基于InSAR与数值模拟耦合的降雨入渗对边坡稳定性的影响机理分析
袁田1
杨溢1
聂斌仁2
起卓1
刘定帅2
1.昆明理工大学 公共安全与应急管理学院,云南 昆明 6500932.云南省小龙潭矿务局,云南 开远 661699
摘要：为了准确识别露天煤矿不稳定边坡,分析降雨入渗对其稳定性的影响机理,以南方某露天煤矿为工程背景,提出了综合集成遥感监测与数值模拟技术,探究降雨-渗流-力学耦合作用下的边坡变形响应规律.通过短基线子集干涉合成孔径雷达技术(SBAS-InSAR)对2017 年8 月至2019 年 11 月的多时相雷达影像进行技术处理,生成了矿区垂直形变速率分布图与时空演变图,结合气象数据统计分析雨季与旱季特征点沉降差异;同时构建了Comsol流固耦合模型,模拟降雨入渗过程边坡孔隙水压力、有效饱和度及塑性应变场演化,提取湿润峰迁移规律,验证模型精度并评估抗剪强度衰减对稳定性的影响.监测结果表明:矿区沉降集中于东南帮,最大速率为-177 mm/a,雨季特征点沉降量为旱季的 3.9 倍;抬升集中在西北帮及坑底,最大速率 70 mm/a.数值模拟显示,降雨入渗使浅层孔隙水压力峰值上升 120 kPa,所测 2 条截线湿润峰深度在降雨作用下分别达 1.6 m和 1.8 m;岩土体有效饱和度雨季增幅 35%,但深部因水分迁移滞后性呈先降后升趋势;抗剪强度衰减 14%～22%、安全系数降至 1.412 时,塑性屈服区扩展至坡体中段,与InSAR实测沉降空间分布吻合度达 89%.矿区东南帮的沉降以降雨诱发的渐进式蠕动变形为主导机制,雨季雨水入渗导致浅层岩土有效饱和度与孔隙水压力激增,抗剪强度衰减形成高塑性应变区,叠加重力作用驱动坡体沿软弱面滑移.
关键词：露天矿边坡降雨入渗SBAS-InSARComsol数值模拟灾害防治边坡稳定性
分类号：TD824(矿山开采)
资助基金：国家自然科学基金(41861134008)
论文发表日期：2026-01-20
在线出版日期：2026-02-02（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：12( 147-158 )
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