植物固土护坡的能力与植物根系形态密切相关,往边坡上坡向生长穿过滑动面的植物根系受到拉力作用,对表层土体起到锚固作用;而往边坡下坡向生长的根系受到压力作用,对滑动土体起不到加固作用。因此在已有的根系固土理论和研究基础上,将植物根系调控技术引入植物边坡固土机理研究中,旨在调控植物根系往有利于加固边坡土体的方向生长,从而提高植物边坡的抗剪切能力,扩大植物护坡技术在工程实践中的应用。论文以根系发达的“深远探索型”护坡植物——香根草为研究对象,依托国家自然科学青年基金项目“基于根系构型定向调控的植物边坡固土机理研究”（项目编号:51608545）及中铁十二局科技研发项目“生态边坡技术在重庆铁路枢纽东环线工程中的应用研究”（项目编号:YF1900SD07B）等开展研究。通过土壤水分入渗特性试验和不同水肥组合调控试验,研究了香根草根系生长与水分、养分等空间异质性之间的响应关系。其次,基于上述响应关系,进一步开展原状土剪切试验和数值模拟分析,从而探明了根系构型调控对边坡土体强度及稳定性的影响规律,提出了提高边坡稳定性的根系构型调控方法。主要的结论如下:（1）在间接地下滴灌的条件下,随着土壤初始含水率的增加,水分趋于垂直向下运移,湿润体水平方向对称轴不断下移,随时间呈对数函数变化。滴头流量大时,水分向水平方向运移的趋势明显;滴头流量小时,水分更趋向于向垂直方向运移。当采用间接地下滴灌的方法调控香根草根系构型时,可通过调节滴头流量和土壤初始含水率来控制土壤湿润体特征参数,定向调控植物根系构型。（2）自然生长条件下,65%左右的香根草根系偏向边坡下坡向生长。下坡向生长的根系粗长且密集,上坡向生长的根系细短且稀疏。水肥组合调控条件下,香根草在上坡向大量增生2级根和3级根,其根系占比约为60%～66%。试验结果表明,水肥组合调控条件下,水分对香根草根系生长的影响要远弱于养分,而相比较于氮肥,香根草根系又更加偏爱磷肥,以水肥组合M3W2的方式调控,上坡向的根系增生最多。（3）通过原状土剪切试验发现,边坡土体中根系数量越多,根系直径越小,根系表面积越大,其抗剪强度越大。当试样受剪,根系与土体产生相对滑动时,根系与土体之间的摩擦力和胶合力转化成剪阻力来阻止土体滑动。通过回归分析发现,土体的粘聚力随根系表面积密度呈线性增大趋势。根系数量越多,根系直径越小,抗拉强度越大,与土体胶结能力越强;根系表面积越宽,与土体的摩擦力就越大,越能抵抗剪切力。（4）基于Wu氏模型,推导了边坡根系分布角度与边坡土体强度的关系表达式,并对单株香根草边坡根系对土体抗剪强度的增量△S进行了计算。根据该结论,对边坡土体内生长的香根草根系进行水肥调控,结果表明,调控后香根草2级根和3级根在边坡上坡向土体中大量增生,且增生的大部分根系与竖直方向的夹角大于坡角,使得单株香根草边坡土体的抗剪强度提高了17.59kPa～33.97kPa。（5）通过数值模拟分析发现,水肥组合调控后,改善了自然生长条件下的边坡植物根系构型在固土护坡方面的不足。相比于自然生长条件下香根草根系,调控后上坡向生长的香根草根系较大地提高了坡脚承受水平应力的能力,较好地约束了边坡位移,坡脚能够承受的水平应力增大了14.21%,坡顶水平位移减少了57.14%。对比自然生长条件下香根草植物边坡,根系调控后的香根草植物边坡安全系数提高了7.20%。