یکی از درس‌های مهم و متفاوتی که فرصت شد تا امسال (در نیم سال تحصیلی اول سال ۱۴۰۳) برای دانشجویان کارشناسی ارشد رشته مهندسی ژئوتکنیک ارائه کنم، درس "روش‌های احتمالاتی در مهندسی ژئوتکنیک" بود. این درس، که در بسیاری از دانشگاه‌ها ارائه نمی‌شود، یکی از غنی‌ترین و کاربردی‌ترین موضوعات پژوهشی در حوزه مهندسی ژئوتکنیک است. متأسفانه، بسیاری از فارغ‌التحصیلان مقطع ارشد، بدون آشنایی با این مبحث ارزشمند، وارد دنیای حرفه‌ای یا پژوهشی می‌شوند.
اینکه چرا این درس اهمیت ویژه‌ای دارد به نظر من به محتوای غنی این درس بر میگردد که می‌تواند دیدگاه دانشجویان را نسبت به مسائل مهندسی ژئوتکنیک به‌کلی تغییر دهد. روش‌های احتمالاتی به دانشجویان کمک می‌کند تا از تحلیل‌های تعینی عبور کرده و با رویکردی جامع و مبتنی بر مدلسازی عدم قطعیت مسائل مهندسی را بررسی کنند. این انتقال از تحلیل‌های سنتی تعینی به تحلیل‌های احتمالاتی، یک گام بزرگ در مسیر پیشرفت علمی و پژوهشی است.
محتوای درس
ما این دوره را با مروری بر مبانی آمار و احتمالات آغاز کردیم. هدف اصلی، فراهم کردن پیش‌زمینه‌ای مناسب برای درک عمیق‌تر مفاهیم پیشرفته‌تر بود. سپس به بررسی ضرورت استفاده از تحلیل‌های احتمالاتی در مهندسی ژئوتکنیک پرداختیم. در این مرحله، مفاهیم کلیدی مانند متغیرهای تصادفی، تابع حالت حدی، و فرمول‌بندی مسائل قابلیت اعتماد معرفی شدند.
یکی از روش‌های اولیه که دانشجویان یاد گرفتند، روش AFOSM بود. این روش به‌عنوان پایه‌ای برای ورود به دنیای قابلیت اعتماد به کار رفت. سپس، با روش‌های پیشرفته‌تری مانند روش قبلیت اعتماد مرتبه اول (FORM) و روش قابلیت اعتماد مرتبه دوم (SORM) آشنا شدیم. این روش‌ها، که از دیدگاه تئوری و محاسباتی بسیار مهم هستند، ابزارهای قدرتمندی برای ارزیابی قابلیت اعتماد سازه‌های ژئوتکنیکی فراهم می‌کنند.
پس از تسلط بر روش‌های تحلیل قابلیت اعتماد، دانشجویان به یادگیری روش‌های مبتنی بر نمونه‌های تصادفی پرداختند. روش نمونه‌گیری مونت کارلو به‌عنوان یکی از پرکاربردترین و مفهومی‌ترین روش‌ها، به‌صورت گام‌به‌گام آموزش داده شد. دانشجویان نه‌تنها مفاهیم این روش را آموختند، بلکه با استفاده از نرم‌افزار متلب، به کدنویسی و پیاده‌سازی آن پرداختند. این بخش از دوره، یکی از جذاب‌ترین قسمت‌ها برای دانشجویان بود، زیرا آن‌ها توانستند از نزدیک با چالش‌های عملی استفاده از روش‌های احتمالاتی در مسائل واقعی مواجه شوند.
معرفی نرم‌افزار RTX و ارج نهادن به تلاش‌های گذشته
یکی از بخش‌های ویژه این دوره، معرفی نرم‌افزار RTX بود. این نرم‌افزار، که توسط دانشکده مهندسی عمران دانشگاه صنعتی شریف توسعه یافته است، یک ابزار بسیار قدرتمند برای تحلیل قابلیت اعتماد است. در کلاس، تلاش‌های ارزشمند پژوهشگران قبلی در این حوزه را مرور کردیم و دانشجویان با کاربردها و امکانات این نرم‌افزار آشنا شدند. هدف از این بخش، نه‌تنها آشنایی با یک ابزار کاربردی، بلکه الهام‌بخشی از تلاش‌های پیشینیان بود.
تجربه‌ای ماندگار و آینده‌ای روشن
این دوره برای من و دانشجویان تجربه‌ای فراموش‌نشدنی بود. تلاش دانشجویان برای یادگیری و به‌کارگیری روش‌های احتمالاتی، خاطره‌ای بسیار ارزشمند در ذهن من برجا گذاشت. یکی از آرزوهای من این است که بتوانم این دوره را به‌صورت آنلاین ضبط و برای عموم علاقه‌مندان منتشر کنم. این کار می‌تواند فرصتی بی‌نظیر برای به اشتراک گذاشتن لذت یادگیری روش‌های احتمالاتی با جامعه مهندسی باشد.
هدیه‌ای برای شما
به‌عنوان هدیه، بخشی از کلاس که به معرفی نرم‌افزار RTX اختصاص داشت، به‌زودی در این وبلاگ قرار خواهد گرفت. امیدوارم این محتوا برای همه شما مفید باشد و به گسترش استفاده از روش‌های احتمالاتی در حل مسائل مهندسی کمک کند.