本文直接针对拟建的哈尔滨松花江隧道的安全运营过程,采用因子对目标函数影响的优化分析思想,将土体和衬砌均设定为各向同性均质的连续介质材料,考虑土体-衬砌结构相互作用,在假定的考虑各种不同工况的54种设计模型下,建立尽可能逼近实际问题的有限元数值分析模型,进行反复的模拟计算;据此研究各单项影响因子与隧道覆土层安全厚度之间的相关变化规律,并遴选影响隧道覆土层安全厚度的主要因子,包括硐径、水柱高、土体弹性模量、土的重度、土的泊松比、土的粘聚力、土的内摩擦角、衬砌弹性模量、衬砌厚度等.采用多元逐步回归分析的方法,建立了能够综合体现各主要影响因子共同作用的隧道覆土层安全厚度设计的预测数学模型.引用某一水下隧道工程算例,对所确定的隧道顶板安全厚度设计的预测数学模型进行可靠性与有效性检验。