目前环境保护与生态建设已经成为全人类关注的焦点,而植被护坡作为一种新兴的边坡防护技术更是在生活中得到了广泛应用,因此本文以植物根系出发对植被护坡的机理进行了探索性研究,首先通过现场调查,确定以小凌河锦州段堤防边坡地质环境为背景,并收集土样进行土力学试验,从而确定试验区土体的基本物理参数。然后以堤防边坡上常见植被高羊茅的根系作为研究对象,通过单根拉伸试验对高羊茅根系的抗拉性能进行了分析;接下来通过对高羊茅根-土复合体进行室内直剪试验,探究土壤抗剪强度与各根系特性之间的变化规律。最后使用Midas/GTS NX软件建立模型,模拟堤防边坡上高羊茅根系固土护坡的效果,得到其表层土体的安全系数、土体变形的最大位移量变化情况,研究工作得到的成果如下:(1)当高羊茅单根长度在50mm范围内时,其最大抗拉力和根系直径呈现出较好的多项式函数正相关关系,即最大抗拉力随根系直径的增加而增加,拉力范围是0.66N至1.72N;其单根抗拉强度与根系直径呈多项式函数反相关关系,即抗拉强度随根系直径的增大而减小,抗拉强度范围是77.63MPa至276.50MPa;其单根受拉的应力-应变曲线表明根系的弹性模量随根系直径的增大而减小,弹性模量的范围是171.67MPa至625.83MPa。(2)土体的抗剪强度与根系各指标关系密切。土体的黏聚力C与内摩擦角?均与根长密度、根系平均直径、根表面积密度、根系生物量之间存在正相关关系,表层土壤中根系含量最多,根—土复合体抗剪强度最强。(3)利用Midas/GTS NX有限元软件模拟堤防边坡土体发现,高羊茅根系的存在可以提高堤防边坡的稳定性。由于植物根系长度的增加,边坡土体变形的最大位移逐渐减小,边坡土体的安全系数逐渐增大。当根系长度达到50cm时,边坡表面的最大位移量较无根系边坡减小了38.1%,安全系数提高了20.6%;随着植物根系直径的增加,边坡土体变形的最大位移逐渐减小,边坡土体的安全数逐渐增大。当根系直径达到3.92mm时,边坡表面的最大位移量比无根系边坡减小了26.8%,安全系数提高了10.0%;随着植株种植间距的减小(即土体中根系密度的增加),边坡土体变形的最大位移逐渐减小,边坡土体的安全系数逐渐增大。当植株种植间距为3cm时,边坡表面的最大位移量比无根系边坡减小了48.8%,安全系数提高了15.3%。