植被护坡作为一种工程技术,已在边坡防护中得到广泛应用,但目前人们对其的理论研究却滞后工程实践中的应用。特别是根系固坡与浅层加固边坡这两者的直观对比方面的文章,更是鲜有报道。为此,本文进行了探索性研究。本文在借鉴诸多学者的研究成果上,总结了植被根系固土的力学机理,其次以镇江地区腊梅树根系为研究对象,通过室内直接剪切试验得到有、无植被根系土样各自的抗剪强度,进而得到根系对边坡稳定性系数增加的贡献。并进一步根据试验所得成果,利用ABAQUS有限元软件建立浅层区域加固的边坡模型以及根系固坡模型,接着以斜坡面下垂直方向2m深度浅层加固的边坡稳定性为参照,来反演同等边坡稳定性条件下腊梅树根系固坡模型的根系参数设计。本文主要就同一护坡植被腊梅树根系的加固位置、有无侧根、植被数量三方面来进行腊梅树根系固坡模型的根系参数设计,以有限元强度折减法计算的边坡稳定性安全系数为评定,进行反演分析,以期达到与边坡浅层加固模型相一致的固坡效果。主要得到以下几方面成果:(1)系统总结了植被根系固土的力学机理,包括根系的加筋理论、锚固理论以及根-土相互作用力学模型,其涵盖了草本植物对边坡表层的加筋作用力学模型和木本植物对边坡的锚固作用力学模型。(2)剪切试验结果表明:与不加植被根系的试样相比,加入植被根系后的试样发生剪切破坏时的位移增长了约22.23%。这说明根系的存在可以很好地提高土体的延性,延缓土体的剪切破坏时间,进而一定程度上提高边坡的稳定性。(3)通过数值模拟分析得到,单根含侧根植被根系的最佳固坡位置距离坡脚0.05L处。并且,含有侧根的植被根系对边坡起到加固效果的作用范围大致在坡脚附近0.3L内,相比不加侧根的根系,其起到加固效果的区域范围提高了约0.15L。这说明侧根的存在对于植被增强固土范围有着显著的作用。(4)种植在坡脚的第一棵树对提高边坡稳定所作的贡献最为显著,且边坡的稳定性安全系数随着斜坡面上根系的数量增加而提高,在开始的一定范围内,边坡的安全系数随着根系数量的增加呈正比例增加,但当土中根系含量达到一定程度后,边坡的安全系数将不再提高,会趋于一个常值。(5)通过数值模拟反演分析得出,当在根系边坡上合理地布置含侧根植被根系的加固位置以及种植的植被数量,即可使得根系边坡的安全系数与浅层区域加固的边坡安全系数基本一致,从而在一定程度上达到等效的固坡效果。