在生态边坡工程中,明确植被根系自身的力学性能及其与边坡土体的相互作用是生态防护边坡稳定计算的前提。目前,在我国的护坡工程中,关于植被根系受力特性和根-土复合体力学特性的研究尚未形成完整的理论体系。本文首先对典型护坡植物进行了拉伸试验,分析其抗拉性能;其次模拟边坡植被的生长环境,开展了盆栽种植试验,研究了不同覆土厚度下狗牙根种子生长状况及根-土复合体试样的抗剪强度;然后讨论了干湿循环对根-土复合体受力特性及其强度的变化规律。最后推导出直根系根-土复合土抗剪强度的计算公式,得出如下主要结论:(1)植物根系的拉力峰值随直径的增加而增加,绝大多数植物根系的抗拉强度随着直径的增加而降低,且对数函数和幂函数均能够较好描述植物根系抗拉强度与直径之间的关系。(2)在黏土边坡工程中狗牙根的最适生长深度为2 cm。当覆盖层厚度为2 cm时,根长密度和根生物量集度均出现峰值,种植单元根-土复合体的抗剪强度值也达到最大值。根-土复合体的内摩擦角随土层深度的改变无明显变化,黏聚力则变化明显,且黏聚力与根生物量集度正相关。(3)干湿循环次数对黏土边坡根-土复合体试样的抗剪强度影响显著。经过干湿循环后,根-土复合体试样的黏聚力和内摩擦角弱化趋势相同,而黏聚力的弱化率高于内摩擦角。(4)主直根系植物加固边坡的主要原理是根系的加筋和锚固作用。当法向应力不变时,根-土复合体的抗剪强度随折减系数的增大而增大,折减系数在0.84~0.86之间取值时,结果较接近实测值。法向应力增大时,复合体的抗剪强度也随之增大,采用理论公式计算的抗剪强度值与实测值相对误差在10%以内。所得结论对丰富边坡生态防护技术理论,促进边坡生态防护技术发展,具有一定的理论意义和参考价值。