应用可靠性理论和推行极限状态设计方法，制定相应的结构设计标准，是当今国内外结构设计发展的必然趋势，同时也是对地铁工程结构设计标准进行改革的有效途径。目前以可靠度理论为基础的极限状态设计方法，已经在工程结构中逐步开始采用，其以结构的可靠度评估结构的安全性，代替传统的单一安全系数设计方法。由于单一安全系数法不能作为度量结构可靠性的统一标准，而基于概率理论的极限状态方法则使不同结构之间的可靠性具有可比性，因此在技术上是一大进步。 本文通过建立北京地铁地质资料数据库，得到北京地区典型地层特性统计特征。在此基础上，通过对坍落拱统计公式、泰沙基理论和普氏压力拱理论等进行对比分析，认为这些理论公式还存在一些问题，值得进一步研究改进。本文根据北京地铁所处地层、隧道尺寸及埋深情况，提出北京地铁隧道竖向土压力荷载计算方法，并对北京地铁四、五、十号线标准断面初期支护进行了安全度分析，说明了其合理性。 本文从“荷载—结构”模型入手，认为二次衬砌承受运营阶段的全部荷载，初期支护的作用仅仅是改善了二次衬砌的工作环境，从而建立了地铁矿山法区间隧道二次衬砌结构可靠度分析时截面的功能函数，按随机有限元的基本原理，利用蒙特卡罗方法对区间隧道衬砌的可靠度进行了分析。通过分析北京地铁区间隧道衬砌结构可靠度计算结果，并查阅国内外相关资料，提出了北京地铁矿山法区间隧道衬砌结构目标可靠指标，并根据确定的目标可靠指标，重新分析水土压力的分项系数。对地铁隧道及城市地下工程均具有一定的参考价值。