边坡失稳和水土流失是常见的自然地质灾害,给人民的生产和生活带来了严重的危害。因此,对边坡进行防护是必不可少的。传统的边坡工程防护技术,在工程早期就能极大提升边坡的稳定性,起到固土护坡的效果。但是,随着时间的增长,其防护效果会逐渐减弱。传统的边坡工程防护技术还存在造价较高和严重破坏生态环境等问题。因此,在传统的边坡防护技术的基础上,有必要寻求一种将工程建设与生态环境保护有机结合起来的“活性和生态型”的边坡防护方法。植物护坡技术对提高边坡土体的强度、抗变形稳定及抗冲刷侵蚀的能力有显著作用,且具有造价低廉和维持生态平衡的优点。边坡的坡度,是在各种影响边坡稳定的因素中最主要的自然因素之一。因此,开展坡度对植物护坡的影响研究,不但具有重要的理论意义,也具有广阔的工程应用前景。论文依托国家自然科学基金资助项目“高强度林草混交根系成型机理与边坡根系土体加固机制研究”（项目号:31270671）,并以“生态护坡技术在重庆铁路枢纽东环线工程中的应用研究”（项目号:YF1900SD07B）为研究的工程背景,开展了坡度对香根草固土护坡性能影响的试验研究。通过试验研究和理论分析相结合的方法,探明了各种根系形态参数随坡度影响的变化规律,并揭示了其影响机理。在试验研究的基础上,探明了边坡的坡度对香根草根-土复合体抗剪强度指标的影响规律,并揭示了其相关的影响机理。提出了在不同坡度条件下,香根草根-土复合体的粘聚力和内摩擦角的分析模型和理论。通过数值模拟分析,探明了边坡的坡度对香根草生态护坡稳定性的影响规律。本文所开展的主要研究工作及所取得的主要研究结论如下。1、主要的研究工作（1）通过“十字架人工全挖法”挖掘不同坡度条件下生长的香根草,研究了香根草根系直径、根系生物量、根群生长范围以及根径占比在不同坡度和不同坡向的坡体空间的分布形态。探明了根系直径、根系生物量、根群生长范围以及根径占比等随土层深度、坡度和坡向等因素影响的变化规律,并揭示了其相应的影响机理。（2）通过对不同坡度条件下,含根原状土与无根原状土进行的直剪试验,探明了坡度对根-土复合体强度的影响规律,并揭示了其相应的影响机理。（3）建立了香根草根-土复合体抗剪强度指标的分析模型,并确定了相关的模型参数。（4）采用有限单元法,对植物护坡的稳定性进行了数值模拟分析。探讨了边坡的坡度,对植物根系在边坡土体空间分布形态的影响。探明了边坡的坡度对植物护坡稳定的安全系数的影响规律,并揭示了其相关的影响机理。通过数值模拟分析,验证了所提出的分析模型和理论的合理性。2、取得的主要研究进展和创新结论（1）通过对不同坡度条件下的香根草的根系形态参数的分析,发现坡度及坡向对香根草的根系生物量具有明显的影响。当根系位于上坡向时,坡度越大,根系的生物量就越少。当根系位于下坡向时,坡度越大,位于浅层土体内的根系生物量就越多。将香根草的根系生物量进行函数拟合,建立了根系生物量随土层深度与坡度变化的分析模型,并确定了相关的模型参数。（2）通过对不同坡度条件下香根草根系形态参数的分析,发现香根草的根群生长范围随着坡度和深度变化而产生规律性的变化。随着土层深度的增加,处于上坡向和处于下坡向的香根草根群生长范围,都呈现出先增大后减小的趋势。坡度越大,则上坡向生长的香根草根群的生长范围越小,下坡向生长的香根草根群的生长范围相对较大。基于对实测结果的分析,建立了植物的根群生长范围随土层深度与坡度变化的分析模型,并确定了相关的模型参数。该模型可用于分析根群的生长范围,也可用于分析在不同土层深度和不同坡度的坡体空间内的分布形态。（3）通过对不同坡度条件下的香根草根系形态参数的分析,发现坡度对香根草的根径与根径占比有明显的影响。随着坡度的增大,一年生的香根草根系中,根径为0.5～1.5mm范围内的根系所占的比例呈现出增大的趋势。随着坡度的变化,相同土层深度根径的大小也会随之改变。（4）通过对不同坡度条件下,不同土层深度的含根原状土与无根原状土所进行的直剪试验,发现坡度对根-土复合体的抗剪强度的影响,主要体现在提高了其粘聚力方面,而对其内摩擦角的影响较小。同时,研究发现,土体中由于根系的存在,能够显著提高土体的粘聚力。随着坡度的增大,相同土层深度的根-土复合体的粘聚力逐渐增大,但其粘聚力增加的幅度会逐渐变小。（5）通过对直剪试验结果的分析,建立了根系含量与粘聚力的关系模型,并确定了相关的模型参数。同时,建立了不同坡度和不同土层深度条件下,根系数量与根系含量的关系模型,并确定了相关的模型参数。结合所提出的根系生物量和土层深度及坡度的分析模型,建立了根-土复合体抗剪强度指标的计算分析模型,并确定了相关的模型参数。（6）根据数值模拟分析的结果,发现根系对降低水平位移量的效果最为明显。坡度不同时,含根边坡与无根边坡的位移量的大小也各不相同。当坡度的变化范围在30°～45°之内时,研究结果表明,当坡度为30°时,含根边坡与无根边坡的水平位移量、竖向位移量以及总位移量均达到最小值。说明坡度对边坡的整体稳定性,是具有明显影响的。（7）根据数值模拟分析的结果,发现当边坡中有植物根系的存在时,能够降低边坡的塑性变形。但是,这种效果会受到边坡坡度的影响。无论是无根边坡或者是含根边坡,坡脚处的塑性变形均会随着坡度的增大而增大。（8）根据数值模拟分析的结果,发现无根边坡和含根边坡稳定的安全系数,均随坡度的增大而降低。植物根系的存在,会使得边坡稳定的安全系数随坡度增大而减少的幅度降低。在相同的坡度条件下,无根边坡的稳定安全系数最小,含根边坡的稳定安全系均较大。因此,反映出根系对边坡稳定安全系数的提升具有明显的作用。通过试验研究、理论探讨和数值模型分析,探明了坡度对香根草的根系形态分布和对根-土复合体强度的影响规律,揭示了其相应的影响机理。通过研究,也探明了坡度对植物护坡稳定性的影响规律,并揭示了坡度对植物护坡稳定性的影响机理。在此基础上,建立了不同坡度条件下,根-土复合体抗剪强度指标的分析模型,提出了考虑坡度影响的植物护坡稳定性分析方法。上述研究成果,为考虑坡度对香根草固土护坡影响的强度和稳定性分析提供了理论依据,也为植物护坡技术的工程应用奠定了相关的理论基础。