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提出荷载－结构模式进行随机反应分析方法，从隧道支护结构变形反算对应的荷载作用，可反推围岩抗力系数和覆土荷载的分布情况，以及作用于支护结构上各部位的外荷载。提出了以实测位移为基础的样条函数插值，以插值位移补充大量的实测值，满足了反分析所需众多的已知位移数，通过一施工实例对该方法的可行性进行了检验。