Brevet FR2003959A1 — publié le 19691114

La présente invention est relative à un élément de soutènement, notamment une poutre entrant dans la constitution de piles en forme de caissons. Actuellement, ces piles sont faites en bois et sont généra-^ lement désignées sous le vocable de piles en bois ou de caissons en bois. En général, une pile en bois est faite de bois de traverses ou de rondins équarris qui sont empilés en croix par groupes de deux. L'avantage de cette construction éprouvée réside dans sa facilité de manipulation et dans sa faculté d'adap-/]q tation aux conditions de-hauteur et de force portante qui se présentent. Le point faible du système (toit - pile - daîne) est en général la capacité de charge du daîne dans la sole de la galerie. Si le terrain vient par exemple à s*affaisser et à peser complètement sur la pile qui perd toute son élasticité au fur et à mesure qu'augmente la compression, le daîne se déforme alors, sous l'action de la pression, plus rapidement que le toit, de sorte qu'il peut se produire une cassure, c'est-à-dire un gonflement de la sole de la galerie. 2o On sait que la charge appliquée à la pile, sous l'action du toit, dépend de la déformation de cette pile. Ce phénomène s'explique par le fait que la déformation des terrains du dessus engendre des contraintes de cisaillement qui répartissent une partie de la charge sur les zones voisines de la galerie. 25 L'idéal, pour le matériau constituant la pile, serait d'absorber juste assez de charge pour empêcher toute déformation du daîne susceptible d'entraîner des cassures de terrain. En outre, lorsque la pile est soumise à une compression croissante, la pile idéale ne devrait absorber le surcroît de charge 2Q que flwwm les limites permises par la déformation de la surface portante. Une augmentation de la surface portante qui serait proportionnelle à la charge, en raison de la déformation de la pile serait toutefois un cas idéal dont on est très éloigné dans la 35 pratique. C'est pourquoi, on essaie, en premier lieu, de limiter la charge appliquée au daîne, grâce à l'élasticité du matériau de la pile. Les bois utilisés jusqu1 à présent ne répondent que partiellement à ces impératifs. Le diagramme représentatif de la char-40 ge en fonction du tassement d'une pile en bois tendre révèle 69 06414 ~2~ 2003959 que la charge subie croît presque constamment, c'est-à-dire que la pression exercée sur le daîne augmente continuellement.Etant donné que la dilatation transversale du bois est fonction de sa structure interne naturelle, la compression verticale de la pi-5 le sous le poids des terrains, compression qui est elle-même fonction de la dilatation transversale, est limitée, ce qui signifie que la charge subie augmente forcément. Gomme éléments de soutènement élastiques, on connaît (suivant le brevet allenand N° 645 997) les profilés en béton gou-10 dronneux ou béton d'asphalte ainsi que (suivant le brevet allemand N° 721 375) les plaques d'écrasement faites d'une masse d'asphalte. L'élasticité de ces éléments repose sur la capacité de fluage des matières. Etant conditionnée par le fluage des matières, la déformation de la pile survient de façon inoppor-15 tune avec un certain retard, de sorte que la charge subie peut dépasser la limite de résistance du daîne et provoquer une cassure de terrain. L'invention a pour but de réaliser un élément de soutènement, notamment une poutre entrant dans la constitution de pi-20 les en forme de caissons, qui se déforme sous la charge dès que celle-ci dépasse une certaine valeur ou qui, plus précisément, n'accuse qu'un très léger surcroît de charge par rapport à la surface portante, lorsqu'elle se déforme sous l'action de la pression. 25 Suivant l'invention, l'élément de soutènement comporte un noyau poreux, rigide, qui présente une bonne résistance à la charge et qui est entouré d'une gaîne en un matériau résistant à la traction. Pour le noyau de la poutre, on peut utiliser par exemple 30 du béton poreux. Comme matériau résistant à la traction, on peut utiliser du papier, du carton armé ou non, du fil métallique, de la toile métallique munie ou non d'une doublure enpa-pier, des tôles minces perforées ou non, des tissus, des nappes et des enveloppes en fibre textile ou minérale, et des matières 35 synthétiques. Suivant les caractéristiques de force portante ou de déformation sous charge que l'on désire donner à la pile, l'indice de vide du béton poreux constituant la poutre peut varier entre 40 et 80 %. 