Dagar efter den massiva explosionen den 4 augusti 2020 i hamnen i Beirut i Libanon, Forskare var på plats och kartlade effekterna av explosionen i hamnen och den omgivande staden.

Målet var att dokumentera och bevara data om struktur- och fasadskador innan ombyggnad, sa University of California, Los Angeles civil- och miljöingenjör Jonathan Stewart, som talade om insatsen vid Seismological Society of America (SSA) årsmöte 2021.

Ansträngningen gav också en möjlighet att jämföra NASA Jet Propulsion Laboratorys satellitundersökningar av sprängeffekterna med data som samlats in från markundersökningarna. Stewart och hans kollegor drog slutsatsen att satellitbaserade Damage Proxy Maps var effektiva för att identifiera allvarligt skadade byggnader och oskadade byggnader, men var mindre effektiva för att bedöma mellanliggande nivåer av strukturella eller fasadskador.

"Den huvudsakliga fördelen är att Damage Proxy Maps definitivt kan skilja allvarlig skada från brist på skada" för både strukturella och fasadbedömningar, Stewart sa, "men de är inte lika bra på finare tuning."

"Om det du är intresserad av är en ganska detaljerad bild av vad som har hänt, det kan inte ersätta en person som faktiskt vet vad de gör och tittar på strukturen, speciellt från insidan, " han lade till.

Spaningen av explosionen i Beirut organiserades genom National Science Foundation-sponsrade Geotechnical Extreme Events Reconnaissance Association (GEER). Förutom Stewart och hans kollegor vid American University of Beirut, i teamet ingick medlemmar från University of Illinois och University of Calabria i Italien. Informationen som analyseras av GEER-teamet kan hjälpa ingenjörer att lära sig mer om hur man bygger säkert mot liknande destruktiva händelser, inklusive jordbävningar, i framtiden.

Deras resultat, detaljerad i en GEER-rapport, också "ge några rekommendationer om hur du kan optimera personalresurserna när du gör dessa inspektioner, " sa Stewart.

Den augustidagen, en brand i hamnen detonerade uppskattningsvis 2,75 kiloton TNT-ekvivalenter av ammoniumnitrat och bränsle, en händelse ungefär lika stor som en jordbävning med magnituden 3,3. Inom några dagar, ingenjörer vid American University of Beirut "hade upprättat en hotline där människor kunde ringa in som var oroliga för stabiliteten hos skadade strukturer, " sa Stewart.

Professorer och studenter gjorde besök för att inspektera och bedöma stabiliteten hos dessa strukturer och andra, men de personliga besöken minskades i september på grund av covid-19. Efter det, forskarna var beroende av street view-undersökningar, med GoPro 360-graderskameror monterade på bilar som körs runt i staden.

Skadan rankades med hjälp av skalor anpassade från de som användes för händelser efter jordbävning, sa Stewart. Till exempel, strukturella skador rangordnades på en skala som började med mindre skador på icke-bärande element fram till fullständig kollaps av en struktur. Fasadskadorna rangordnades med hjälp av en skala som börjar med spruckna fönster och sträcker sig till fullständig utblåsning av fönster och dörrar.

De rumsliga mönstren för skador från en explosion skiljer sig från dem som ses i en jordbävning. Platsförhållanden som underliggande jord har mycket större betydelse när det gäller den strukturella påverkan av en jordbävning, medan explosionsskador beror på "hur mycket du känner den explosionen, " förklarade Stewart. "Med en explosion, skadorna minskar med avståndet och med antalet byggnader mellan dig och sprängningen som kan avleda dess effekter."

Stewart är ingen expert på explosionsseismologi, men han har erfarenhet av att bedöma strukturella skador efter jordbävningar från sitt arbete i zoner efter jordbävningen med GEER. Han kontaktade en kollega vid American University i Beirut efter katastrofen för att erbjuda sin hjälp med att samla in observationer som kan vara användbara för framtida forskare och ingenjörer.

"Vi kände att det var viktigt att samla in lättförgänglig data som vi förväntar oss kommer att vara användbar för människor som studerar sprängeffekter i en urban miljö, och att lära sig något av denna katastrof för att förbättra vår motståndskraft mot framtida sådana katastrofer, " han sa.