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La présente invention a pour objet une sondeuse qui, destinée à l'étude des sols, permet de.déterminer leur résistance en profondeur, non seulement à la pénétration, mais aussi à l'arrachement.
Cette sondeuse, qui est du type de celles comportant une sonde, telle que décrite par les demandeurs dans leur brevet français N 986.733 du 17 mars 1949, est munie d'un mouton qui,-mobile dans une charpente métal- lique d'axe vertical portée par un véhicule, est susceptible: - soit de jouer le rôle proprement dit, de mouton de battage, venant frapper sur le sommet de la sonde pour en provoquer la pénétration dans les terrains très durs, avec remontée dudit mouton à l'aide d'un treuil à commande manuelle; - soit de jouer le rôle de piston de presse agissant sur le som- met de la sonde pour en provoquer la pénétration tout en permettant la mesu- re de l'effort de pointe et des frottements latéraux, la descente dudit mou- ton étant alors actionnée par trection d'un moufle commandé par un treuil mé- canique ;
-soit encore de jouer le rôle d'organe de traction retirant la sonde du sol, en permettant la mesure des frottements latéraux, ladite trac- tion étant effectuée par le même moufle que précédemment, dont les parties fixe et mobile ont été inversées.
Dans le cas de la descente de la sonde par pression du mouton par traction du moufle, l'enregistrement de l'effort de pointe et des frottements latéraux est effectué sur des appareils de mesure contenus dans un casque interposé entre le sommet de la sonde et la base du mouton.
Dans le cas de l'arrachage,de la sonde, il en est de même pour l'enregistrement des frottements latéraux.
Dans le cas, enfin, de la descente de la sonde par battage, le casque est supprimé.
Le dessin schématique annexé représente, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de cette sondeuse : Figures1 et 2 en sont des vues respectivement de face arrière et de côté en élévation;
Figure 3 est, à échelle agrandie, une vue en coupe verticale de l'extrémité de la sonde;
Figure 4 est, à échelle agrandie, une vue en coupe verticale d'une forme d'exécution du casque contenant les appareils de mesure.
Cette sondeuse est montée sur le châssis d'un véhicule automobile qui, de préférence, est muni, d'origine, d'un treuil entraîné en rotation par son moteur.
Sur le châssis du véhicule est fixé la charpente de la sondeuse. Cette fixation est effectuée en une zone du châssis correspondant à peu près au centre de gravité du véhicule, de façon à bénéficier de la masse du camion pour la réaction à la pression sur la sonde.
Cette charpente de la sondeuse se compose d'un châssis ± supportant deux fers à U 4 constituant glissières et au sommet desquels est fixée une tête de charpente 2 supportant deux consoles , auxquelles sont fixés des haubans 7 qui sont amarrés à l'avant et à l'arrière du châssis 2 du véhicule. Cette disposition a pour but de soulager le châssis du camion d'une partie des efforts qui lui sont transmis, lorsqu'il se soulève par suite de la résistance à la pénétration de la sonde. Les fers à U 4 sont tenus latéralement par des contres-fiches 8, et l'un deux porte deux règles graduées 9.
Dans le cas où la sondeuse est appelée à travailler dans un terrain que l'on suppose très dur, le véhicule est, en outre, amarré au sol par des ancrages latéraux se composant de deux bras de force 10 fixés aux extrémités du châssis de la sondeuse et portant chacun, en leur ex-
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-trémité libre, un porte-griffe 12 muni de quatre pinces de corps morts
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1.,. La mise en tension de ces ancrages est assurée par des tours à actionnés par des leviers 15, et à chacun desquels est amarré un câble de tension 16 passant sur une poulie 17 et accroché au porte-griffe op-
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posé 12. Les fers à U 4. du châssis de la sondeuse servent de chemin de glissement à un mouton-presse.
Celui-ci, qui peut agir soit à la façon d'un piston de presse, soit à la façon d'un mouton de battage, est constitué par une barre 18 de section carrée, de poids relativement important, telle que, par exemple-, de 300 Kgs. A sa partie supérieure, cette barre 18 comporte une console 19, qui lui est fixée par soudure par exemple.
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En son extrémité inférieure, elle porte deux ferrures ,""1 qui, glissant le long des fers 4, constituent le guide du mouton, dans ses déplacements verticaux.
A la base des fers à U 4 sont, d'autre part, placées deux ferrures 22 qui constituent un chariot qui peut, soit être mobile le long
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des glissières .2: soit être fixé à la base de celles-ci.
A la console 1 solidaire du sommet du mouton est amarrée l'une des extrémités d'un cable de traction 23 qui descendant depuis cette console, parallèlement aux glissières 4, passe à la base de celles-ci sur
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deux poulies 24 portées par le chariot inférieur 22, remonte parallèlement auxdites glissières jusqu'à la poulie 27 d'un palonnier fixé à un moufle inférieur 28, redescend pour passer sur des poulies 25 portées par le cha-
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riot inférieur 22 et remonte s'ammarrer à la console 12; ce câble 23 est tiré de bas en haut par plusieurs brins d'un câblé 29. qui passant sur la poulie Il dudit moufle et sur une poulie 32 portée par la console j9 est amarré à un treuil qui, non représenté au dessin, est entraîné en rotation par le moteur du véhicule sur lequel est montée la sondeuse.