40 L'élément de soutènement suivant l'invention répond aux 10 -3- 2003959 69 06414 exigences énoncées plus haut. En modifiant l'indice de vide du "béton poreux, le revêtement et les dimensions de la poutre, on peut trouver une solution adaptée à chaque cas particulier, de manière que la pression superficielle exercée sur le daîne ne dépasse pas la valeur fixée. En outre, les éléments de soutènement suivant l'invention sont relativement légers, ininflammables et économiques. l'invention va maintenant être décrite à l'appui d'un exemple de réalisation représenté sur le dessin annexé, sur lequel : - la fig. 1 représente une pile formée des éléments de construction suivant l'invention, et - la fig. 2 est un diagramme permettant de comparer des piles en béton poreux munies de revêtements différents et une pile en bois de résineux. ^^ Conformément à l'invention, une pile de soutènement est formée de poutres 1 qui sont empilées en croix les unes au-des-sus des autres par groupes de deux poutres parallèles. Des cales 4 permettent d'adapter la hauteur de la pile à la distance séparant le daîne 2 du toit 3» et d'appuyer fermement les dif-2o férentes poutres de la pile les unes sur les autres et contre le toit. Chaque poutre est constituée par un noyau en béton poreux non armé, de porosité 75^%» réalisé à partir d'un mélange béton-gaz classique. Le noyau de la poutre est complètement revêtu d'une tôle d'acier. Comme on peut le voir sur le dessin, ce 25 revêtement en acier est replié aux extrémités frontales 5 de la poutre 1 à la manière d'une enveloppe de lettre. La couture (ou joint) longitudinale du revêtement se trouve sur une face d'appui de la poutre et peut être réalisée par pliage. Comme on peut le voir sur le diagramme, la pile décrite 30 ci-dessus peut être comprimée jusqu'à 50 % de sa hauteur initiale sans que la pression superficielle s'exerçant sur sa surface portante active, qui croît légèrement (d'environ 25 %) sous l'effet de l'écrasement, augmente de façon sensible. Jusqu'à une compression de 50 %, la charge subie par la pile est 35 comprise environ entre 10 et 25 t. et la pression superficielle est comprise entre 5 kg et 10 kg/cm^ environ. L'augmentation de la charge subie par la pile, pour une compression de 50 %,est, en raison -de l'augmentation de la surface portante et du compactage du béton poreux, d'environ 200 à 300 %, tandis que 40 l'accroissement de la pression superficielle est d'environ 10 à 69 06414 -4- 2003959 10 50 %. Lorsque se trouve atteinte une compression de 50 %, la surface portante est sensiblement arrivée à sa taille maximale. 51 la pile est comprimée à plus de 50 %, la charge subie par la pile ainsi que la pression superficielle croissent alors considérablement pour atteindre des valeurs respectivement comprises p entre 100 et 180 tonnes, et entre 20 et 35 kg/cm . Le revêtement résistant à la traction empêche l'arrachement et la chute des particules de béton poreux cisaillées par la pression. Lorsque la compression croit, les particules de béton poreux qui sont solidement maintenues en place jouent, grâce à leur résistance structurelle, le rôle d'élément porteur. En dehors de la résistance structurelle du béton poreux et de la résistance du revêtement à la traction, la force portante des poutres 1 est fonction de leur rapport hauteur : largeur. ^ Par un choix judicieux des dimensions, on peut trouver des poutres répondant à tous les problèmes. En pratique, les dimensions adéquates sont : hauteur 8 & 16 cm largeur 12 à 25 cm et longueur 100 à 125 cm. Au fur et à mesure que la compression modifie la structura du béton, le volume des pores diminue. Le matériau constituant le revêtement doit posséder une résistance à la traction suffisante pour ne pas se déchirer 2^ sous l'effet de la dilatation transversale du béton poreux. Gomme on peut le voir sur le diagramme, le choix du matériau de revêtement permet de modifier la compression de la pile en fonction de sa force portante. Il peut être également avantageux de clouer les éléments jq de soutènement suivant l'invention. 20 69 06414 REVENDICATIONS s»s==ss=ss=ss=ss= *===:= ==== = 1.- Elément de soutènement pour mines (notamment poutre) entrant dans la constitution de piles en forme de caissons, caractérisé en ce qu'il comporte un noyau poreux rigide, présen- ^ tant une bonne capacité de charge et muni d'un revêtement en un matériau résistant à la traction. 2.- Elément de soutènement suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le matériau formant le noyau est du béton poreux. 10 3»- Elément de soutènement suivant les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le revêtement est constitué par du papier, du carton armé ou non, du fil métallique, de la toile métallique munie ou non d'une doublure en papier, des tôles minces perforées ou non, des tissus, des nappes et des enveloppes 15 en fibre textile ou minérale, et des matières synthétiques. 4.- Elément de soutènement suivant les revendications 2 et 3» caractérisé en ce que l'indice de vide du béton poreux est compris entre 40 et 80 %.