近些年,随着城市的高速发展,地下空间不断被开发,城市道路下方原有的地层环境逐渐改变,道路下方土层中逐渐产生空洞等地下病害,在没有外界因素干扰时,空洞等地下病害保持稳定。但其在地面荷载、地下工程施工扰动等外因作用下,引起地层空洞破坏并向上发展至地面即形成地层塌陷。城市区域内人口、建筑密集和地下管线复杂,一旦发生塌陷事故,将危害到相关地下工程和更广泛的地面环境。此类事故中,空洞大小,形状千差万别,形成的塌陷范围也不尽相同。因此,明确不同形态空洞失稳破坏机制,对于加深对地层空洞认识,减少地面塌陷事故发生具有重要现实意义。通过对空洞形态特征进行分析,确定影响空洞形态的因素：将空洞形态简化为椭圆型,确定短轴长、轴长比、自身倾角、覆跨比为主要形态影响因素。采用平面应变模型试验系统,对不同形态地层空洞进行失稳破坏试验研究,设置不同水平向轴长、垂直向轴长、整体大小、自身倾角、覆跨比变化时的对比实验组。通过各组的失稳破坏试验,采集地层沉降、空洞周围应力的变化情况,以及记录空洞渐进性破坏现象。分析得出了空洞形态影响因素对空洞失稳破坏及引起地层沉降的影响。通过FLAC强度折减法得到不同形态因素影响下空洞稳定性的变化规律,并对各形态因素对空洞稳定性影响做灰色关联分析,采用不同的关联度分析,得到各形态影响的敏感性大小。