为研究矿区排土场边坡沙柳根—土复合体的固土护坡机理，对根系如何增强土体的抗剪强度进行了量化分析。以内蒙古鄂尔多斯市伊金霍洛旗纳林陶亥镇矿区排土场作为研究区，设置了试样主根含量为0根、5根、10根和15根共4个梯度，对沙柳根—土复合体进行50 kPa、100 kPa和150 kPa垂直应力下的大型直剪试验。结果表明：（1）随着主根含量的逐渐增加，根—土复合体的抗剪强度也相应提高，剪切破坏时，含根试样的黏聚力相较素土增大了3.28～5.43倍；（2）对主根含量、垂直应力、黏聚力和内摩擦角进行Pearson相关分析，并构建回归方程，结果显示根—土复合体的黏聚力与主根含量呈显著正相关关系（P<0.05,r=0.953），主根含量和垂直应力与内摩擦角均不存在显著相关关系（P>0.05）;(3)由于根系与土颗粒之间的摩擦力与根系周围大量土颗粒团聚体的积聚，共同形成一种锚固加筋结构，使得黏聚力显著增大。研究结果为矿区排土场边坡通过种植植物来进行生态修复，以及有效地预防浅层滑坡和水土流失等灾害提供了理论基础。