Brevet FR2422140A1 — publié le 19791102

On saint que la mesure de l'expansion des terrains, par exemple dans un quartier de mine, est particulièrement fastidieuse à l'heure actuelle en ce qu'elle se fait au moyen d'un comparateur et d'une plaque de référence, souvent délicate àposer, en particulier dans les zones instables et par conséquent dangereuseset là où l'ouverture très importante de la galerie nécessite l'emploi d'une échelle ou d'une nacelle La présente invention concerne un dispositif de contrôle visuel de l'expansion des terrains, extrêmement simple, fiable, suffisamment précis et permettant de contrôler très rapidement, puisque visuellement, l'expansion des terrains là où ils se dégradent le plus. t'appareil selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte - un élément au moins partiellement fileté, solidaire d'une première zone du terrain dont l'expansion doit être contrôlée - un élément solidaire d'une seconde zone du terrain, cette seconde zone étant susceptible de se déplacer par rapport à la premier, le mouvement de la seconde zone par rapport à la pre mière constituant un critère de l-'expansion du terrain, - et au moins un élément témoin, susceptible de chuter par suite du mouvement relatif des éléments solidaires de chacune desdites zones, de telle sorte que toute chute de cet élément témoin correspondant à une expansion du terrain supérieure à une certaine amplitude puisse être facilement remarquée. Dans une forme de réalisation préférentielle de l'invention, l'appareil se caractérise en ce qu'il est constitué - d'un boulon dont la partie supérieure est introduite et ancrée au fond d'un trou vertical foré dans le terrain dont on veut contrôler l'expansion éventuelle et dont l'extrémité externe visible est filetée et reçoit un écrou de forme tronconique - d'un élément formant manchon à l'intérieur duquel peut coulisser librement le boulon et qui est maintenu contre le roc dans lequel est foré le trou au moyen d'un ressort prenant appui sur l'écrou - et d'un certain nombre de lames élastiques fixées par leur extrémité supérieure sur le manchon et maintenant chacune, par effet élaftfrue, une bille contre l'écrou par leur extrémité inférieure, les billes étant disposées à des hauteurs différentes de façon que chaque chute de bille corresponde. à une valeur d'expansion bien définie. D'autres caractéristiques, avantages et particularités de la présente invention ressortiront de la description qui en est donnée ci-après en référence aux dessins annexés représentant, à titre préférentiel, une forme de réalisation possible de ladite invention. Sur ces dessins La figure I est une vue en perspective avec arrachement partiel d'un dispositif de contrôle visuel de l'expansion des terrains, conforme à l'invention ; La figure 2 est une vue en coupe longitudinale axiale du dispositif de contrôle, en position dans le terrain à surveiller et prêt à fonctionner La figure 3 est une vue analogue à la figure 2,mais le dispositif étant cette fois représenté après que se soit produit un premier déclenchement du à une expansion du terrain. Le dispositif suivant 11 invention représenté sur les dessins est essentiellement constitué des éléments décrits ci-après - un boulon t dont la partie supérieure 1 non filetée est introduite et ancrée, par tout moyen apporprié, au fond d2un trou 2 d'axe vertical XXt foré dans le terrain 3 dont on veut contrôler 1: expansion éventuelle, par exemple dans la roche du toit 4 dtune galerie.La longueur du boulon 1 est déterminée de façon telle que la partie inférieure filetée 13 dépasse à Itintérieur de la galerie hors du toit 4 - un écrou 5 de forme tronconique qui vient se visser sur la partie filetée 13 de la tige I, étant à noter que la conicité de l'écrou est dirigée vers le haut de ltaxe XXt; - un manchon 6 dont le diamètre interne est déterminé de façon que le boulon 1 puisse y coulisser librement et dont le diamètre externe est déterminé de façon que le manchon puisse s'adapter dans le trou 2.Par ailleurs, le manchon 6 est muni, sensiblement à mi-hauteur, d'une plaque drappul 7 qui vient porter contre la roche au toit 4 et contre laquelle elle est maintenue sous l'action d'un ressort hélicoïdal 8 enfilé autour de la tige 1 et prenant appui entre le boulon 5 et la base du manchon 6 - un certain nombre de lames métalliques, telles que 9A, 9B "'9C' dont les extrémités supérieures sont fixées, par exemple par soudure, à l'extérieur de la partie inférieure du manchon 6 s'étendant coaxialement à l'axe XX' en formant une sorte de jupe dont la partie inférieure vient recouvrir partiellement l'écrou 5. Ces lames métalliques, comportent à leurs éxtrémités inférieures des petites niches telles que IOA, 10B, ...10C qui sont ouvertes vers le bas et vers l'intérieur de façon à pouvoir recevoir des billes telles que 11A, 11B...11C. Ces billes se trouvent maintenues contre la paroi externe conique de lrécrou 5 sous l'action des lames métalliques 9A, 9B...9C agissant comme des ressorts. Suivant une caractéristique de l'invention, les longueurs respectives des lames métalliques successives s'échelonnent suivant un paramètre déterminé de façon que les billes 10A, 10B... 100 se trouvent au contact de la paroi externe de l'écrou 5 suivant une ligne imaginaire 12 hélicoïdale. les billes sont avanta geusement reliées par des cordons tels que 13A, 13B ... 