覆盖型岩溶发育区常常发生岩溶塌陷地质灾害,给人类的生产生活带来威胁和影响,在交通运输方面显得尤为突出。岩溶区路基的稳定性、溶(土)洞的稳定性评价以及合理的治理方法的设计与评价仍是没有很好解决的问题。为此,本文以永武高速公路A11合同段岩溶区填方路堤作为研究对象,以线路中岩溶地质为工程地质背景,针对岩溶发育概况抽象出典型的地质概化模型,建立相似模型进行了大量的理论和数值分析研究,试图为这些问题的解决做出积极贡献。本文主要研究内容如下：(1)首先对几种岩溶塌陷致塌力的叠加耦合力学机制做了简要的介绍,系统认识了致塌力学机理的几种模式。然后,引用某室内隧洞模型试验,在ABAQUS有限元软件平台上建立了与物理模型完全相同的三维模型,分别采用加载系数法和有限元强度折减法对其致塌机理进行了数值模拟分析,通过与试验结果的对比,以验证利用强度折减法分析岩溶稳定性的可行性。(2)运用弹性力学知识分析了圆形溶洞、椭圆形溶洞和矩形溶洞洞壁的应力状态分布。推导了土洞洞壁塑性圈中的土体在Mohr-culomb、Tresca、Mises和 Drucker-Prager等这几种屈服准则下的应力状态平衡方程。同时,简要介绍了地下水对土洞塌陷影响的理论认识。(3)针对影响溶洞和路堤稳定性的主要影响因素(包括不同顶板厚度、不同路堤高度、溶洞的不同位置、不同溶洞高度和跨度、不同溶洞类型)进行了大量的三维数值模拟分析,并结合结构力学抗弯、抗剪和抗拉验算来估算溶洞顶板安全厚度。(4)针对影响土洞和路堤稳定性的主要影响因素(包括不同填方高度、土洞的不同位置、不同土洞高度和跨度)进行了三维数值模拟分析。同时,利用数值分析结果结合半定性分析方法确定下伏土洞路基处治的安全深度,即不同填方高度时土洞顶板安全厚度。最后,采用考虑渗流和变形耦合作用的有效应力有限元法,分析了地下水位下降对土洞周边应力、位移和孔压的影响。(5)以实际工程中土洞处理方案为依托,建立了与实际土洞处理方案相似的三维有限元模型,进行了对土洞处理与否的填方路堤的沉降、土洞顶板稳定性和侧向位移的对比分析,以供相似工程设计时参考。