Brevet FR2313673A1 — publié le 19761231

La présente invention concerne un appareil permettant de mesurer par voie dynamique la portance d'un sol en place. La portance d'un sol se détermine habituellement par mesure de la résistance au poinçonnement d'un sol dans des conditions bien déterminées. Cette portance est usuellement exprimée par l'indice portant californien (C.B.R.) qui est le rapport, exprimé en 56, de la pression produisant un enfoncement donné d'un poinçon cylindrique normalisé se déplaçant à une vitesse déterminée, et de la pression nécessaire pour enfoncer le même poinçon, dans les mêmes conditions, dans un matériau type. L'appareil, objet de l'invention, permet de déterminer la résistance à l'enfoncement par coups d'un sol fin, cet appareil étant agencé en sorte qutil y ait une relation directe entre les enfoncements mesurés et l'indice portant californien, quelle que soit la nature du sol essayé (de l'argile au sol sableux fin). Cette relation est valable tant que ltenfoncement par coup est inférieur à 40mm et la profondeur de pénétration inférieure à 1,20 m. Suivant l'invention, l'appareil se caractérise par une plaque de base munie de pieds pour implantation dans le sol et percée d'un trou, une première tige terminée à son extrémité inférieure par un poinçon ayant un corps cylindrique de diamètre déterminé et une extrémité conique avec un angle au sommet ayant une ouverture de 600 environ, ladite tige traversant le trou de la plaque de base suivant une direction sensiblement perpendiculaire à la surface de cette plaque de base, une seconde tige vissée sur l'extrémité supérieure de la première tige, coaxialement à celle-ci, cette seconde tige portant une enclume à sa partie inférieure et munie d'une butée élastique à sa partie supérieure, un mouton inerte monté coaxialement sur ladite seconde tige en sorte de pouvoir être déplacé librement le long de celle-ci entre la butée élastique et l'enclume et en sorte de pouvoir tomber par gravité sur l'enclume à partir de ladite butée élastique, la masse M du mouton, la hauteur h de sa chute et la section transversale maximale A du corps du poinçon étant liées par la relation 95 4 mu 4 105 kg/cm, et une latte téles- copique sensiblement parallèle à ladite seconde tige, cette latte étant munie d'une échelle graduée en unités de longueur. La première tige peut avantageusement être munie d'une ou plusieurs allonges.L'angle au sommet de la pointe du poinçon et la relation précitée assurent la correspondance biunivoque entre l'enfoncement moyen et l'indice portant californien C.B.R. quels que soient la nature et l'état du sol fin. Une forme de réalisation de l'appareil de battage selon l'invention est illustrée au dessin joint. La plaque de base 1 est munie de pieds 2 destinés à être enfoncés dans le sol afin de fixer fermement l'appareil. La plaque de base 1 est également munie de poignées 3. Dans la plaque 1 est formé un trou 4. Une tige 5 à l'extrémité inférieure de laquelle est fixée un poinçon 6 traverse le trou 4 et s'étend pratiquement perpendiculairement à la surface de la plaque 1. La tige 5 peut comporter plusieurs tronçons de rallonge séparés propres à être vissés bout à bout pour atteindre la longueur voulue. A l'extrémité supérieure de la tige 5 est vissée une tige de battage 7 en sorte de s'étendre pratiquement coaxialement à la tige 5. A la partie inférieure de la tige 7 est prévue une enclume 8 tandis que l'extrémité supérieure de cette tige porte une butée élastique 9. Sur la tige 7 est monté un mouton 10 agencé en sorte de pouvoir être déplacé librement le long de la tige 7 entre l'arrêt que constitue la butée élastique-9 et l'enclume 8 et en sorte de pouvoir tomber librement par gravité sur l'enclume. Le poinçon 6 est constitué essentiellement d'un corps cylindrique 60 ayant un diamètre déterminé, d'une embase 61 pour permettre la fixation du poinçon sur l'extrémité de la tige 5, et d'un cône 62 ayant un angle au sommet de 600 environ. Les recherches effectuées ont montré que le choix de cette valeur angulaire permet d'établir une relation unique et biunivoque entre l'enfoncement du poinçon dans le sol et l'indice californien, laquelle relation est valable pour tous les sols fins. Suivant l'invention, la masse (M) du mouton 10, la hauteur de chute (h) du mouton et la section transversale maximale (A) du corps du poinçon 6 sont liées par la relation suivante : 95 / oh 4105 T kg/cm. L'appareil se complète d'une latte télescopique 11 montée pratiquement perpendiculairement à la surface de la plaque de base 1. Dans l'exemple illustré, la latte Il est cons tituée d'un coulisseau 12 portant une échelle graduée 13, pouvant coulisser le long d'un support 14 sur lequel il peut être