Brevet FR2006848A1 — publié le 19700102

12942, i 2006848 La présente invention concerne des perfectionnements aux appareils pour mesurer la force portante du sol. Le brevet néerlandais n° 66 301 décrit un appareil pour mesurer la force portante du sol à diverses profondeurs. L'appareil 5 comprend un tube enfongable dans le sol ayant une extrémité conique ' coulissante par rapport au tube'. On peut taesurer 1® force requise pour pousser le cône hors du tube enfongable. Quand le cône est arrivé au maximum de sa course, on le ramène vers l'arrière, on enfonce l'ensemble plus profondément, puis on répète le processus. 10 On peut ainsi mesurer par degrés la force portante du sol à diverses profondeurs. Pour éviter que la terre pénètre dans l'appareil et le salisse, le cône est surmonté d'un carter tubulaire qui recouvre une tige de poussée et une partie du tube enfongable. Le carter a un diamètre extérieur légèrement plus faible que le plus grand 15 diamètre du cône et, de plus, il se rétrécit vers le haut de façon à réduire les frottements et produire un espace où peut se loger la terre déplacée par le cône de mesure. Cet appareil donne-des mesures assez'fidèles, mais il présente certains inconvénients ; par exemple, les mesures se font par degrés, car, en continu, la fric-20 tion entre le tube et la tige de poussée introduit un facteur de frottement dont on n'est pas maitre, si bien qu'il est très difficile de relever les mesures sur un appareil enregistreur ou analogue. De plus, le système d'actionnement et de guidage du cône ne présente pas une très grande résistance dans le sens transversal, 25 si bien que le frottement augmente encore et que, finalement, le frottement du carter tubulaire cesse d'être négligeable, malgré le soin apporté à la réalisation de l'appareil. D'autre part, il est connu d'effectuer des mesures en continu au moyen d'un tube enfongable lisse, terminé par un cône de 30 mesure couplé au tube par une tige de mesure équipée de jauges de contrainte. Mais le frottement, entre le tube qui s'enfonce et la terre qui l'entoure, fait apparaitre une force qui exerce une influence sur les mesures données par le cône. Cette force dépend de la vitesse de fongage, et elle augmente encore quand la terre se 35 déplace au cours de l'enfoncement du tube. Le frottement peut être évalué à l'aide d'un manchon de mesure, mais la précision est incertaine et cela implique des calculs longs et laborieux. L'invention réalise un appareil du genre décrit ci-dessus en lui donnant une structure telle que sa résistance aux forces 40 transversales soit bonne et qu'il ne produise pas de frottements 2006848 nuisibles aux mesures$ notamment- en vue de pouvoir procéder à des mesures en continu. L'appareil conforme à l'invention comprend un cône surmonté d'une tige qui s'engage dans l'extrémité du tube avec sa partie 5 supérieure liée au tube et sa partie inférieure guidée de façon é-tanche par la paroi du tube enfongable, tandis que la partie intermédiaire de cette tige est équipée de jauges de contraintes, à 1* aide desquelles on peut mesurer la pression qui s'exerce sur le cône, 1®extrémité inférieure du tube enfongable ayant un diamètre ex-10 térieur plus petit que celui de la partie supérieure du cène. En particuliers le tube enfongable peut comprendre au moins un épaule-ment ayant pour effet de réduire son diamètre vers le bas. De cette façon, il y a suffisamment d'espace pour que la terre déplacée par le cône puisse se loger, et le frottement se produit hors de la ré-15 gion de mesure du cône. Cette structure, ainsi que les positions et dimension* les plus convenables à donner aux épaulements, ont été déterminées à la suite de recherches poussées. L'invention a permis de réaliser un appareil dont le fonctionnement donne complète satisfaction et 20 des mesures aussi bonnes que possible. L'invention sera mieux comprise à la lumière de la description qui suit, donnée à titre d'exemple non limitatif, et illustrée par les dessins annexés. Fig. 1 est une vue partielle, partiellement en coupe, d' 25 un appareil conforme à l'invention. Fig. 2 donne une vue simplifiée d'un appareil conforme à l'art antérieur, avec une courbe de la pression du sol au voisinage du cône. Fig. 3 montre un autre type d'appareil conforme à l'art 30 antérieur avec la courbe de pression qui s'y rapporte. Fig. 4 représente l'appareil conforme à l'invention avee sa courbe de pression. L'appareil conforme à l'invention, représenté sur la figure 1, comprend un tube 1 enfongable dans le sol. Vers le bas, 