پیشرفت علم در صنعت شهرسازی و علوم مهندسی مکانیک و عمران، موجب پراهمیت‌تر شدن بررسی کارایی سازه‌ها در مقابل پاسخ رفتارهای دینامیکی ناشی از بارهای جانبی تولیدشده توسط زلزله و.. شده است. همچنین بر اساس نظریات پراهمیت بشردوستانه در خصوص حفظ جان انسان‌ها در مقابل حوادث غیرمترقبه مانند سیل و زلزله و … شاهد تغییر نگرش و تخصصی‌تر شدن علوم مهندسی عمران و شهرسازی هستیم. مهندسی عمران به‌عنوان رشته مادر در ساخت‌وسازهای شهری شناخته‌شده و پراهمیت‌ترین نقش در برخورد مقابله با حوادث و حفظ جان بشریت را دارا هست. با توجه به اهمیت‌های یادشده به وجود آمدن شاخه‌های تخصصی در این مهندسی عظیم جزو اجتناب‌ناپذیر به‌روزرسانی این تخصص هست. یکی از مهم‌ترین شاخه‌های علم مهندسی عمران که به‌عنوان گرایش بین‌رشته‌ای در مجموعه مهندسی عمران شناخته می‌شود علم ژئوتکنیک است. این گرایش در حقیقت اساس مهندسی عمران بوده و مسائل را به‌صورت بنیادی وازدید اساسی‌ترین عنصر پرکاربرد در مهندسی عمران یعنی خاک بررسی می‌نماید.

می‌توان با قطعیت گفت به دلیل میان‌رشته‌ای بودن این شاخه مهندسی عمران و نیز غیر یکپارچه بودن عنصر خاک، این رشته به سخت‌ترین شاخه مهندسی عمران تبدیل‌شده است. وارد شدن مسائل جانبی از قبیل سازه، هیدرولیک، محیط‌زیست، ژئوفیزیک، زلزله و زمین‌شناسی به این رشته موجب تحمیل حل معادلات فزاینده و چند شرطی در این گرایش شده است. به‌صورت طبیعی نیز با توجه به اینکه بحث اصلی این رشته حل معادلات مربوط به خاک که یک محیط سه‌گام متشکل از آب، هوا و مواد جامد هست سختی نسبی را در مقایسه با گرایش‌ها دیگر به این شاخه اعمال نموده است.

بر اساس توضیحات فوق، با توجه به طاقت‌فرسا بودن حل مسائل مهندسی در این شاخه، این مجموعه خود به چند زیرگروه مختلف تقسیم‌شده است که متخصصان بر اساس علاقه‌مندی، محققین و دانشجویان در یک و یا چند تخصص به کسب تجربه و دانش‌آموختگی مشغول می‌گردند. شاخه‌های مرتبط با گرایش مهندسی عمران-ژئوتکنیک به شرح ذیل در دانشکده‌های مختلف دنیا در حال تدریس و تحقیق می‌باشند:

۱) ژئوتکنیک لرزه‌ای: این شاخه تلفیقی از علم مهندسی عمران گرایش زلزله و علم ژئوتکنیک هست که نسبت به بررسی رفتارها، پاسخ‌ها و تغییرات شکل توده‌های خاکی و شیب‌ها در مقابل تنش‌های اعمال‌شده از زلزله و هرگونه بار دینامیکی و سیکلی دیگر اقدام می‌نماید و یکی از زیباترین، پرکاربردترین و سخت‌ترین گرایش‌ها مهندسی ژئوتکنیک هست. کشور ایران با توجه به محدودیت‌های حاصل از تحریم در این گرایش بسیار قابل‌تقدیر عمل نموده و جزو کشورهای متخصص در دنیا هست.

۲) مکانیک خاک و پی: این شاخه از مهندسی ژئوتکنیک به بررسی رفتار خاک در مقابل تحمل بارهای وارد استاتیکی، خصوصیات فیزیکی و شیمیایی خاک، بررسی رفتار خاک در مقابل آب و ارائه مدل‌های رفتاری مناسب خاک در مقابل نیروهای مختلف ارائه می‌نماید. این شاخه از مهندسی ژئوتکنیک در کشورهای اروپایی مانند اتریش و آلمان با توجه به سوابق ایشان بسیار کاربردی و قابل تحصیل هست.

