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d_t=75　mm时的峰值冲击力为d_t=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H_e=0.65时的峰值冲击力比H_e=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。