Ну, если очень мельком глянуть (я попытался посмотреть структуру вектора в исходниках, но у меня не получилось :)), то выглядит следующий код выглядит примерно так:
vector<int> x = { 1,2,3 };
vector<int> y = { 4,5,6 };
array<vector<int>, 2> a = { x, y };
vector<array<vector<int>, 2>> r = { a };
где красное - вектора x и y, синее массив a их объединяющий и оранжевый - общий вектор r.
Да, массив, судя по исходникам, является классом, но в памяти выглядит как подряд идущие объекты, поэтому вложенные в него вектора идут ровно подряд.
Сам вектор похоже состоит из 4-х указателей, 3 из которых я так и не понял что, а вот второй - ссылка на текущий массив данных.