近些年来,城市道路塌陷事故频繁发生,多是由地下管道破损渗漏引起的,给人们的日常生活造成了极大的安全隐患。科学系统的分析道路塌陷的原因,弄清楚土体流失的机理,地下空洞形成的原因,发展的过程和坍塌的极限状态对预防塌陷事故隐患和快速处理事故现场、恢复交通有重要工程意义。本文针对天津滨海地区的土质特点,以FLAC3D有限差分软件为计算手段,针对由管道渗漏问题引发的路基下伏空洞失稳破坏的道路结构进行力学综合分析,探究了地下空洞的空间位置和尺寸以及交通荷载的对道路结构稳定性的影响,总结了判断道路结构稳定性的方法,为工程实际提供了技术指导。主要研究内容如下:1.对现有的事故分析研究,找到城市道路坍塌的主要原因,多为管线破损引起管道周围土流失,形成地下空洞。地下空洞发展扩大至丧失结构稳定性,发生坍塌。依据极限平衡理论,推导出使得空洞保持稳定状态的极限跨度公式。2.利用FLAC3D有限差分软件,模拟实际工程问题,建立仿真模型,并根据研究内容选择土体和道面结构的本构模型、材料参数、初始条件、边界条件和接触条件来分析道面下伏空洞对道路结构稳定性的影响,得出空洞埋深越大,水平向半径越小,道路结构越稳定;并给出空洞失去稳定和地面结构破坏的判断参数,破坏程度系数。3.通过将交通荷载简化为静力均布荷载和半正弦波动荷载,将其施加在空洞上方道面上进行计算,对比分析得出空洞在交通荷载作用下更容易发生坍塌。4.采用控制变量法分析空洞的空间结构和几何尺寸变化对道路结构稳定性的影响。随着上覆土层厚度的变大,空洞的稳定极限跨度半径呈现逐步减小的趋势;随着自身高度的增大,空洞的稳定极限跨度半径也呈现逐步减小的趋势。随着上覆土层厚度的变大,保证路基顶部处于安全状态的破坏极限跨度半径呈现逐步变大的趋势;随着自身高度的增大,破坏极限跨度半径也呈现逐步增大的趋势。