近年来,我国各大城市路面塌陷发生越来越频繁,造成了巨大的经济、财产的损失,同时伴随着生命的逝去,引起社会和媒体广泛关注。地面塌陷是指土中物质移动导致的地表渐进下陷或者突然坍塌,其表现形式以场陷为主,塌坑形状多呈圆锥形、圆柱形、球形。地面塌陷通常与地下孔洞存在密切关系。本论文采用突变理论、软件模拟及模型试验对地下孕有孔洞引起地陷进行了研究,主要工作和取得的成果如下:首先,查找相关文献和资料,分析大量文献资料,查看了解地表塌陷的研究现况;总结现有研究成果,针对地陷发生的特征提出地表塌陷研究的核心问题。其次,针对地陷骤发性特点,分析城市路面塌陷的演化过程,利用突变理论推导建立土洞上方地表失稳判据。然后,利用FLAC^3D来模拟三维土洞发育过程,计算结果表明,建立地下孔洞发育过程中地表失稳的突变模型,推导得出的失稳判据,经塑性区、孔洞覆盖层土体位移趋势的一致性、同时性得到验证,定量计算判据与数值模拟结果吻合。临界覆盖层厚度对泊松比和弹性模量的变化不敏感,弹性模量越大的土层越容易发生骤发性塌陷。安全沉降值对弹性模量的变化比较敏感。临界覆盖层土厚度对于粘聚力的变化较摩擦角更敏感。基于回归正交试验得到粉土安全允许沉降值得回归方程。最后,设计了地面塌陷试验,利用视觉测量工具得到地表在土洞发育过程的动态位移量,得到土洞形成发育过程中的地面变形演化过程,结果对照吻合,且判据计算准确。