۳) ژئوتکنیک زیست‌محیطی: ترکیب مهندسی محیط‌زیست با معادلات پیچیده مهندسی ژئوتکنیک و بررسی رفتار خاک در مقابل برخورد با آلاینده‌ها، برخورد با آب و فاضلاب همچنینی بررسی روش‌های مناسب دفن موارد زائد شهری و صنعتی همچنین دفن زباله‌های اتمی و …. جزو مهم‌ترین خصوصیات این گرایش هست. این گرایش یکی از پرکاربردترین و زیباترین گرایش‌های مهندسی ژئوتکنیک هست که در جوامع کشورهای پیشرفته بسیار پرکاربرد هست و در آینده دارای بازار کار بسیار مناسب خواهد بود.

۴) اندرکنش خاک و سازه: پرکاربردترین و پراهمیت‌ترین گرایش ژئوتکنیک اندرکنش خاک و سازه هست که تلفیق از سه علم سازه، زلزله و ژئوتکنیک هست. بسیاری از آیین‌نامه‌های بزرگ دنیا طراحی سازه‌های خاص و حساس مانند مخازن، نیروگاه‌ها، مخازن اتمی و … را منوط به استفاده از این روش در طراحی نموده‌اند. در عمل این شاخه به بررسی و طراحی هم‌زمان سازه و پی بر اساس بارهای دینامیکی وارد از سنت زلزله می‌پردازد. در مقیاس بسیار پیشرفته‌تر نیز معادلات مربوط به سیال وارد معادلات دیگر شده و به نام اندرکنش سیال، سازه خاک شناخته می‌شود. این شاخه از مهندسی ژئوتکنیک کاملاً مطابقت باکار مهندسین هوا و فضا و مهندسان مکانیک جامدات داشته و دارای روش‌های حل مشابه در مسائل می‌باشند. پیچیده‌ترین و جدیدترین شاخه مهندسی ژئوتکنیک اندرکنش خاک و سازه هست که در آینده بسیار پرکاربرد خواهد بود. این شاخه و ژئوتکنیک لرزه‌ای دارای بازار کار بسیار مناسب در کشورهای دارای زلزله مانند ایران، کانادا، آمریکا، جنوب اروپا و قاره اقیانوسیه و آسیای شرقی هست. کشور ایران درزمینه این گرایش جزو پیشتازان تولید علم بوده و فعالیت‌های قابل‌تقدیری نشان داده است.

۵) ژئومکانیک مخازن نفتی: با توجه به اینکه استخراج از منابع بزرگ نفتی در اعماق زمین نیاز به علم و تخصص ویژه‌ای دارد که می‌بایست فشارهای وارد از سمت سیال درون زمین با وسیله توده‌های خاک چاهک و دیواره ا مهار شود همچنین نوع و متد استخراج دارای تدابیر ویژه‌ای خواهد بود این شاخه و گرایش به وجود آمده است. کشور انگلستان و آمریکا در این گرایش بسیار پیشرفته بوده و در اروپا کشور نروژ در این گرایش جزو معتبرترین‌ها در دنیا می‌باشند.

۶) مکانیک سنگ: این شاخه از مهندسی ژئوتکنیک به بررسی رفتار سنگ در مقابل تحمل بارهای وارد استاتیکی، خصوصیات فیزیکی و شیمیایی سنگ، بررسی رفتار سنگ در مقابل آب و ارائه مدل‌های رفتاری مناسب سنگ در مقابل نیروهای مختلف ارائه می‌نماید. در کشورهایی که کار تونل سازی و معدن کاری رونق دارد این گرایش جزو بهترین‌ها بوده و دارای بازار مناسبی هست.

امید است با ارائه توضیحات و معرفی مختصری که از این رشته به عمل آمد توانسته باشم که حداقل شناختی برای عزیزان دانشجو که در مرحله تصمیم‌گیری انتخاب شاخه تحصیلی و یا موضوعات مربوط به پایان‌نامه می‌باشند ایجاد نموده باشم.

با آرزوی سلامتی و موفقیت برای همه ایرانیان عزیز در همه جای دنیا.

دکتر پویان عباسی مائده
دکتری مهندسی عمران-گرایش ژئوتکنیک