强降雨入渗和复杂开挖卸荷方式是影响矿山高陡岩质边坡安全稳定性的两个关键因素。为了系统的研究强降雨入渗—采动卸荷耦合下高陡岩质边坡裂隙岩体的变形演化特征和工程稳定性演化机制,以德兴铜矿黄牛前东矿区为研究背景,结合工程地质勘察、室内岩石力学试验、相似材料物理模型试验、Mat DEM数值模拟、Open CV数字图像处理、理论分析等手段,深入分析了坡高200 m,坡角45°、50°、55°模型下裂隙岩体的破坏演化规律、破坏机理和坡角影响效应。从工程尺度上揭示了强降雨入渗—采动卸荷耦合下高陡岩质边坡裂隙岩体的失稳破坏机理。(1)对研究区域的工程地质、区域地质构造、水文地质条件、边坡工程地质条件及边坡破坏模式等方面进行了系统的调研,并通过室内岩石力学试验进行矿岩力学参数的测定。(2)根据黄牛前东矿区矿体的赋存条件,基于相似理论,采用相似材料物理模型试验,对强降雨入渗—露天转地下房柱法开采过程中露天终了边坡坡角45°、50°、55°条件下,岩体移动与变形破坏、采场覆岩采动裂隙演化特征及坡角效应展开分析。结果表明:在降雨入渗和开挖卸荷力的共同作用下,距离采空区越近,采场顶板应力卸荷程度越大。此外,采空场是露天边坡和地下采场岩层移动的方向,最大水平位移与垂直位移均出现在采空区上边界靠露天边坡坡脚处。沿着矿体开挖倾向,距离地下采场越远,承受采动应力影响越小。另一方面,沿着矿体倾斜垂直方向,各测点距离采场垂距越远,采动影响范围也越小。(3)以离散元理论为基础,采用Mat DEM数值模拟手段分析了强降雨入渗—露天转地下开采卸荷耦合下裂隙岩体应力场、位移场及采场上覆岩的破裂演化规律。数值模拟结果表明整个采场出现了卸压现象,应力变化幅度较大处位于坡脚,呈“波峰-波谷”交替的形状。采场卸荷范围随着采场的推进而动态前移,采场边界出现应力集中现象。距离采场越远,受降雨入渗和采动卸荷影响程度越小,卸荷程度越小。随着坡角的不断增大,采场上覆岩的卸压区范围不断减小,下沉量不断减少,岩层变形破坏减小,这与相似模拟结果相似。(4)基于Open CV开源图像库,提出了一种多像素种子点与点云坐标相结合的区域生长分割算法,它可以有效的识别出裂隙岩体的破坏区域。降雨入渗会降低岩体的强度,使岩体发生脱落或滑动破坏。时间序列下,随着降雨强度的增大,平台下方非饱和岩体吸收雨水的能力增强,含水率、孔隙水压力增大,发生脱落破坏。地下回采结束后,坡脚和上覆岩体达到饱和状态,在自重的作用下,发生大区域的垮塌破坏,且上覆岩外围延伸裂隙发育至坡腰处。(5)结合相似模拟、数值模拟和图像处理技术,对发育裂隙的长度、宽度、高度、密度值,采场岩体的应力、位移数据、降雨入渗的含水率、孔隙水压力数据,岩体破坏的面积、体积值进行计算。其中,坡角45°、50°和55°模型的面积值、体积值分别为0.2982 m~2、0.02402 m~3,0.279 m~2、0.02366 m~3,0.2705 m~2、0.02203 m~3。因此,坡高一定,坡角变大时,降雨入渗作用力和采动卸荷作用力之间的耦合效果减弱,上覆岩层受影响程度变小,破坏规模减小。