可靠性进行分析和总结,从结果来看,该模型模拟的隧道结构是可靠的,并且左侧拱肩和拱腰处的可靠度小于右侧的对称部位,是整体结构的薄弱环节,需有相应的加强措施。(4)根据研究所得出的可靠性分析方法,提出采用非对称衬砌结构形式来改善地质偏压环境下隧道结构的受力状态,以减小相应的偏压影响。通过对非对称衬砌形式的可靠度分析,验证该形式是否有工程意义并据此提出有效的工程建议和措施。研究结论表明,该形式能够增大隧道薄弱位置的可靠度,利于衬砌结构的整体稳定性。