土石坝是指由土、石料等当地材料建成的坝,以其安全性、经济性、适应性受到工程界的普遍重视,成为富有竞争力的坝型之一。土石坝具有填筑方量大、施工强度高、受地形条件影响大等特点,其填筑往往采用多工作面、多工种平行交叉作业,填筑已不是施工进度的制约因素,往往填料的分区才是控制进度、决定投资的关键。填料分区得当不但可以充分利用坝区附近的料物,还能缩短工期,并取得良好的环境效益。目前的填料分区方法仅根据填料调运的原则进行定性的分析,这些原则没有很好地进行全局的最优调配,很少考虑土石坝施工动态变化特点,更没有考虑不同分区料物的实际储量和均衡利用运输机械等方面限制,以至于最终的填料分区不够经济,甚至在现有填料和运输机械条件下难以实现。本文以三亚大隆枢纽工程大坝为例,把填料分区设计和填料的性质研究密切联系起来,针对填料性质的研究,料场规划模型的建立等关键问题,采用大量的试验和综合分析方法开展了以下系统的研究工作:1.为了从整体上、总体上研究料场土料的土性及储量,得到其可行的填料分区方案,对专用料场进行复勘和补勘,以探明料场的土性、储量以及分布,并取有代表性的土料进行各种室内、室外试验,对料源的级配、渗透系数、填筑含水量、铺填厚度等施工参数进行研究,确定了各土料的施工工艺。2.本工程的前期开挖料方量较大,为了充分利用石料,并减少对环境的影响,本文还对前期开挖料的土性进行了分析研究,得出各种开挖料的土性特性及利用方向。3.在充分掌握各土料特性情况下,结合该工程的实际施工进度、施工工艺和施工条件的要求,利用线性规划理论建立了一个初步适应现场情况的料场规划模型模型,并使用Matlab线性规划工具箱,编制了该模型的求解系统。4.按照该分区模型计算结果进行施工,工程实践结果证明该填料分区在满足各种设计要求的前提下,缩短了工期,并获得了良好的环境效益,验证了模型的正确性。本文所建立的模型计算结果真实、可靠,为目前土石坝的填料分区设计提供了有益参考,具有广阔的工程应用价值及前景。