2.4.1極限平衡分析法
當洞穴內壁存在兩組或兩組以上的軟弱結構面時，洞穴的穩定性處於極限平衡狀態(圖2-8)。
圖2-8洞壁塊體和洞頂塊體的穩定性
圖2-8洞壁和洞頂巖石的穩定性
(1)洞墻塊體的穩定系數Fs；
fs =(w2 cosαTGφ1+c 1l 4)/(w2 sinα)(2-10)
式中:φ為結構面的L4內摩擦角(度)；C1為結構面L4的內聚力(kPa)；a為結構面L4的傾角(度)；W2是塊的重力(kN)。
(2)洞頂塊體的穩定系數Fs:
巖溶地區溶洞和土洞對建築基礎的影響
式中:c1為結構面L1的內聚力(kPa)；C2是結構面L2的粘聚力(kPa)；α為結構面L1的傾角(度)；β為結構面L2的傾角(度)；γ為巖體的嚴重程度(kN/m3)。
當Fs≥2時，塊體是穩定的；當fs < 2時，塊體是不穩定的。
2.4.2彈塑性理論分析方法
當溶洞周圍的巖體中存在軟弱結構面時，可以用彈塑性理論得到軟弱結構面處的應力狀態，然後用庫侖-摩爾強度準則判斷其穩定性。
根據材料力學知識可知，求任意與大主應力作用面成β角的斜截面上的正應力σ和剪應力τ的公式為:
巖溶地區溶洞和土洞對建築基礎的影響
在這種應力狀態下，溶洞地基的穩定性主要取決於洞周巖體中結構體和結構面的強度。在結構面的控制下，巖體的穩定性主要取決於結構面的抗滑穩定性，其合理的破壞準則是庫侖方程，即
τ=σtgφ+c (2-13)
其穩定性條件是:
巖溶地區溶洞和土洞對建築基礎的影響
式中:k為結構面的抗滑穩定系數；t為作用在結構面上的滑動力；σ是作用在結構面上的正應力。已知:
巖溶地區溶洞和土洞對建築基礎的影響
如圖2-9所示，在洞壁圍巖中的任意壹點(如B點):
β=90 -α
圖2-9帶結構面的溶洞地基應力示意圖
圖2-9具有結構面的洞穴地基的應力
則作用在結構面上的正應力和剪應力分別為[34]:
巖溶地區溶洞和土洞對建築基礎的影響
結構面的位置是固定的(其傾角和傾角不變)，而作用在結構面不同位置的應力和徑向角α是可變的(例如從結構面的B點到A點，徑向角從α變為α0)。從圖2-9中的幾何關系，我們可以得到:
巖溶地區溶洞和土洞對建築基礎的影響
其中:R是洞穴中心O點到B點的距離。
溶洞周圍的應力狀態公式為:
巖溶地區溶洞和土洞對建築基礎的影響
其中:A是O點到A點的距離；P0為原巖的初始應力。
將溶洞周圍的應力狀態公式(2-18)和公式(2-17)代入公式(2-16)得到:
巖溶地區溶洞和土洞對建築基礎的影響
做完上面的公式，可以得到:
巖溶地區溶洞和土洞對建築基礎的影響
根據公式(2-20)，可以檢查B點的巖體是否受到破壞。根據極限平衡條件τ=σtgφ+c，得到:
巖溶地區溶洞和土洞對建築基礎的影響
利用公式(2-21)，通過試湊算法發現半徑R內的巖體將被破壞。