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利用基于神经网络的随机有限元方法对某高速公路隧道衬砌结构可靠性进行分析，总结了衬砌结构可靠度指标的分布规律，得出了衬砌结构容易发生破坏的部位和条件。按照抗压条件计算，最大可靠度位于隧道的顶部，最小可靠度位于隧道的侧壁，说明衬砌结构侧部受压破坏的可能性较大；按照衬砌结构的抗裂条件计算，最大可靠度位于隧道两侧，隧道顶部的可靠度较小，说明隧道从项部开裂的可能性比侧壁大。