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海底隧道属于生命线工程，对其进行可靠性预测具有重大意义。本文以海底隧道为研究对象，对运营期内隧道衬砌结构在承载力极限状态下的可靠性进行了研究。围绕此项任务，重点开展了以下几个方面的工作：
(1)讨论了采用连续介质模型、基于ANSYS建立隧道结构非线性有限元模型的方法；
(2)编写了响应面法拟合衬砌截面荷载效应表达式的APDL程序，并对影响衬砌荷载效应的因素进行了敏感性分析；
(3)推导了钢筋混凝土矩形截面小偏心受压构件部分截面受压时的抗力表达式，继而建立了钢筋混凝土衬砌截面的承载力极限状态方程；
(4)提出了用MATLAB软件实现蒙特卡罗法计算隧道衬砌失效概率的方法；
(5)以拟建的厦门海底隧道为算例，计算了二次衬砌的失效概率。