我国地形主要以山区为主,地质灾害频发,形式严峻,给人民的生命财产安全造成重大威胁,据统计,散粒体是实际落石崩塌灾害的主要形式。在现有的防护手段中,柔性拦截网结构具有快速灵活等优点,在崩塌落石灾害治理中广泛应用。欧洲规范推荐采用一个正26面体的单体落锤等效自然中的落石群,以最大冲击行程、部件内力峰值等作为设计依据和评价标准,该方法也直接被采纳至各国的标准或技术指南中。然而,一些科研工作者指出对柔性防护网系统施加集中冲击作用,系统部件的整体缓冲性能及环网的局部抗冲切能力要求更高,降低了系统的经济性,甚至由于设计要求在工程中被限制使用,同时,该等效方式无法考虑落石群内部、落石群与网片的作用等,难以反映柔性防护网结构的真实工作状况。据此,本文提出了基于爆破模拟的空气-岩体-结构的耦合动力冲击数值模型,结合足尺冲击试验,通过数值模拟,对被动柔性防护网系统和混合式柔性防护网系统在单体落石和散体落石冲击下的动力响应差异展开研究,具体研究内容和取得的成果如下:(1)分析了刚性体假设、基于非连续性变形的动力方法(DDA)、离散元(DEM)、光滑粒子(SPH)等现有的散粒体模拟方法在应用于落石与柔性防护结构冲击过程模拟的不足,本文提出了一种提出了基于爆破动力学模拟的散粒体岩石-结构耦合作用非线性分析方法。模型采用基于ALE列式的岩体爆炸流固耦合技术,考虑了柔性防护系统的滑移、接触、大变形等因素,通过动力接触边界实现了拦截落石散粒体的全过程模拟,并考虑了动态阻尼影响,该模型能随机生成具有冲击动能的落石散粒体。(2)结合2000kJ被动柔性防护网结构的足尺冲击试验,开展了结构的非线性动力分析,对比研究了岩石散粒体及单体冲击作用对被动柔性防护网系统动力学行为的影响。研究表明:本文提出的方法能有效适应于柔性防护网系统工作全过程模拟,可有效考虑岩石散粒体冲击的空间分布效应、时滞效应等;散粒体冲击对防护网系统动力响应影响显著,针对本文采用的被动柔性防护网模型,系统冲击力下降36.06%,环网的内力响应峰值下降幅度大于1倍,系统冲击变形降幅约26.7%。(3)开展了混合式柔性防护网结构的非线性动力分析,对比研究了岩石散粒体及单体冲击作用对结构动力学行为和耗能能力的影响,结果表明:针对本文所采用的模型,系统冲击力降幅超过70%,环网的内力响应峰值下降幅度大于1倍,系统冲击变形降幅约25%,在第二阶段中,摩擦耗能占比达到42%,且落石群内部的摩擦耗能与摩擦系数呈正相关。