13C aux lames respectives. le pas de l'hélice est déterminé, en fonction de la hauteur de l'écrou 5, de façon que lorsque la bille la plus basse se trouve au contact de l'écrou, très légèrement au-dessus de la tranche inférieure de ce dernier, la bille la plus haute se trouve au maximum au contact de l'écrou, très légèrement en dessous de la tranche supérieure de ce dernier. Bien évidemment,ceci n'est qu'un cas extrême et, dans la pra tique, on peut n'utiliser qu'ut nombre restreint de billes cor- respondant à une valeur d'expansion bien définie telle par exemple que 5, 10, 20 mm, etc., l'écrou 5 'étant dans ce cas utilisé que sur une hauteur partielle. Le fonctionnement du dispositif de contrôle conforme à ltinven- tion est très simple. En effet, après que les différents éléments constitutifs aient été assemblés puis réglés à la bonne hauteur en vissant l'écrou 5 à la place voulue, il ne reste plus qu'à disposer les billes sur le cône, bien serrées contre ce dernier par l'action des lames métalliques agissant comme des ressorts. On voit immédiatement que lorsque le terrain 3 stexpanse, par exemple en raison de la formation d'une fissure 14 comme cela est représenté sur la figure 3, la longueur de l'extrémité libre 13 du boulon, ctest-à-dire la partie visible à l'extérieur du trou 2 diminue, en donnant l'impression que le boulon rentre dans le toit 4. le cône qui est solidaire du boulon 1-tend lui aussi à se rapprocher du toit -4. Par contre, le reste du dispositif, à savoir le manchon 6 et les lames métalliques qui leur sont soudées conservent leurs positions initiales a'où résulte que les billes maintenu par lesdites lames font office de repère fixe, Il apparatt immédiatement que plus le terrrain stexpanse, plus la distance séparant le cône 5 du toit 4 diminue et plus la distance séparant la base du cône 5 des billes dimuue. lorsque la base du cone arrive au niveau de la bille la plus basse, à savoir la bille 113 sur la figure 2, la lame métallique correspondante 93 libère la.bille qui s'échappe du cône et pend dans le vide au bout du petit cordon 133 attaché à la lame 93. Comme on l'a vu précédemment, au fur et à mesure que le cône remonte, les billes s'échappent les unes après les autres, chaque chute de bille correspondant à une valeur d'expansion bien définie par exemple de 5, 10, 20 mm, etc. Afin de permettre un contrôle visuel immédiat et sans risque d'erreur, les billes sont avantageusement de couleurs différentes de façon que l'on sache immédiatement la valeur de l'expansion du terrain sous contrôle. les essais auxquels on a procédés ont montré que l'appareil- lage extrêmement simple, conforme à l'invention, est fiable en ce qutil est résistant aux chocs, suffisamment precis puisqu'il permet de contrôler très rapidement l'expansion des terrains, là où ils se dégradent le plus. Si l'on dispose de toute une série d'appareillage de contrôle dans un quartier de mine, par exemple, il est facile, au cours d 'une -seule ronde, de connaître l'évolution des expansions de ce quartier avec une assez bonne précision puisqu'elle est de l'ordre du millimètre. On évite ainsi la mesure fastidieuse de l'expansion au moyen d'un comparateur et d'une plaque de référence, souvent délicate à poser, en particulier dans les zones instables et donc dangereuses et là ou l'ouverture très importante de la galerie nécessite l'emploi d'une échelle ou d'une nacelle. il va de soi que la présente invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple prélérentiel et quton pourra apporter des équivalences techniques dans ses éléments constitutifs sans pour autant sortir du cadre de ladite invention, lequel est défini dans les. revendications qui suivent. REvENDICATIoNS- 1. Dispositif de contrôle visuel de l'expansion des terrains, caractérisé en ce qu'il comporte - un premier élément, solidaire d'une première zone de terrain dont l'expansion doit etre contrôlée, - un second élément, solidaire d'une seconde zone de terrain, cette seconde zone étant susceptible de se déplacer par rapport à la première, le mouvement de la seconde zone par rapport à la première constituant un critère de l'expansion du terrain, - un élément de référence indéformable associé au susdit premier élément, et l'enveloppant au moins partiellement - et au moins un élément témoin, coopérant avec la surface externe de ltélément de référence, susceptible de chuter par suite du mouvement relatif des éléments solidaires de chacune desdites zones, de telle sorte que toute chute de cet élément témoin correspondant à une expansion du terrain supérieure à une certaine amplitude puisse être facilement remarquée. 2. Dispositif de contrôle visuel de l'expansion des terrains selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte - un premier élément au moins partiellement fileté tel qu'un boulon, dont la partie supérieure est introduite et ancrée au fond d'un trou vertical foré dans le terrain dont on veut contrôler l'expansion éventuelle et dont llextrémité externe visible, filetée, reçoit ltélément de référence - un second élément, formant manchon, à l'intérieur duquel peut coulisser librement le boulon et qui est maintenu contre le roc dans lequel est foré le trou au moyen d'un ressort prenant appui sur l'élément de référence - un élément de référence sous la forme d'un écrou tronconique - et un certain nombre de lames métalliques fixées par leur extrémité supérieure sur le manchon et maintenant chacune, par effet élastique, un élément témoin sous la forme d'une bille, contre llécrouX par leur extrémité inférieure, les billes étant disposées à des hauteurs différentes de façon que chaque chute de bille corresponde à une valeur d'expansion bien définie. 3. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les lames maintenant les billes ont des longueurs successives telles que les billes successives se trouvent réparties suivant une hélice dont le pas est déterminé pour que les billes s'échappent les unes après les autres pour une valeur d'expansion de l'ordre de quelques millimètres. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que les billes sont reliées par des cordons aux lames-respectives qui les maintiennent contre l'écrou et sont avantageusement de couleurs différentes de façon que le simple examen du nombre de billes tombées qui restent suspendues à leurs cordons ainsi que leurs couleurs permette de déterminer très rapidement et avec exactitude la valeur de l'expansion du terrain à contrôler.