植被护坡技术通过根系对土体产生的附加粘聚力加固土体,降低坡体孔隙水压力,增强边坡抗破坏能力。为此,本论文针对现阶段植被根系对土质边坡加固研究中的不足,提出降雨事件下根土复合坡体失稳特征研究方案,开展降雨诱发根土复合坡体失稳物理模型试验与数值模拟研究,对比不同工况根土复合边坡的失稳情况,定量分析根系加固土质边坡效果,为植被护坡工程设计提供科学依据。论文主要取得了如下成果:(1)结合根土室内试验与理论模型筛选优势护坡植被根据研究的草本植被单根力学性能参数与试验土体的基本物理力学参数,并基于经典WU氏模型理论,得到根系对土体抗剪强度增量。试验结果表明:同一植被类型,单根变形特征与根径并无明显联系,但单根抗拉性能受根径影响,根径-抗拉力/抗拉强度呈幂函数关系,抗拉力随根径增大而增大,抗拉强度随根径增大而减小,且结缕草根系对土体抗剪强度的增量最大,为物理模型试验与数值模拟研究提供准确参数。(2)揭示持续降雨事件下根土复合边坡失稳机制及入渗过程分析根据前文所得到的试验参数,制备素土边坡与根土复合边坡物理模型,开展降雨诱发土质边坡失稳物理模型试验。利用相应试验仪器分析边坡在持续降雨下的变化情况,并采集边坡内部体积含水率、基质吸力与孔隙水压力数据,从坡体表征情况与边坡入渗过程分析揭示边坡失稳特征。试验结果表明:从边坡失稳模式与滑坡体运动距离发现根土复合边坡抗破坏能力优于素土边坡,且粗根-细根混合加筋边坡抗破坏能力最强。(3)通过数值模拟研究验证根系固坡效果首先根据物理模型试验边坡1:1构建数值模型边坡,将物理模型试验与数值模拟结果相互对比,验证数值模拟的准确性。通过数值模拟研究不同根系密度下的根土复合边坡在失稳过程中的失稳特征。进一步分析大广高速公路龙杨段K53+200标段实际边坡中根系对边坡的加固效果,从而为植被护坡工程提供技术支持。试验结果表明:数值模型与物理模型试验结果一致,植被根系对边坡稳定性系数的影响与根系密度有关。在对实际边坡的数值模拟结果中确认植被根系对边坡具有加固作用。