岩溶地面塌陷是可溶岩分布地区在各种因素作用下,地表发生突然塌陷的过程。作为最危险的自然灾害之一,岩溶地面塌陷已成为岩溶地区最普遍的地质灾害,其危害主要表现在破坏公路、铁路、建筑物以及地表水体,影响农业用水、用地,造成人员伤亡及财产损失等。岩溶地面塌陷由于其隐蔽性、突发性、不确定性、多因素性和危害性等特点,已成为影响和制约岩溶地区社会与经济发展的重要因素。目前,学者们采用多种方式对岩溶地面塌陷的孕育过程和致塌机理进行过分析,但由于塌陷的孕育过程发生在地下而不易定位和观测,且破坏时具有突发性,使得塌陷机理总结和验证存在困难,关于岩溶地面塌陷的产生机理还存在一定的争议,系统、统一的塌陷机理还在逐步完善之中。目前减少岩溶地面塌陷危害的重要方式之一是预测岩溶地面塌陷的空间分布,采用合适的方法进行岩溶地面塌陷易发性评价。论文选取重庆市某岩溶地区作为研究区,基于对区内地质背景和塌陷特征分析,采用数值模拟手段开展岩溶地面塌陷机理研究;结合区内地理空间数据库建立塌陷评价指标体系,运用层次分析法、随机森林及参数优化方法开展岩溶地面塌陷易发性区划评价。论文主要研究内容和成果如下:1在分析研究区岩溶地面塌陷点特征的基础上,提出了岩溶地面塌陷的概化模型。根据已有调查资料,通过分析与研究区内塌陷形成有关的水文地质、地层岩性、地形地貌、岩溶形态、人类工程活动等条件,发现区内塌陷多为覆盖型岩溶地面塌陷,主要以成群分布形式存在,主要分布于岩溶洼地地段,多沿构造裂隙方向发育;结合研究区地质结构背景和塌陷实例分析,归纳探讨了区内岩溶地面塌陷发生的地质结构模式和类型,提出了三种岩溶地面塌陷典型破坏型式,即直壁破坏型、通道破坏型和崩解-蠕滑破坏型岩溶地面塌陷,结合实地调查结果对比,证实了其正确性。2基于渗流-应力耦合的岩溶地面塌陷机理的研究,揭示了覆盖层厚度对岩溶地面塌陷的影响规律。以渗流-应力耦合理论为基础,采用有限元软件ABAQUS并结合二次开发,对降雨作用下不同覆盖层厚度的岩溶地面塌陷进行了模拟分析,揭示了覆盖层土体在降雨作用下的渗流规律;通过分析覆盖层厚度对塌陷过程的影响,结果表明区内覆盖型岩溶地面塌陷的破坏模式与覆盖层厚度相关,在较薄覆盖层中以直壁破坏型塌陷为主,在中等厚度覆盖层中经历了从崩解-蠕滑破坏Ⅰ型向崩解-蠕滑破坏Ⅱ型的过渡,在较厚覆盖层中主要为崩解-蠕滑破坏Ⅲ型塌陷。3采用频率比法分析了不同影响因子与岩溶地面塌陷的相关性,建立了研究区岩溶地面塌陷评价指标体系。结合研究区域的特点,选取了地形地貌（坡度、坡向、剖面曲率、平面曲率、坡位、高程、地表粗糙度）、地质构造（距断层距离）、岩性、水文地质条件（地层富水性、地形湿度指数）、覆盖层特征（土层厚度）和地下工程活动（距隧道距离）等六类13个因子作为岩溶地面塌陷潜在影响因子,构建出研究区地理空间数据库,并分析了各影响因子与岩溶地面塌陷的相关性,分析结果表明,区内塌陷分布与隧道位置具有密切关系,主要发生在岩溶槽谷区,且距地下工程活动越远,发生的塌陷数量越少。4建立了地理探测器与层次分析法相结合的岩溶地面塌陷易发性评价方法,并采用该方法对研究区岩溶地面塌陷易发性进行了评价。在运用层次分析法时,引入地理探测器进行影响因子优选、为构建成对比较矩阵提供参考,减少了人为主观因素和研究者经验的影响,对岩溶地面塌陷易发性评价的预测精度有明显提升,易发性区划中有89.6%的塌陷发生在高易发区,而未经优化层次分析法的易发性区划中仅有64.5%的塌陷发生在高易发区。5分别构建了基于网格搜索法和贝叶斯算法优化随机森林的岩溶地面塌陷易发性评价方法,并与层次分析法进行了对比分析。研究结果表明,采用网格搜索法、贝叶斯算法优化随机森林的AUC值分别为0.936、0.946,分别有92.0%、93.9%的塌陷发生在面积占比为10.6%、7.4%的高易发区内。通过对比单一层次分析法、结合地理探测器优化的层次分析法、网格搜索法优化随机森林、贝叶斯算法优化随机森林等四种评价方法的ROC曲线、AUC值以及易发性分区统计结果,研究表明,采用贝叶斯算法优化随机森林模型的精度最高,且与实际塌陷分布更加吻合。最后采用贝叶斯算法优化随机森林模型评价了研究区岩溶地面塌陷易发性,并得到相应的塌陷易发性区划图。