fixé à une hauteur voulue quelconque par une vis 15. L'emploi de l'appareil est simple. Après avoir monté et fixé l'appareil, on ajuste la latte télescopique Il de fa çon à amener le zéro de l'échelle graduée 13 au niveau d'un trait repère gravé sur le mouton 10, celui-ci reposant sur 1' enclume 8. L'opérateur soulève le mouton jusqu'à l'arrêt supérieur et le laisse tomber par gravité sur l'enclume 8, un certain nombre de fois successivement à une cadence régulière (environ trente fois par minute, par exemple) jusqu'à ce qu'un premier trait-repère gravé sur la tige 5 disparaisse sous le niveau de la plaque de base 1. Le nombre de coups jusqu'à ce moment est alors noté et l'enfoncement du poinçon dans le sol est lu sur échelle 13. Le processus décrit ci-dessus est ensuite répété jusqu'à ce que le dernier trait-repère ait disparu sous le niveau de la plaque de base. S'il y a lieu de procéder jusqu'à une plus grande profondeur, après avoir retiré le mouton 10 on dévisse la tige de battage 7 en prenant soin de ne pas faire tourner la tige 5 fixée au poinçon 6 enfoncé dans le sol. On visse une tigerallonge à I 'extrémité supérieure de la tige 5, puis on visse la tige de battage 7 sur cette rallonge, on replace le mouton 10 et on réajuste la latte télescopique 11 comme expliqué plus haut. On recommence le processus décrit ci-dessus et on ajoute ensuite successivement autant de tiges-rallonges qu'il est nécessaire pour atteindre la profondeur de pénétration requise. Les lectures successives servent alors à déterminer l'enfoncement moyen par coup auquel correspond, de façon biunivoque, pour chaque couche, une valeur de l'indice C.B.R. Pour chaque couche 1' enfoncement moyen peut être déterminé de la manière suivante. Les différences entre lectures d' enfoncement successives sont relevees en regard des nombres de coups, le quotient entre chaque différence et le nombre de coups correspondant donnant l'enfoncement noyen par coup.Comme indiqué plus haut, c'est l'angle d'ouverture de la pointe du poinçon 6 et la relation précitée entre la masse M du mouton, sa hauteur de chute h et la section transversale maximale A du poinçon qui assurent la correspondance -biunivoque entre l'enfoncement moyen et l'indice C.B.R., quels que soient la nature et lTétat du sol fin, pourvu que l'enfoncement par coup et la profondeur de pénétration soient inférieurs respectivement à 40mm et 1,20m. La conversion des enfoncements par coup en indice C.B.R. établie avec un poinçon de 5 cm2 est donnée par la relation : log C.B.R. = - (1,31 + 0,09) log x + (2,58 + 0,11) où x est l'enfoncement par coup, exprimé en millimètres. Par exemple, pour un enfoncement x = 16 mm on trouve ainsi un indice C.B.R. de 10% et pour un enfoncement x = 12 mm on trouve un indice C.B.R. de 15,'. En fait,les valeurs C.B.R. calculées par log C.B.R. = -1,31 log x + 2,58 représentent les indices C.B.R. avec un intervalle de confiance dont les limites au niveau de probabilité 0,95 sont 1,4 C.B.R. et 0,7 C.B.R. La détermination des indices C.B.R. pour les différentes couches d'un sol se trouve ainsi rendue directe et immédiate par l'emploi de l'appareil de battage selon l'invention. REVENDICATIONS 1.- Appareil de battage pour mesurer par voie dynamique la portance d'un sol fin en place, caractérisé en ce qu'il comprend une plaque de base munie de pieds pour implantation dans le sol et percée d'un trou, une première tige terminée à son extrémité inférieure par un poinçon ayant un corps cylindrique de diamètre déterminé et une extrémité conique avec un angle au sommet ayant une ouverture de 600 environ, ladite tige traversant le trou de la plaque de base suivant une direction sensiblement perpendiculaire à la surface de cette plaque de base, une seconde tige vissée sur l'extrémité supérieure de la première tige, coaxialement à celle-ci, cette seconde tige portant une enclume à sa partie inférieure et munie d'une butée élastique à sa partie supérieure, un mouton inerte monté coaxialement sur ladite seconde tige en sorte de pouvoir être déplacé librement le long de celle-ci entre la butée élastique et l'en- clume et en sorte de pouvoir tomber par gravité sur 1'enclume à partir de ladite butée élastique, la masse M du mouton, la hauteur h de sa chute et la section transversale maximale A du corps du poinçon étant liées par la relation 95 z Kh 105 kg/ci, et une latte télescopique sensiblement parallèle à Eadite seconde tige, cette latte étant munie d'une échelle graduée en unités de longueur. 2.- Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite première tige est constituée de plusieurs tronçons séparables. 3.- Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le poinçon est séparable de ladite première tige.