植被-边坡系统是一个复杂的动态系统,植物根系对边坡的影响是多方面的。一般可分为力学效应、水文效应和生物效应三种类型。力学效应包括浅根加筋、侧根的牵引、主根的锚固等作用;水文效应包括截留、降低孔隙水压力等作用;生物效应包括与土壤中的物质发生生物化学作用,增加土体黏聚力和摩擦力,进而提高浅层滑坡的稳定性。本文以张家口地区某公路生态边坡为研究对象,针对狗尾草植被护坡开展植被根系固土护坡的力学效应研究,进而研究根系形态对边坡浅层稳定性的影响。主要的根系形态有散生根系、水平根系、垂直根系、倾斜根系及混合根系。通过不同含水率、含根量、根系形态分布的直接剪切试验,得到强度提高最大的根系形态分布,进而计算素土和该形态下浅层边坡的稳定性,得到该分布形态存在对边坡稳定性的影响。不同根系分布形态试验结论如下:1、通过拟合得到抗剪强度包线几近平行,说明各种形态根-土复合体抗剪强度指标主要体现在黏聚力的变化。通过黏聚力拟合得到各种根系分布形态根土复合体的加筋效应公式。黏聚力与含根量成正比且成一次线性关系,与含水率的对数成反比。不同根系形态对抗剪强度增加不同,从而对抗剪强度指标影响不同,其抗剪强度从小到大依次为素土、水平根系、散生根系、垂直根系、倾斜根系、混合根系。2、边坡稳定性受抗剪强度的影响很大,试验可得对边坡稳定影响最大的是混合根系分布,通过不同浅层边坡稳定性公式的计算得到:边坡失稳主要原因在于边坡中存在薄弱面,使得边坡稳定性降低。生态边坡稳定性方法Ⅰ采用无限边坡模型计算边坡的稳定性,得到根系分为在滑裂面上和滑裂面下两种情况,虽然在滑裂面之上有根系的存在,但在滑裂面处没有,如果考虑根系的影响,将会使边坡的稳定性增加。在其他条件相同时,边坡坡度大,安全系数越小,越容易失稳。由生态边坡稳定性分析方法Ⅱ得:边坡的稳定性与边坡坡角、滑体深度、滑裂面宽度成负相关,与滑体宽长比成正相关,即随着边坡坡角的增加,滑体深度、滑体宽度安全系数降低;随着滑体宽长比的增加,边坡稳定性增加。边坡安全系数在含水率16%～18%范围内下降显著,说明在此区间内受含水率变化影响显著,在此区间内边坡稳定性对含水率变化敏感。边坡稳定性在边坡坡度为21°～27°,深度0.5m～1m,滑体宽度4m～6m范围内变化显著,对边坡稳定性影响较大,而宽长比对于边坡的稳定性影响较小。