自然或人为作用导致地下水位的快速下降,引起岩溶空腔水气压力的变化,为了探索水气压力变化规律,本文以湖南省宁乡大成桥塌陷区和广西来宾市吉利地区为研究区,通过分析研究区强降雨条件下的地质模式,概化地质模型,设计物理实验模型,模拟地下水位位于基岩面以下,以上和水位在基岩面上下来回波动三种状态下,水位下降时岩溶空腔内水气压力变化的规律。在不同部位安装压力传感器分别监测模拟岩溶空腔的水气压力,实验后总结分析发现:(1)岩溶空腔在通气状态良好状态地下水位下降时,空腔内水气压力呈稳定变化趋势,对空腔影响甚小;(2)岩溶空腔在相对密闭环境水位下降时,空腔内的水气压力一直处于负压状态,且进行有规律且高频波动。初始水位越高,空腔内水气压力负压越大,波动频率越大。岩溶空腔体积越大,所能达到的水气压力负压值越大;(3)岩溶空腔在密闭-开放-密闭条件下水位下降时,密闭阶段水气压力仍呈现规律性高频波动特征。密闭与开放状态转换时,水气压力突变幅度远大于密闭状态压力波动幅度;(4)岩溶空腔水位下降过程中,气压比“水+气”压力波动滞后,但两者波动频率和趋势保持一致;(5)密闭条件下的岩溶空腔水位下降引起的水气压力变化可通过时间变量的一次函数来描述,函数斜率受出水口及岩溶空腔截面积影响。通过相关文献查阅,发现密闭状态下水气压力高频振动的现象属于压力脉动。并提出,岩溶空腔在相对密闭状态水位下降过程中,空腔内的水气压力通过岩溶孔隙裂隙作用于上覆土层的作用力不仅只有负压的静力压力,同时还有压力脉动导致的动力压力,两者共同作用导致土洞的产生和扩大,最终引发塌陷。在岩溶塌陷防治方面,本文对不同体积模拟岩溶空腔设置大小不同的通气孔,探索钻孔通气法防治岩溶塌陷的合适孔径值,最终得出消除岩溶空腔压力脉动和有效平衡空腔内水气压力的最优孔径值,且该孔径选取方法与水电站阻抗式调压室的阻抗孔取值类似。