双层钢筋混凝土井壁结构是深厚冲积层立井井筒冻结法施工中的主要支护结构。但我国现行冻结井筒井壁结构的设计方法还一直沿用“容许应力法”,使得井壁结构具有的真实性能和安全度不明确,且技术经济指标不合理,为此,本文采用理论分析和数值模拟相结合的方法,对深厚冲积层冻结井筒外层井壁结构的可靠度进行分析,以期为深厚冲积层冻结井筒外层井壁结构的概率极限状态设计方法提供理论基础。本文主要研究内容及结论如下：(1)对冻结井筒高强井壁结构材料性能、几何参数和计算模式的不定性分别进行了研究,在此基础上,对深厚冲积层冻结井筒外层井壁结构抗力进行了统计分析,结果表明井壁结构抗力服从正态分布形式,并最终确定了冻结井筒高强井壁结构抗力的均值和变异系数。(2)采用概率统计的方法,对冻结井筒施工期和运营期的外层井壁基本荷载标准值和概率分布类型进行了研究,并对冻结井筒施工期和运营期的井壁辅助荷载标准值和概率分布类型进行了研究。并对基本荷载和辅助荷载进行荷载效应组合,得到施工期冻结井筒外层井壁荷载和使用期冻结井筒整体井壁荷载的分布函数和参数(均值和标准差)。(3)基于结构可靠性指标和冻结井壁设计方法,推导出深厚冲积层冻结井筒外层井壁的承载能力极限状态方程,采用JC法,确定了冻结井筒高强井壁结构的外层井壁目标可靠性指标。(4)以丁集矿副井(冻结井筒)501m层位外层井壁结构为例,采用ANSYS有限元软件,借助可靠度分析方法(蒙特卡罗法)对该段外层井壁进行可靠度有限元分析,确定了该段外层井壁的目标可靠性指标,从而验证了该段外层井壁的安全性。本文得到深厚冲积层冻结井筒外层井壁结构的可靠度,为高效节约、科学合理设计深冻结井筒的外层井壁提供了参考依据。