饱和砂土在地震及强降雨作用下易发生强烈液化和失稳破坏，严重威胁山区基础设施与生态安全。传统工程加固措施成本高、适应性差，亟需发展绿色、高效的生态型加固技术。成都山地所姜元俊研究团队牵头，聚焦植物根系对砂土抗剪强度与抗液化性能的增强效应，提出“根-土复合体抗剪强度演化与临界状态路径响应”这一关键科学问题。
针对上述问题，研究团队构建了室内三轴剪切实验体系，选用杉树根系与砂土混合构造复合材料，设计了五级根系体积密度（0.8%400 kPa）组合，系统开展96组CD/CU路径三轴试验。结果表明：（1）根系形成土体内部“微纤维网”结构，显著提升峰值与残余抗剪强度；（2）在不排水条件下，有效抑制孔隙水压力积聚，使砂土脆性指数下降近50%，抗液化性能显著增强；（3）临界状态线整体随根密度抬升，且呈现应力路径依赖性，首次实验证实根-土复合体的临界状态行为受应力路径影响。
该研究为根系增强型生态护坡与抗液化设计提供了实验依据与本构建模基础。相关成果发表于国际学术期刊Acta Geotechnica上，研究工作得到中国科学院战略性先导科技专项（XDA23090202）、科技部国际科技合作计划（2018YFE0100100）和国家自然科学基金（42172320）的资助。
临界状态线在排水与不排水路径下的分布差异
不排水条件下试样的有效应力路径及其液化势范围