为了研究不均匀上覆载荷对露天矿采空区沉陷的影响规律,基于开采沉陷理论与技术,建立采空区沉陷模型,通过Rhino-FLAC3D建模进行数值模拟,分析了排土场堆载过程中产生的不均匀载荷对采空区、不同外排土场形状对采空区的地表沉陷过程中的应力分布形态及变形规律,总结分析了露天矿排土场下覆采空区沉陷的影响规律。研究结果表明:随着排土场连续堆载高度加大,采空区上覆不均匀载荷随之增大,地表下沉位移量不断增大,竖直方向的压应力随埋深增加到最大值后递减为零后变为拉剪应力;采空区水平距离排土场300m以上,排土场的堆载对采空区变形影响较小;采空区最顶部未堆载排弃物,地表沉降量约为采空区顶板累计沉降量的2倍;方形排土场下的地表下沉位移量比圆形排土场的大,2种排土场结构下的采空区长度上的下沉位移曲线呈V型对称,应力位移曲线呈M型,圆形排土场对下伏岩层中采空区变形影响更小,更有利于露天矿排土场的稳定性。