2018年党中央决定在海南全岛建设自由贸易试验区,其中国家生态文明试验区是也是此次建设的主要目标之一,因此植被护坡这种护坡形式在海南会逐渐成为一种新的趋势。本文从植被护坡出发,选取海南省分布最广的土——红粘土作为基土,选取海南省常见的植物类别——乔木的根系作为复合素材,将两者进行组合的根土复合体作为研究对象,进行了直剪、斜剪和三轴等相关的土力学试验,探索了植被护坡中根土复合土体抗剪强度的影响因素,旨在拓展乔木根系对边坡抗剪强度的影响的相关研究,从而更加合理有效地通过植被护坡的形式治理边坡,以及方便更加准确的评价植被护坡的稳定性。为了突破普通实验仪器太小难以模拟加入中大型植物的根土复合体的受力情况,也为了使得实验结果更加符合实际情况,团队特意研发制作了大型室内直剪仪和大型室内斜剪仪,主要用于测量树根在土体中相对位置发生改变时复合体的的强度变化。试验过程先对土体和树根进行各种物理实验,测得土体的比重、内摩擦角、含水量、孔隙率、液限和塑限等相关土力学参数,测得树根的直径、密度、剪切模量和弹性模量等物理参数;之后以自行研发的大型直剪仪和斜剪仪为为主要实验设备,分别改变土体的含水量、树根的相对倾斜角、树根和土体的相对位置,对这些不同情形的根土复合体进行了直剪、斜剪和三轴实验。实验测得了不同情形下根土复合体的抗剪强度和产生裂缝的形状、树根的变形情况、根土的相对位移和树根在剪切过程中的受力变化状况。试验数据表明:含水量大于土体塑限后,根土复合体的抗剪强度随含水量的增大而减小,平行双根与剪切面呈不同角度时所测得抗剪强度的峰值和平均抗剪强度都在减小,其中抗剪强度衰减的更快,当含水量越接近液限时,抗剪强度的峰值与平均抗剪强度越接近;竖直布置根系并不能够让根土复合体的抗剪强度得到最大发挥,在本文的实验条件下,单根延滑坡方向呈一定角度时,根土复合体的抗剪强度达到峰值;根系在竖直平面内的投影越竖直,根土复合体的抗剪强度越高。根据海南当地护坡的调研结果,当地的边坡一般发生浅层失稳,可确定可能下滑的块体。当根系在滑裂面之上时,考虑外部风荷载通过枝干传递到根系中水平方向的力,则此时可能会对边坡的稳定性造成不利影响;但当根系在滑裂面之下时,则会起到很好的固坡效果。由于乔木的根系旺盛,通常条件下根系处于滑裂面以下。此时,根系将阻碍边坡的滑动,如发生浅层失稳,则要么根系从深层土体中拨出,要么根系被拔断。即根系穿过滑裂面的边坡的固坡效果明显大于植物根系未穿过和素土的情况。同时也说明了根系在浅层滑坡中的阻滑效应是十分显著的。