空间变预应力下的非稳态滑脉

最近确立了在均匀预应力 $\tau_b$ 下的自愈滑脉是不稳定的摩擦断裂模式，即它们要么随着时间 $t$ 缓慢扩张/衰减。进一步表明，它们的动力学遵循一种降低维度的描述，对应于平面中由滑脉传播速度 $c(t)$ 和尺寸 $L(t)$ 定义的特殊 $L(c)$ 线。然而，均匀预应力在自然断层中往往是例外情况。我们研究了空间变预应力 $\tau_b(x)$ 对二维滑脉的影响，这些滑脉最初是在沿率-状态摩擦断层均匀 $\tau_b$ 下生成。我们考虑围绕参考均匀 $\tau_b$ 的周期性和恒定梯度预应力 $\tau_b(x)$。对于周期性 $\tau_b(x)$，滑脉要么维持并在 $L-c$ 平面中形成准极限循环，要么沿着 $L(c)$ 线单调衰减，取决于初始滑脉的不稳定性指数以及 $\tau_b(x)$ 的属性。对于恒定梯度 $\tau_b(x)$，扩张/衰减滑脉 closely 遵循 $L(c)$ 线，并由梯度的符号和大小决定系统性偏移。我们还发现，空间变 $\tau_b(x)$ 可以反转初始参考滑脉的扩张/衰减性质。最后，我们表明，若梯度 $\tau_b(x)$ 足够大且具有特定符号，即可在初始滑脉的愈合尾部诱导后向传播的断裂，从而产生双向裂纹式断裂。该滑脉-裂纹转变以及上述效应表明，丰富的断裂动力学源于简单的非均匀预应力。 Furthermore，我们表明只要存在滑脉，其动力学与特殊 $L(c)$ 线相关，为非均匀预应力下的非稳态滑脉提供了有效的降维描述。