随着我国城市化进程的加快,规划和构建城市地铁网络是国家城市交通建设项目的重点。近年来,由于盾构施工场地土体参数不确定性引起的地面坍塌、管道涌水、涌砂等安全事故越来越多。传统的参数反演分析方法基本属于确定性分析范畴,不能有效考虑盾构隧道参数不确定性的影响。为此,本文提出采用贝叶斯更新(BUS)方法进行盾构隧道参数概率反演分析,并基于经概率反演分析得到的参数后验统计特征对盾构施工开挖引起的地表沉降进行可靠度分析。主要研究内容如下:(1)论述了基于BUS的盾构隧道参数概率反演分析方法基本原理,给出了基于子集模拟的BUS方法计算流程。为提高盾构隧道参数序列概率反演分析效率,基于随机响应面法建立了盾构隧道输出响应量代理模型。从而为推进贝叶斯理论在盾构隧道工程实践中的应用奠定了基础。(2)依托杭州地铁7号线盾构隧道工程,根据现场地勘资料建立了盾构隧道开挖有限差分数值模型,采用4阶Hermite多项式展开构建了盾构隧道拱顶沉降量代理模型。采用BUS方法概率反演分析盾构隧道黏土混角砾层弹性模量及内摩擦角,并通过参数敏感性分析探讨了子集模拟每层样本数目、监测数据可信度、监测位移量值以及监测样本量对盾构隧道参数概率反演分析的影响规律。(3)依托南昌地铁1号线盾构隧道工程,利用收集的现场获取的时间序列地表沉降监测数据,提出采用BUS方法序列概率反演分析盾构隧道不同土层弹性模量及路面行车荷载。在此基础上,基于序列概率反演分析得到的参数后验统计特征评估盾构施工开挖引起的地表沉降可靠度,从而可实现利用现场实测数据并考虑参数不确定性实时预警盾构隧道失稳破坏事故发生。