在社会经济迅速发展的时代大背景下,各种水利类、公路类等项目逐渐出现在人们眼前,许多工程边坡也随之产生。这些边坡的开挖对生态环境的破坏日益加重。人们逐渐开始重视绿色、生态,用植物护坡的方式逐渐代替传统的工程护坡。基于以上背景,本文通过室内试验将带有高羊茅的根-土复合体作为研究对象,通过直接剪切试验得出进一步研究成果,主要分析了含水率这个因素对根-土复合体的抗剪强度这个指标的影响。在有限元理论分析的基础上,根据摩尔-库仑破坏准则建立关于高羊茅根系和土体相互耦合的有限元模型,以此模型来探究植物根系不同因素对边坡土体稳定性的影响。本次研究成果以高羊茅的根-土复合体为例,研究讨论了不同因素下的植物根系对土体稳定性的影响,为植物根系型生态护坡的理论研究奠定了基础。本文通过根-土复合体剪切试验与建立有限元模型相结合的方式,开展了以下工作并得出结论:(1)植物根系的存在可以提高土体的抗剪强度,相同含水率的条件下,根-土复合体的抗剪强度大于无根系土体的抗剪强度。且土体的抗剪强度受含水率的影响,无根系土体和根-土复合体的抗剪强度均随着含水率的增加先增大后减小,在含水率为17.95%时抗剪强度最大。(2)根-土复合体的抗剪强度随土层深度的增加不断减小,0-5cm土层深度的抗剪强度最大,10-15cm土层深度的抗剪强度最小。通过对不同土层深度含根量的测定,发现随着土层深度的增加,根系含量越来越少。由此推测:根-土复合体的抗剪强度受土体中含根量的影响,根系含量越多,根-土复合体的抗剪强度越大。(3)通过模拟不同根系长度和不同根系直径条件下根-土复合体的直接剪切试验,发现:根-土复合体的抗剪强度随着植物根系长度的增加而逐渐增大,当植物根系长度从5cm增加到15cm时,土体的粘聚力和内摩擦角分别增加了0.849kpa、0.08°;根-土复合体抗剪强度随着根系直径的增大而逐渐增大,当根系直径从1.5mm增加到3.93mm时,土体的粘聚力和内摩擦角分别增加了0.48kpa、0.07°。(4)通过模拟边坡土体发现,植物根系的存在可以提高边坡土体的稳定性。随着根系直径的增加,边坡土体变形的最大位移逐渐减小,边坡土体的稳定性逐渐加强,当根系直径从1.5mm增加到3.93mm时,边坡土体的稳定性系数提高了11.16%;随着根系长度的增加,边坡土体变形的最大位移逐渐减小,边坡土体的稳定性逐渐加强,当根系长度从5cm增加到15cm时,边坡土体的稳定性系数提高了12.16%。