落石冲击垫层的动态冲击力与冲击深度是棚洞结构设计的重要依据.级配作为垫层颗粒粒度分布的重要特征,决定了垫层各级粒径颗粒的分配情况,影响了落石冲击垫层的动态过程.为研究颗粒级配对落石冲击垫层动态响应的影响,采用离散元-有限差分耦合方法,其中离散元模拟颗粒垫层,有限差分法模拟棚洞混凝土结构.在垫层平均粒径相等的情况下,开展了落石冲击不同级配垫层的动力响应数值模拟研究,通过对落石冲击力、顶板中心压应力、落石冲击深度的分析,揭示了落石冲击颗粒垫层的动态响应机制.研究结果表明:颗粒间力链的稳定性决定了垫层受冲击后的动态响应特征;颗粒间的摩擦是冲击能量耗散的主要方式,耗能占比达70％～80％;对于单峰型级配,单峰对应的粒径越小,力链长度越长,稳定性越差.峰值粒径dt=75　mm时的峰值冲击力为dt=25　mm的1.9倍,顶板峰值压应力为其3.6倍;对于双峰型级配,双峰的距离越近,颗粒周围约束的数量越少,力链的稳定性越差.非均质系数He=0.65时的峰值冲击力比He=0.33时的大40％,顶板峰值压应力大30％,粒径分布的离散性决定垫层受冲击后的响应特征.