城市道路塌陷的形成具有隐蔽性高、突发性强、诱因多、危害性大等特点。随着城市地下空间的大力开发,地下管网的铺设及地下轨道的建设,在一定程度上影响到路基稳定性和路面结构安全性,甚至导致城市地表路面塌陷,对行车、行人安全和地面建筑构成严重威胁。因此,深入研究城市道路地下空洞的成因和致塌机理、探求快速探测方法,对预防、治理这类城市地质灾害有着重要的理论和实际意义。本文统计分析了东南湿热区4类典型城市125个道路塌陷案例的多种影响因子,认为东南湿热区城市道路塌陷地下空洞形成因子为土体性质、岩溶、强降雨、地下工程扰动、地下管道渗漏;其中地下水管(包括自来水管、雨污水管)渗漏是地下空洞形成和发展的主要原因,地下水位的变化和车辆荷载的重复作用是加速空洞发展、导致路面塌陷的诱因。主要工作内容及研究成果如下:1、基于地下水动力学理论分析地下管道渗漏破坏的过程,推导了黏土层与砂土层在地下管道渗漏破坏管周土体形成地下空洞时临界地下水位下降幅值表达式,以及形成的地下空洞扩展时临界地下水流速表达式。基于塑性极限平衡理论推导了地下空洞塌陷状态前的临界跨径,分析其与上覆土层厚度、围岩特性、外部荷载之间的关系。2、建立了车-路耦合振动系统中的二自由度车辆荷载力学模型,分析认为当车辆行驶速度为某一特定值时车-路耦合系统产生共振,此时车辆循环荷载对车-路耦合系统的危害最大;路面越平整对车辆荷载产生的振动越小,道路结构所承受的附加循环荷载也越小,路基稳定性越高。3、分析了潜蚀、冲爆、真空吸蚀、振动等4种致塌模式的基本条件及致塌机理,建立了下伏空洞的道路结构数学模型,运用FLAC3D对荷载类型、地下空洞埋深及空洞尺寸对路基稳定性的影响进行了深入分析。结果表明,车辆荷载对路面变形有较大的动力效应;随着空洞埋深的增加道路稳定性增加,最终趋于稳定;随着地下空洞的高度与跨径增加路面沉降先增长至临界值,随后骤然降低,道路出现破坏趋势;随地下空洞围岩黏聚力的减小路面沉降值增加,土体黏聚力对道路空洞稳定性影响大。4、建立了多种类型的地下空洞模型,应用GPRMAX软件模拟分析了反射电磁波的相位、振幅和双程走时等响应特征;探测成果资料表明,合理布置测线、选用适当的技术参数,采用探地雷达法可以实现城市道路下伏空洞的有效快速探测。选用适当的技术参数,采用探地雷达法可以实现城市道路下伏空洞的有效快速探测。