35 le tube comporte une partie rétrécie 2, puis son diamètre augmente à nouveau du fait d'un ou de plusieurs épaulements en biseau 3. La partie inférieure 4 du tube a un diamètre' plus petit que le plus grand diamètre du cône de mesure 5 placé au bout du tube. Le tube enfongable 1. offre sur sa longueur un canal in-40 térieur continu 6,.qui se transforme en un canal plus large 8 à 69 12942 69 12942 3 2006848 partir d*un épaulement 7 et jusqu'à l'extrémité inférieure du tube. Une tige 9, reliée au cône 5, pénètre dans la partie plus large 8 du tube ; cette tige comporte une tête 10 qui a un diamètre égal à celui de la partie plus large 8, et qui s'appuie sur 1*épaulement 5 7 ; une bague d'étanchéité 11 se loge dans une gorge autour de la tête 10, et un filetage surmontant la tête se visse dans la partie 8. Une ou plusieurs bagues d'étanchéité 12 sont prévues à la partie inférieure de la tige de Saison 9, pour éviter que des particules de terre ne pénètrent dans la partit du tube. 10 Des jauges de contrainte sont fixées sur la tige 9, en tre la tête 10 et les bagues d'étanchéité 12 ; ees jauges servent à mesurer les forces qui s'exercent sur la tige 9. Les jauges ne sont pas représentées sur la figure. Les fils de connexion des jauges traversent le trou 13 pour passer dans le canal 6 du tube 15 et être ensuite reliés aux appareils de mesure et/ou ayx appareils enregistreurs disposés au jour, au-dessus du niveau de la terre. Avant de décrire le fonctionnement de l'appareil conforme à l'invention, on rappelle le fonctionnement des appareils selon l'art antérieur des figures 2 et 3. 20 La figure 2 montre un appareil de type connu, dont le cône, connecté à une tige intérieure, peut être poussé vers le bas pendant que le tube enfongable 1 reste fixe. Le cône 5 est donc soumis à la contre pression du sol p^. Le cône est surmonté par un carter de jonction dont le diamètre se rétrécit vers le haut, et 25 cela produit un espace dans lequel la terre déplacée peut se loger; donc, la friction est faible, et la force de frottement correspondante est pratiquement négligeable. La figure 3 montre un appareil dont le tube 1 est lisse et peut être enfoncé d'un mouvement continu j pendant l'enfonce-30 ment, la contre-pression qui s'exerce sur le cône 5 est mesurée par des jauges de contraintes schématiquement représentées par des croix. Les forces de frottement sont indiquées par des flèches verticales ; ces forces s'ajoutent à la contre-pression statique p^ du sol, et cela accroît considérablement la force au voisinage du tu-35 be, faussant ainsi le résultat des mesures. La figure 4 est une représentation simplifiée de l'appareil conforme à l'invention. Là encore, les forces de frottement agissent pendant l'enfoncement du tutje 1 et s'ajoutent à la résistance du sol î toutefois, grâce au rétrécissement prévu au-dessus 40 du cône de mesure, les frottements sont peu importants tandis que 69 12942 4 2006848 la contrepression statique du sol est prépondérante dans la' zone de mesure. La forme la plus convenable à donner au rétrécissement a été déterminée par de nombreux essais et par des mesures. On a 5 ainsi obtenu des résultats de mesure qui sont en étroite corrélation avec les mesures les plus précises, ces dernières ayant été déterminées à l'aide d'appareils ne fonctionnant pas en continu. Dans cette formé de réalisation, le tube 1 a une résistance a la flexion suffisante pour supporter les forces transver-10 sales, et on évite aussi le coincement du cône 5 dans le tube. Tout effort oblique éventuel peut être compensé par une distribution symétrique des jauges de contraintes autour de la tige 9, pour que l'on puisse déterminer une force moyenne. 12942 5 2006848 REVENDICATIONS 1. Appareil pour mesurer la force portante du sol composé d'un tube enfongable dans le sol ayant une extrémité conique coulissant par rapport au tube, caractérisé en ce qu'il comprend un cône séparé, surmonté par une tige qui s'engage dans le tube avec sa partie supérieure, liée au tube, et avec sa partie inférieure, guidée de fagon étanche par la paroi du tube, tandis que la partie intermédiaire de cette tige est équipée de jauges de contrainte, à l'aide desquelles on peut mesurer la pression qui s'exerce sur le cône, l'extrémité inférieure du tube ayant un diamètre extérieur plus petit que celui de la partie supérieure du cône. 2. Appareil suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit tube comprend au moins un épaulement arondi ou en biseau ayant pour effet de réduire son diamètre vers le bas.