DETECTION OF NEAR-SURFACE TRACES FROM UNDERGROUND NUCLEAR EXPLOSIONS AT SEMIPALATINSK TEST SITE USING ACTIVE SEISMIC METHOD
https://doi.org/10.52676/1729-7885-2020-3-105-112
Abstract
In 1997, Institute of Geophysical Research NNC RK conducted seismic study of the Balapan site at Semipalatinsk Test Site, within the borders of which 14 underground nuclear explosions were carried out earlier. One of the tasks of the study was to develop a detection methodology in the upper part of the traces section from underground nuclear explosions as target objects during the On-site Inspection. In epicentral regions of the underground nuclear explosions with depths down to 100–120 m sites with lower velocity values were noted down to 3,0–3,5 km/s for P and 1,6–1,8 km/s for S waves; these were interpreted as slabbing occurrences. The rocks within the slabbing zones are different with increased Poisson’s ratio values up to 0.35, which is 0.07 higher than its pre-explosion values. Using pre- and post-explosion parameters of the background medium (seismic waves velocity, mountain rocks density, elastic modules) a parameter of fractures’ density was calculated within industrially changed layer. A correlation of post-explosion fracture of mountain rocks with engineering and technical parameters of underground explosions was established – a weight of nuclear charge and its laying depth.
About the Authors
A. V. Belyashov
Institute of Oil and Gas Geology and Geophysics SB RAS
Russian Federation
Russian Federation
Novosibirsk
V. D. Suvorov
Institute of Oil and Gas Geology and Geophysics SB RAS
Russian Federation
Russian Federation
Novosibirsk
E. A. Melnik
Institute of Oil and Gas Geology and Geophysics SB RAS
Russian Federation
Russian Federation
Novosibirsk
References
1. Кожевников, Н.О. Геоэлектрический разрез в районе подземного ядерного взрыва «Кристалл» (Западная Якутия) по данным метода переходных процессов / Н.О. Кожевников, Е.Ю. Антонов, С.Ю. Артамонова, А.Е. Плотников // Геология и геофизика. – 2012. – т. 53, №2. – С. 237–249.
2. Субботин, С.Б. Исследование путей миграции радионуклидов с подземными водами в районе боевой скважины 1071 на площадке «Балапан» / С.Б. Субботин, К.Л. Зеленский, Н.В. Ларионова, В.В. Романенко, В.И. Супрунов, С.С. Пронин, М.Р. Актаев, М.А. Мельничук // Вестник НЯЦ. – 2017. – № 4. – С. 81–90.
3. Договор о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний // Подготовительная комиссия ОДВЗЯИ, Вена. – 1996. – 139 с.
4. Суворов, В.Д. Скоростные параметры среды в местах проведения подземных ядерных взрывов на Семипалатинском испытательном полигоне / В.Д. Суворов, А.В. Беляшов // Вестник НЯЦ РК. – 2012. – № 2. – С. 101–107.
5. Беляшов, А.В. Сейсмическое изучение верхней части разреза на участке Семипалатинского ядерного испытательного полигона / А.В. Беляшов, В.Д. Суворов, Е.А. Мельник // Технологии сейсморазведки. – 2013. – № 3. − С. 64–75.
6. Беляшов, А.В. Техногенно-измененные приповерхностные породы на участке Семипалатинского испытательного полигона: характеристика по сейсмическим данным / А.В. Беляшов, В.Д. Суворов, Е.А. Мельник // Технологии сейсморазведки. – 2015. – № 1. − С. 106–110.
7. Беляшов, А.В. Скоростная характеристика верхней части разреза на участке Семипалатинского испытательного полигона по поперечным волнам / Беляшов А.В., Суворов В.Д., Мельник Е.А., Шелехова О.Х., Ларина Т.Г. // Вестник НЯЦ РК. – 2017. – № 2. – С. 126–132.
