平直走滑断层亚失稳状态的位移协同化特征——基于数字图像相关方法的实验研究

亚失稳阶段是断层临近失稳的最后阶段，识别断层亚失稳状态，对评估断裂区内的断层失稳危险性具有重要意义．含平直走滑断层的岩石样品在卧式双轴伺服控制压机上加载产生黏滑，同时用高速相机以1000帧S_的速度记录样品变形，失稳过程中的数字图像，然后采用数字图像相关分析方法计算样品表面变形场，并通过定义表征断层位移累计值相对离散程度的协同化系数来描述断层失稳过程的协同化特征，结果表明：（1）局部预滑区进入亚失稳阶段之前，扩展速率非常缓慢；进入亚失稳I阶段后，扩展速率有所增加，但仍很缓慢，属于准静态扩展；在亚失稳II阶段，在占整个亚失稳阶段～1．5％的时间段内，断层先是以～0．9mS。的速率扩展，继而快速贯通整个观测区域，此时断层已转为准动态扩展．（2）在亚失稳I阶段断层位移协同化系数降为进入亚失稳前的一半，在亚失稳II阶段这一系数再降为进入亚失稳前的四分之一．这一系数持续下降意味着断层位移协同化作用的加强，亦可作为断层进入亚失稳阶段的特征之一．（3）此外，在断层失稳滑动阶段，观测区内断层出现三次整体滑动：初始滑动，快速滑动和调整滑动．断层在三次滑动之间存在两次短暂的停顿过程．