Brevet FR2398297A1 — publié le 19790216

La présente invention est relative à des perfectionnements apportés à l'appareil triaxial permettant la mesure du champ de contrainte et de déformation des éprouvettes de matériau en génie civil. Les appareils connus présentent les deux inconvénients suivants -L1effort nécessaire à ltécrasement de l'échantillon de matériau est transmis à la tête de l'éprouvette dressai à l'aide d'une tige faisant appel au contact sphère-cone. Il est évident que ce système d'accro. chage ne permet pas d'effectuer des essais d'extension. -L'embase inférieure étant fixe par rapport au support de la cellule et la tête supérieure possédant un centre de rotation tete-tige non confondu avec la surface de l'échantillon, il en résulte que le torseur des forces appliquées à ltéchantillon comporte en plus de la résultante d'écrasement un couple parasite provenant de la non-colinéarité des axes de l'échantillon et de la tige d'écrasement. Les perfectionnements qui font l'objet de la présente invention visent à remédier à ces inconvénients et à permettre la réalisation d'un appareil d'essai triaxial qui réponde bien aux divers desiderata de la pratique. Le dessin annexé, donné à titre d'exemple, permettra de mieux compren dre l'invention, les caractéristiques quelle présente et les avantages qu'elle est susceptible de procurer. Fiv.1 est une vue d'ensemble de l'appareil pour des essais d'extension. Fig.2 illustre la tête supérieure rotulée pour des essais de com pression. Fig.3 illustre l'accrochage de la tete supérieure. On a représenté fig 1 l'appareil triaxial rotulé qui fait liobjet de l'invention. Il comprend un support 2 venant prendre appui sur la cellule 1, et supportant le porte-rotule 3. Viennent ensuite prendre place sur le porte-rotule la rotule 4 et la tête inférieure 5 du triaxial. Le blocage ou le déblocage de ce sous-ensemble rptulé s'opéré par l'axe ro tulé 8 en agissant sur l'écrou molleté 7. Enfin un ressort 9 permet de diminuer le frottement des rotules en mouvement. La description de la tête supérieure rotulée peut présenter deux mon tages relatifs aux essais d'extension ou de compression. Sur la f ig t est representé le montage de la tête supérieure:pour des essais d'extension elle comporte une tête 12 fixée par vis sur la rotule 13 et supportant le porte-rotule 15; le tout est maintenu en contact par l'intermédiaire de l'axe rotulé 14 et de l'écrou 16. L'accrochage de la ête supérieure est representé fig 3 par la tige 18 munie de la douille 17 ve nant s'agrapher dans le porte-rotule 15 grace à un système d'encoches et de tenons en étoile. Le montage de la tête supérieure pour des essais de compression est décrit fig 2. Elle comporte la tête 12 fixée à la rotule 13 par vis.La force d'écrasement est transmise à la tete par le porterotule 15 fixé par vis à la tige 18. Le fonctionnement géneral découle des explications qui précèdent. On commence à bloquer la tête inférieure par serrage de lsécrou 7 permet tant ainsi de monter l'échantillon 11 de matériau dans une manchette en caoutchouc. On peut alors prévoir la pose de la tête supérieure qui peut revêtir deux aspects suivant des essais d'extension ou de compression. Examinons maintenant le montage de la tête supérieure pour des essais de compression. Nous disposerons sur la partie haute de l'échantillon de matériau la tête 12 avec la rotule 13; il reste maintenant à débloquer la rotule inférieure en agissant sur l'écrou 7, avant de procéder au mon tage de la cellule 19. Gette dernière devra comporter en plus de la tige 18 le porte rotule 14 associant ainsi un contact du type sphère-sphère. Lu essai de compression proprement dit pourra dtre envisager en créant au paravant une étreinte isotrope sur l'échantillon à l'aide de flair ou de l'eau. On a ainsi réalisé un appareil triaxial rotulé susceptible dle- tre utilisé pour des éprouvettes cylindriques de matériau telles que celles employées pour le génie civil. La machine suivant l'invention est particulièrement bien adaptée à la détermination des courbes contraint e-déformation. L'utilisation des contacts du type sphère-sphère avec le centre de ro tation confondu avec les surfaces supérieures et inférieures de ltéchan- tillon permet au torseur des forces appliquées aux limites de l'éprou- vette de se réduire à une résultante unique. R E V E N D I C A T I O N S 1.Dispositif permettant la mesure du champ de contrainte et de dé for- mation des matériaux à l'aide de deux têtesrotulées caracterisé par le fait qu'il comporte un moyen incorporé aux têtes destiné à avoir un centre de rotation des têtes par rapport à l'échantillon à la surface de ce dernier. 2 Dispositif de mesure du champ de contrainte et de déformation selon la revendication 1 caractérisé par le fait que les moyen destinés à avoir un centre de rotation à la surface de l'échantillon sont des contacts du type sphère-sphère avec meme centre de courbure à la surface de l'échantillon. 3.Dispositif de mesure du champ de contrainte et de déformation selon les revendications 1,2 caracterisé par le fait qutil possède un système de blocage et déblocage de la tête rotulée inférieure. 4.Dispositif de mesure du champ de contrainte et de déformation selon la revendication 3 caracterisé par le fait que le blocage et déblocage de la tête inférieure s'effectue à l'aide de l'axe rotulé en agissant sur la. pression de contact des rotules par l'intermediaire d'un système vis-écrou commandé exterieurement. 5.Dispositif de mesure du champ de contrainte et de déformation selon l'une quelconque des revendications de 1 à 4 caracterisé par le fait que des essais de compression peuvent être envisagés. A cet effet le porterotule (rotule supérieure) est solidaire de la tige de la cellule permettant d'associer au cours de l'essai d'écrasement un contact du type sphère(porte-rotule)-sphère(tête supérieure). 6.Dispositif de mesure du champ de contrainte et de déformation selon l'une quelconque des revendications de 1 à 5 caracterisé par le fait qu' il permet d'effectuer des essais d'extension par l'accrochage de lten- semble tête supérieure,porte-rotule et axe rotulé à la tige de la cellule. Pour cet essai la tige de la cellule comporte une douille s'agrafant dans le porte-rotule à l'aide d'encoches et de tenons en étoile permettant d'obtenir au cours de l'essai d'extension des contacts du type cône (douille-tige)-cene(ensemble tete supérieure) et du type sphèreporte- rotule)-sphère(axe rotulé).