为适应绿色发展的需求,边坡的生态防护越来越受到重视,并进行了广泛的应用,但目前仍存在理论滞后于实践的情况。为探讨乔木根系特征对边坡土体力学特性以及边坡稳定性的影响,本研究利用纵剖面法分别探究了柳杉和秋枫的根系分布特征,基于根系调查的指标,利用压样法制取重塑根土试样,采用改进的大盒直剪仪,探讨了根面积比、根径、正应力对根-土复合体抗剪强度的影响。采用根系拉拔试验和根系表面微观试验,探究了根土界面的摩擦特性。最后利用Abaqus软件分析了根系对边坡土体位移、边坡稳定安全系数的影响,取得的主要研究成果和结论如下:1)柳杉和秋枫根系主要集中在0～0.8 m土层中,其中0.2～0.4 m深度土层中根系数量最多。柳杉和秋枫根系数量总体随土层深度的增加呈现先增多后减少的趋势。柳杉和秋枫根径主要集中在0～8 mm范围内,大于8 mm根径数量较少。柳杉根面积比分布范围在0.01%～0.33%之间,而秋枫则为0%～0.27%,其值略小于柳杉。根面积比随土层深度以及距树干水平距离的变化趋势与根系数量一致,均在0.2～0.4 m土层中出现最大值。2)正应力对根-土复合体抗剪强度影响显著,随着正应力的增大,根-土复合体抗剪强度也增大,但增长幅度却在减少,说明根系对深层土体的加固效果较浅层土体有所削减。根系能够显著提升边坡土体的抗剪强度值,柳杉提升范围为0%～41.30%,秋枫提升范围为3.64%～45.65%,秋枫提升值略大于柳杉。另外,柳杉和秋枫粗根对边坡土体抗剪强度的提升整体上大于细根,粗根相比于细根表现出了更好的加固效果。随着根面积比的增大,根-土复合体抗剪强度先增大后减少,存在最优值,其中粗根根-土复合体最优含根量为0.1%,细根为0.2%,最优含根量呈现随根径增大而减小的趋势。柳杉和秋枫根系均能增大土体的黏聚力和内摩擦角,且粗根提升效果优于细根,根系对土体黏聚力的影响要大于内摩擦角。另外,随着根面积比的增大,根-土复合体黏聚力呈现先增大后减少的趋势,变化趋势与根-土复合体抗剪强度趋势一致。3)随着根径的增大,柳杉和秋枫根土界面最大静摩擦力也增大,且根径与根土界面最大静摩擦力呈显著正相关。柳杉根土界面静摩擦因子均值为0.55,而秋枫根土界面静摩擦因子均值为0.59,秋枫值要略大于柳杉值,从单根角度来看,也可以在一定程度上说明秋枫根系对边坡土体的加固效果要优于柳杉。从根系表面微观结构来看,相对于柳杉根系,秋枫根系表面凹凸不平的程度更高,根土摩擦作用越明显,从而秋枫对应的根土界面静摩擦因子更高。这与根系拉拔试验结果相吻合。4)柳杉和秋枫根系均能降低边坡表层土体水平位移和竖直位移,其中粗根降低边坡的水平位移和竖直位移的幅度要大于细根,粗根相较于细根表现出更好的限制作用。柳杉和秋枫根系均能提高边坡稳定安全系数。相比较于素土,柳杉粗根整体提升幅度为1.72%～4.43%,细根提升幅度为0.44～3.03%;秋枫粗根整体提升幅度为0.07%～6.90%,细根提升幅度为2.39%～4.79%。秋枫根系的提升幅度要大于柳杉根系,且粗根的提升效果要大于细根,但整体增长幅度并不大,对于较大型边坡应采取植物措施和工程措施相结合的方式来提高边坡稳定性。