近年来,兼顾修复植被和美化环境的植物生态护坡技术日益成熟,已广泛运用于公路边坡防护工程中。探讨植物根系固土机理,分析植生边坡稳定性,是制定公路生态护坡施工方案的前提条件。本研究基于土力学、生态学和断裂力学原理和方法,改进植物根系固土力学模型,结合根-土复合体室内试验数据,探究植物根系与土体数值模拟的方法,采用有限元软件分析龙琅高速公路边坡的稳定性。主要研究结果如下,（1）植物根系的抗拉力、抗拉强度与根径分别呈线性关系和指数关系,不同植物类型拟合结果存在差异,但变化趋势基本一致,均表现为根系的抗拉力随根径的增大而增大,抗拉强度随根径的增大而减小。当复合体受剪破坏时,根系不会全部断裂,将出现拉断、拔出及滑移3种情形,其中侧根多表现为拔出或断裂,主根主要为滑移,极少发生断裂。（2）基于断裂韧性和功能原理,建立了根-土复合体抗剪强度增量ΔS与植物根系断裂韧性Gp间转换关系,即ΔS=kGp。其力学模型中关键的断裂韧性Gp只需通过根径、弹性模量以及根截面积等少量参数确定。通过验证,基于Griffith断裂准则所构建的模型计算误差值保持在15%左右,可以满足工程计算精度要求。（3）根系在土体中的含量是随深度逐渐降低的,狗牙根（Cynodondactylon）和黑麦草（Loliumperenne）等草本植物根系通常分布于0-30cm厚度的土体内,而多花木兰（Magnolia multiflora）植物根系呈垂直根型,可深扎至土体3-5m内。植物根系能有效提高土体的抗剪强度,其作用效果亦会受到含根量影响,随土体深度增加,复合体含根量下降,根系的加固效果将会逐渐减小。通过室内直剪试验可知,素土和含根土均遵循莫尔-库伦强度理论,植物根系对土体的粘聚力有着较大提升效果,对内摩擦角无太大影响。（4）ABAQUS中杆单元的嵌入模型可用来模拟根土间相互作用,模拟结果与理论计算和试验数据间误差较小,展现出相同的变化规律。根以不同角度嵌入土体,对土体强度的提升存在差异,以60°左右嵌入时,根系对土体抗剪能力提升效果最佳,而当嵌入角度大于90°时,根系增强效果并不明显。同时,在多根布入情况下,采用混合布根方式根系对土体强度的提升效果更佳。（5）降雨总时长不变时,植物根系对边坡安全系数提升效果随降雨量增大而增大,小中大三种降雨强度下草本植物对土体的安全系数提升分别为1.33%、2.08%和6.1%,灌木根系对土体的安全系数依次提高了 3.29%、4.08%和4.32%。降雨强度不变时,随着降雨时间的增加,防护后边坡的安全系数先逐渐增加,最后趋于稳定。植物根系承担的应力主要集中于竖直方向的主根上,应力大小沿根径向下增大,四周分布的侧根也承担着部分应力,沿坡面方向侧根受力较大。本文研究结果为分析植物根系的固土护坡效应,提供了可靠的理论依据,也为生态护坡技术的推广和运用奠定了技术基础。