近年来,因全球气候变暖引发的极端气候事件愈加频繁与严峻,导致持续性强降温、暴雪、高温、热浪、干旱和山体滑坡等次生灾害的频繁出现。由于国家大型基础设施的建设工程在不断完善,人类的生产和经济活动对大自然的影响也愈发的严重,而三峡库区作为人类与自然博弈的一项世界级工程,在极端气候条件下造成的自然灾害更是屡见不鲜。温度变化是库区生态系统平稳运行中最重要的影响因子,植物对温度的变化极度敏感,而植被护坡作为一种天然绿色的新型护坡技术,是三峡库区地质灾害防治的主要手段之一;然而极端气候变化导致的冻融作用又可能引发一系列地质灾害,给库区内的工程建设和社会经济生产活动形成巨大威胁。针对以上两点,本文以三峡库区消落带白家包滑坡堆积体上优势护坡植被狗牙根为研究对象,结合室内土工试验来测定原状土体的天然含水率、密度、比重、最大干密度等基本物理参数,统计了护坡植被狗牙根的各种物理、力学参数,总结了植物护坡的理论基础。在阅读大量文献及土工试验规范的前提下,采用三轴压缩试验和无侧限抗压强度试验,研究不同植被覆盖率的根-土复合体在冻融循环作用下的影响规律,利用数值模拟分析方法来探究植被覆盖率和冻融作用对三峡库区消落带岸坡稳定性的联动效应。主要结论如下:1)三峡库区优势植被根系参数及加固原理分析:在前人研究成果的基础上,对根-土复合体的局部强度变化机理和模型理论进行总结归纳。对不同植被覆盖率原状土体内狗牙根根系的含量、长度、直径以及直径的变化率开展统计,发现根系含量和植被覆盖率呈正相关;利用螺旋拉压测试架对狗牙根开展拉筋测试,测试结果显示狗牙根根系的直径与其抗拉强度呈现负相关性;而根-土复合体的直剪试验表明:然而复合土体相较于无根系土的粘聚力增长明显,根系的存在却未对内摩擦角产生显著影响。2)无侧限抗压强度试验研究:根-土复合体发生破坏变形后,复合土体抗压强度曲线变化趋势逐渐平缓,侧面说明根系的存在导致土体发生破坏变形之后,仍然保留了一定的残余强度,无论经过几次冻融作用根-土复合体的无侧限抗压强度值高于无根系土,随着冻融循环次数的增加,两者在冻融损伤度上均呈现出递增的趋势,但损伤度的增幅终将趋于平缓。随着植被覆盖率的增加,冻融损伤度相对于无根系土出现明显下降,说明植物根系可以抵御冻融作用的不利影响。3)三轴压缩试验研究:在相同围压下,植被覆盖率越高其主应力差值的增大的趋势越显著,增长的速率更快,随着冻融作用的影响程度加深,在高围压下根-土复合体强度衰减值较素土更低,说明狗牙根根系和围压共同抵御了冻融循环作用。植被覆盖率和冻融循环次数的变化,两者共同作用导致内摩擦角在0～2°的幅度间波动,说明两种作用对内摩擦角的联动影响并不显著。根系加入到素土中之后,使粘聚力增加,而冻融作用将导致试样内部初始孔洞及裂隙的数量增多,土体结构松散致使其粘聚力降低,但根-土复合体的粘聚力降低幅度明显低于无根系土,说明根系的存在起到了抵御冻融循环作用不利影响的积极效应。低围压下的根系在土体内部交织缠绕形成加筋层,对土体变形的约束作用就会增强,根系对土体的加筋效果将更好的发挥,而在高围压情况下,高围压作用使根系未能交织缠绕构成加筋团体,导致加筋作用难以有效发挥。4)冻融作用下消落带边坡浅表层稳定性分析:使用数值模拟软件FLAC3D构建狗牙根根系在白家包滑坡浅表层土体固土护坡的物理力学模型,探究在坡体自重荷载作用下,历经不同冻融循环次数的消落带边坡浅表层土体安全系数的变化规律,以及狗牙根根系固土护坡效果,并建立了冻融作用下不同植被覆盖率的消落带边坡浅表层土体的稳定性安全系数估算式。