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结合山区高速铁路沿线刚性栅栏的工程应用情况，针对防落石冲击刚性栅栏防护能量缺乏设计依据的现状，开展了实际尺寸刚性栅栏落石冲击试验，研究其变形特征和传力机理。分析该结构受落石冲击过程中三阶段的传力工作状态，指出了系统中的薄弱环节。基于 LS-DYNA 的显式算法，模拟落石冲击刚性栅栏的全过程，并与试验结果进行对比，二者吻合较好。研究结果表明：刚性栅栏的主要耗能构件为角钢横撑和角钢钢柱，整个系统的刚度较大，防护能量较小，在落石冲击下将会产生较大变形。基于研究结果提出了刚性栅栏防落石系统设计优化建议。