یکی از مهمترین مولفه‏های رفتار بلند مدت سد خاکی پایداری آن در طول زمان بهره‏برداری است. پایداری سد خاکی تحت تأثیر نوسانات ارتفاع آب مخزن می‏باشد، مخصوصاً هنگامی که مخزن تخلیه می‏شود. اگرچه اهمیت شرایط تخلیه سریع برای هم? طراحان سد شناخته شده است و پیشنهاداتی برای در نظر گرفتن آن در ادبیات فنی ارائه شده است، مطالعه روش‏مند شرایط تخلیه سریع و اثرات آن در پایداری سد در ادبیات فنی موجود نادر می‏باشد. از آنجایی که وقوع پدیده تخلیه سریع امکان بروز ناپایداری شیب بالادست را در پی دارد این پایان‏نامه به تحلیل پایداری سد خاکی در این شرایط اختصاص گردیده است. به این ترتیب که تأثیر عوامل موثر در بروز این پدیده، نظیر سرعت تخلیه، مقدار تخلیه و ضریب نفوذپذیری مصالح سد، بررسی شده و متعاقباً پایداری شیب بالادست در شرایط مختلف تحلیل شده است. به منظور نزدیک بودن نتایج به واقعیت، مقطع عرضی سد علویان برای این پایان‏نامه انتخاب شده است. علت انتخاب این سد در دسترس بودن پارامترهای مقاومتی و مکانیکی مصالح بدنه سد می‏باشد که بعنوان پارامترهای ورودی نرم‏افزار مورد نیاز است. برای نیل به این مهم، مطالعاتی جهت بررسی پایداری شیب بالادست در طول وقوع تخلیه سریع به روش تعادل حدی و مقاومت حدی انجام یافته است. برای انجام تحلیل‏های تعادل حدی، فشارهای منفذی از تحلیل تراوش گذرا به روش المان محدود بدست آمده است. برای انجام تحلیل‏های مقاومت حدی تنش‏های اولیه و تنش‏های بعد از تخلیه، از روش المان محدود محاسبه گردیده است. و برای ارزیابی صحت مطالب، نتایج بدست آمده از روش المان محدود و تعادل حدی مقایسه گردیده است. نتایج نشان می‏دهد که برای سطوح لغزش واقع در شیب بالادست ضریب اطمینان در مقابل مقدار تخلیه ابتدا کاهش یافته و با ادامه تخلیه افزایش می‏یابد. با افزایش ضریب نفوذپذیری مصالح هسته ضریب اطمینان افزایش می‏یابد و با افزایش سرعت تخلیه ضریب اطمینان کاهش می‏یابد. همچنین نتایج حاصل از تعادل حدی و مقاومت حدی همخوانی قابل قبولی باهم دارند.

طرح بهینه سازه ها یکی از مسائل مهم بهینه سازی در زمینه مهندسی سازه می باشد که توجه محققین بسیاری را به خود جلب کرده است. طرح بهینه سازه نه تنها باید از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه باشد، بلکه باید الزامات آیین نامه ای را نیز برآورده کند. هدف این پایان نامه ارائه روش های بهینه سازی کارآمد مبتنی بر الگوریتم های فرامکاشفه ای برای مسائل مختلف بهینه سازی سازه ای می باشد. در این پایان نامه به کمک الگوریتم های تکاملی که به صورت کلی از آنها به عنوان الگوریتم های فرامکاشفه ای یاد شده است، الگوریتم های بهینه سازی جدیدی برای طراحی بهینه سازه ها پیشنهاد داده شده است. الگوریتم های پیشنهاد شده با ترکیب و بهبودالگوریتم های جغرافیای زیستی، الکترومغناطیس و ازدحام ذرات، برای مسائل مختلف بهینه سازی سازه ای توسعه داده شده اند. در این پایان نامه، بهینه سازی مقاطع سازه های خرپایی و قاب های خمشی با قیود استاتیکی و بهینه سازی شکل و مقاطع سازه های خرپایی تحت قیود فرکانس بررسی شده اند. به منظور نشان دادن عملکرد الگوریتم های پیشنهاد شده، مثال های مختلفی از طراحی بهینه سازه ها مورد مطالعه قرار گرفته اند. نتایج عددی مربوط به مسائل بهینه سازی،نشان دهنده عملکرد خوب الگوریتم های ارائه شده در مقایسه با سایر روش های ارائه شده در تحقیقات مختلف می باشند.