反复加-卸荷载作用是植物根系在抵抗频繁侵蚀营力扰动过程中常见的加载模式,也是植物可持续固土的重要研究基础,为探究小叶锦鸡儿(Caragana microphylla)、北沙柳(Salix psammophila)、沙棘(Hippophae rhamnoides)、黑沙蒿(Artemisia ordosica)根系反复承受外力后材料力学特性的变化,以1～5mm径级范围内直根、含侧根分支处根系为研究对象,采用TY8000伺服式强力机,研究根系反复承受50次低于相应径级极限拉剪组合力后的材料力学特性。结果表明:4种植物根系承受低荷载(30%拟合极限力)、高荷载(70%拟合极限力)、交变荷载(低荷载与高荷载交变)反复加-卸载作用后的极限抗拉剪组合力与根径均呈幂函数正相关,极限抗拉剪组合强度与根径呈幂函数负相关,函数关系与单次荷载相似。反复受力前后4种植物根系极限抗拉剪组合力、极限抗拉剪组合强度的大小总体表现为小叶锦鸡儿>北沙柳>沙棘>黑沙蒿。反复加-卸载中不同加载条件对根系抗拉剪强度影响存在差异。加载速度为20mm/min时,4种植物直根承受高荷载、交变荷载反复加-卸载后的抗拉剪强度较单次荷载均显著增加,侧根分支处承受高荷载反复加-卸载后的抗拉剪强度较单次荷载显著增加,反复加载高荷载能显著增强根系的抗拉剪性能。4种植物直根、侧根分支处承受低荷载反复加-卸载后的抗拉剪强度特性较单次荷载总体表现为差异性不显著,仅沙棘侧根分支处的极限抗拉剪组合强度较单次荷载存在差异;当加载速度为200mm/min时,4种植物直根基本在高荷载反复加-卸载50次前被破坏;低荷载反复加-卸荷载后直根极限抗拉剪组合力、极限抗拉剪组合强度较单次荷载显著增加(p<0.05)。4种植物直根反复加-卸荷载过程中,每一次的力-位移(F-s)曲线在位移轴上的间距呈先疏后密规律,即随着加-卸载次数的增加,径向位移的弹塑性变形逐渐减小,塑性变形较小至可忽略,弹性变形趋于稳定;第一次加载中弹塑性变形为加载过程中的最大值。交变荷载中,首次加载低荷载与高荷载均有较大的弹塑性变化,此后仅加载高荷载可产生塑性变形。4种植物直根单次荷载、反复加-卸载后的本构曲线存在差异。单次荷载下直根本构线型主要为下凹型曲线,反复加-卸载后直根本构曲线线型主要为S型曲线。单次荷载下本构曲线的抗拉剪力最大增加速率(即最大斜率)均显著小于反复加-卸载。