大型堆石坝的坝体填筑施工是一个复杂的系统,涉及到期望工期、坝体上坝道路布置、料场开采与存储规划、坝面作业的施工组织方式与作业空间大小、施工机械类型与运行参数以及环境因素如降雨影响、气温、水文条件等诸多因素。如何采用科学的系统分析方法和先进的仿真技术手段,系统地研究各种影响因素的制约关系,合理地规划各个填筑时段的填筑面貌和施工强度,真实贴切地反映填筑施工过程,从而为分析施工条件对填筑施工的影响、指导实际施工提供依据,对于保证工程质量、降低工程造价和加快施工进度有着重要的意义。本文首先系统地分析了填筑分期分区优化问题主要影响因素的影响机制,综合考虑其中的坝面作业方式、坝面空间大小、施工机械等因素,提出填筑可达强度的概念,作为优化的一个重要指标。以满足约束条件下的各期填筑强度不均衡度最小为优化目标,根据各影响因素对填筑分期规划的制约关系,建立了堆石坝填筑分期分区优化模型,引入并改进群集智能优化算法以求解该优化模型。以提出的模型和算法为基础,利用Visual C#平台开发了高心墙堆石坝填筑分期优化软件(OSFD-nzd)。在分期分区优化的基础上,通过对堆石坝填筑施工的系统分析,以降雨约束、高差约束、日上升高度约束、心墙填筑次序约束等形成填筑上升规则,依据计算机仿真原理建立填筑施工仿真模型并开发了填筑施工系统仿真软件。仿真模型综合考虑了施工工艺和施工组织管理等方面的因素,突出反映心墙区各种材料的填筑次序和填筑过程,加深了描述问题的深度,能更加真实地反映填筑施工过程面貌。最后,针对糯扎渡工程实例,选择不同的施工条件和施工参数组合,设计了多组计算方案,运用OSFD-nzd系统进行分期分区优化计算,获得了较优的分期分区参数,并通过对比分析了各施工条件对分期分区优化的影响。根据分期规划结果,利用填筑仿真系统软件,模拟了在不同降雨条件下坝体填筑的填筑面貌和施工过程,为指导施工实际提供了合理的依据和参考。通过实例计算,验证了本文提出的方法的科学性和实用性。