8. Беляшов, А.В. Приповерхностные техногенные сейсмические неоднородности в местах проведения подземных ядерных взрывов (Семипалатинский полигон) / А.В. Беляшов, В.Д. Суворов, Е.А. Мельник // Геофизические исследования. – 2020. – № 2. – С. 29–47.
9. Садовский, М. А. Избранные труды: Геофизика и физика взрыва / М. А. Садовский; отв. ред. В. В. Адушкин. -М.: Наука. – 2004. – 440 с.
10. Адушкин, В. В. Изменение свойств горных пород и массивов при подземных ядерных взрывах / В. В. Адушкин, А. А. Спивак // Физика горения и взрыва. – 2004. – № 6. – С. 15–26.
11. Ергалиев, Г.Х. Геологическое строение территории Семипалатинского испытательного полигона / Г.Х. Ергалиев, А.К. Мясников, О.И. Никитина, Л.В. Сергеева // Вестник НЯЦ РК. – 2000. – № 2. – С. 139–148.
12. Коновалов, В. Е. Некоторые особенности подземных вод участка Балапан по данным текущего обследования глубоких скважин / В. Е. Коновалов, Е. Ю. Пестов, Н. Я. Распопов // Вестник НЯЦ РК, 2002. - № 2. – С. 96–99.
13. Zelt, C. A. Seismic traveltime inversion for 2-D crustal velocity structure / C. A. Zelt, R. B. Smith // Geophys. J. Int. – 1992. – Vol. 108. – P. 183–204.
14. Henyey, F. Self-Consistent Elastic Moduli of a Cracked Solid / F. S. Henyey and N. Pomphrey // Geophysical Research Letters. – 1982. – Vol. 9, No. 8. – P. 903–906.
15. Guéguen, Y. Effective Elastic Properties of Cracked Rocks – An Overview. Mechanics of Crustal Rocks / Y. Guéguen, M. Kachanov // Springer Wien New-York, Courses and Lectures. – 2011. – No. 533. – 239 р.
16. Fortin, J. Effects of pore collapse and grain crushing on ultrasonic velocities and Vp/Vs / J. Fortin, Y.Guéguen, and A. Schubnel // Journal of Geophysical Research. – 2007. – Vol. 112. – P. 1–16.
17. Паспортизация боевых скважин площадки Балапан: отчёт по РБП 038 «Обеспечение безопасности бывшего Семипалатинского испытательного полигона» (годовой). – Национальный ядерный центр РК ; рук. Лукашенко С.Н., исп. Русинова Л.А. – Курчатов, фонды НЯЦ РК, 2012. – 79 с.
18. O’Connell, R. Seismic Velocities in Dry and Saturated Cracked Solids / R. J. O’Connell and B. Budiansky // Journal of Geophysical Research. – 1974. – Vol. 79, No. 35. – Р. 5412–5426.
19. Shearer, P. Cracked media, Poisson’s ratio and the structure of the upper oceanic crust / P. M. Shearer // Geophysical Journal. – 1988. – Vol. 92. – Р. 357–362.
20. Wang, X.-Q. High Vp/Vs ratio: Saturated cracks or anisotropy effects? / X.-Q. Wang, A. Schubnel, J. Fortin, E.C. David, Y. Gueguen, and H.-K. Ge // Geophysical Research Letters. – 2012. – Vol. 39. – Р. 1–6.
21. Khandelwal, M. Correlating P-wave Velocity with the Physico-Mechanical Properties of Different Rocks / M. Khandelwal // Pure Appl. Geophys. – 2013. – Vol. 170. – Р. 507–514.
Review
For citations:
Belyashov A.V., Suvorov V.D., Melnik E.A. DETECTION OF NEAR-SURFACE TRACES FROM UNDERGROUND NUCLEAR EXPLOSIONS AT SEMIPALATINSK TEST SITE USING ACTIVE SEISMIC METHOD. NNC RK Bulletin. 2020;(3):105-112. (In Russ.) https://doi.org/10.52676/1729-7885-2020-3-105-112
Views:
275
Email this article 