剪切断层泥的双尺度模型：宏观无序与局部粘塑性之间的竞争

我们开发了一种剪切断层泥层模型，该模型考虑了滑动过程中颗粒接触处温度的局部升高。我们利用剪切转变区 (STZ) 理论（一种统计热力学理论）来描述由断层泥颗粒局部重排引起的不可逆宏观塑性变形。我们使用一维热扩散方程追踪颗粒接触处的温度演化。在低温下，微凸体的强度受流动强度限制，这与位错蠕变模型的预测一致。在高温下，颗粒的部分成分可能熔化，导致微凸体强度退化。我们的模型预测了准静态 regime 下稳态剪切应力具有对数速率依赖性。在致密流 regime 下，由于颗粒界面热软化效应，摩擦强度随滑移速率增加而迅速降低。应变率阶跃后的瞬态响应包括直接效应和随后的演化效应，两者均取决于速度阶跃的大小和方向。除了摩擦热外，能量预算还包括一个额外的能量汇，代表用于增加局部无序的外部功份额。该模型连接了断层泥层的低速与高速摩擦响应，并为具有增强同震弱化效应的地震破裂多尺度建模提供了基本要素。