隧道衬砌结构可靠度问题受到越来越的关注。在分析可靠度的过程中,理论方法的选择对于隧道结构的稳定性分析结果至关重要。衬砌结构可靠度分析结果的合理性和精确度大小不仅关系到结构的稳定性,而且对隧道工程的相关决策会产生影响。因此在隧道结构可靠度分析过程中分析方法的选择尤为重要。本文通过对隧道工程结构的特性进行分析,在对传统基于概率理论的可靠度分析法进行研究后,采用基于区间理论的非概率可靠度模型对衬砌结构进行可靠度分析。首先,全面阐述了区间数学理论,结合非概率可靠度思想,分析了基于区间理论的非概率可靠度模型。对分析过程中,区间运算产生的扩张问题及对应的解决方法着重研究分析。其次,针对隧道工程特性,对影响衬砌结构可靠度的不确定因素进行研究,并以区间变量来表示参数的不确定性。基于正常使用极限状态和承载力极限状态建立衬砌结构非概率可靠度模型,对复杂非线性功能函数采用一维优化算法,将非概率可靠度指标转化为求解若干一元代数方程球根问题。然后,在区间非概率可靠度的基础上,将隧道结构视为串联系统并进行系统可靠度分析。针对衬砌结构极限状态下发生应力——强度区间干涉的情况,采用区间干涉模型进行分析,得到区间干涉情况下衬砌结构的非概率可靠度。最后结合工程实例,证明区间非概率可靠度法和区间干涉非概率模型的结合能使隧道衬砌结构可靠度分析结果更合理,对实际隧道工程在设计和管理等方面提供更多指导意义。