U型钢可缩性支架是由多节U型钢两两搭接,并使用连接件卡缆捆绑而成,常用于煤矿巷道支护,其断面形状可根据实际的巷道断面形状及支护需求进行选择,但支架在实际支护中经常未达到理想支护效果,便发生变形损坏。以圆形巷道U型钢支架实际支护情况为例,将失效形式根据其变形破坏范围大小分为两大类:整体性破坏和局部破坏,总结得出其变形失效原因为:（1）支架-填充物-围岩耦合度低,支架受力复杂,支护强度降低;（2）支架连接件卡缆的强度及结构不合理,会使得支架出现高阻拒缩和低阻缩动现象,无法发挥支架的正常支护能力。基于以上分析,对现有连接件卡缆进行结构优化改进,提出一种新型卡缆。将夹板螺栓卡缆和新型卡缆作为连接件用于圆形巷道U型钢支架,对支架进行数学建模分析,分别对搭接段平面缩动阻力、搭接段缩动判别式及缩动后支架内力的组成进行理论推导分析,可知摩擦系数f是影响缩动平稳性的关键因素,缩动过程平稳可有效提高支架稳定性,在U型钢与卡缆之间添加软金属垫片,改变摩擦状态,减少搭接段轴向承载力波动。进一步验证新型卡缆工作性能及软金属垫片对缩动平稳性的影响,通过室内试验及有限元仿真分别对使用夹板螺栓卡缆和新型卡缆（在U型钢与卡缆之间加入软金属垫片）的直U型钢搭接段进行缩动分析,经试验结果和仿真结果对比分析证明,使用新型卡缆的搭接段,卡缆与U型钢的缩动一致性强,轴向承载力可达300kN,且波动较小,加入软金属垫片可有效提高缩动平稳性,搭接段无明显塑性变形,整体高强稳定,未超过材料屈服极限,新型卡缆性能优于夹板螺栓卡缆。将新型卡缆和软金属垫片用于圆形巷道U型钢支架,对支架进行室内试验和有限元仿真,得出支架承载力、支护强度大小、缩动情况等。可知使用新型卡缆的圆形支架在棚距为0.5m时,支护强度可达0.233MPa,搭接段最大缩动位移为1168mm,支架整体强度和稳定性较高,可有效控制围岩变形和维持巷道稳定。该论文有图81幅,表7个,参考文献63篇。