Un autre treuil 33, à commande manuelle, est porté par la charpente de la sondeuse et permet la traction sur un cable 34 qui, après passage sur une poulie 35 placée sur la tête 2. de la charpente, redescend pour
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traverser une lumière 6 ménagée dans le mouton au-dessus du guide 21 et remonte jusqu'à la tete 2. de la charpente, oû il est amarré.
Sur les glissières que constituent les fers à U ¯4 sont, en outre, montées à glissement deux ferrures 12 qui supportent le casque de sonde 38. Celui-ci qui, en cours de sondage est relié au guide 21 du mouton 18 par quatre tirants 39, coiffe la tête de la sonde. Par un emboîtage, non visible au dessin, il règle le décalage en hauteur des deux éléments de la sonde, à savoir : le tube et la tige.
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Le casque de sonde ¯8, qui comporte un index 41 regardant au droit des indications portées par les règles graduées 9, reçoit le casque contenant les appareils de mesure.
Dans le cas de la sondeuse représentée en figs 1 et 2 le casque 42 contient deux anneaux dynanométriques en tant qu'instruments de mesure. L'instrument inférieur 43 enregistre la résistance opposée à. la pénétration de la pointe de la sonde, et l'appareil supérieur 44 enregistre la résistance totale. Par la différence, on obtient les frottements latéraux.
Dans le cas du casque 45, qui est représenté à échelle agrandie en figure 4, les instruments de mesure utilisés sont des cylindres d'étalonnage de compression. L'appareil inférieur 46 enregistre l'effort à la pointe, et l'appareil supérieur 47 enregistre directement les frottements latéraux.
Dans le cas où la sonde ne peut pénétrer dans le terrain que
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par battage à l'aide du mouton Q, le casque 2 ou contenant les instru- ments de mesure est enlevé et remplacé par un casque muni d'un billot con- atitué par exemple en bois dûr.
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Quant à la sonde proprement dit, elle est formée de manière connue, comme montré en figure 4, par une pointe, une tige et un tube.
La pointeest composée par un noyau central mobile 48, une enveloppe extérieure , une tige de pointe 51 et un tube¯de pointe 52.
Le noyau central ¯ est rendu solidaire de la tige de pointe,
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µ± par un filetage 53,; il assure la progression de l'enveloppe extérieure 4 par appui sur l'épaulement là; il peut se retirer â volonté pour lais- ser passage à un carottier permettant la prise d'échantillons dans le sol.
L'enveloppe extérieure 49 coulisse librement dans le tube de
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pointe 2a sur une certaine longueur, telle que par exemple 10 ems; sa mise en place est assurée par vissage du filetage 2i dans le trou taraudé ,6 du tube de pointe 52. Lorsque ces filetages ne sont plus en contact, l'en-
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veloppe à3 et le tube de pointe sont libres l'un par rapport à l'autre; les deux filetages précités servent simultanément d'organe de centrage et de râcloir, lorsque l'on veut procéder à un enfoncement de la pointe seule et ensuite du tube seul.
Quant au reste de la sonde, elle est constituée, sur toute sa longueur, par des éléments d'un mètre de long par exemple assemblés entre eu* par vissage.
Lorsque la sondeuse ci-dessus décrite doit effectuer un sondage, elle est tout d'abord calée à l'aide de cales 57 placées sous des jambes de force 58 solidaires du châssis 3; ce calage qui est effectué, en soulevant le véhicule à l'aide d'un cric de façon suffisante pour que soit annulé l'effet des ressorts, est indispensable au moment de l'arrachage de la sonde, sinon le châssis ? du véhicule risquerait de se plier au cours de cette manoeuvre.
Ce calage étant effectué, on place les ancrages, s'il y a lieu, et on introduit la sonde dans le guidage du chariot inférieur 22 et dans le
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guidage 12 porté par les jambes de force 5j3. Sur la tête de la sonde est ensuite convenablement placé le casque de sonde 38, à l'intérieur duquel est emboîté le casque 42 contenant les appareils de mesure. Au moyen du treuil à main, on descend le mouton-presse le long des glissières à jus-
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qu'à le faire reposer doucement sur le casque précité 42. Les tirants J2 sont alors mis en place, afin de relier le casque de sonde au guide ?,7 du mouton-presse.
La sondeuse est ainsi prête à effectuer un sondage, en fonctionnant à la manière d'une presse.
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Pour cela, le moteur du véhicule est mis en rotte et le treuil qu'il commande est embrayé. Il en résulte une traction sur le câble 29, suivant les flèches de figure 2. Le moufle ?8¯ se déplace donc de haut en bas, lui-même suivant la flèche 61, ce qui provoque une traction sur le câble 23. Cette traction provoque la descente du mouton-presse si l'on admet que le chariot inférieur 42 est immobilisé, ce qui est obtenu à l'ai-
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de de-verrous 2,. En descendant, le mouton-presse provoque la pénétration de la sonde dans le sol, pénétration qui est visible au fur et à mesure par déplacement de l'index 1,,, au droit des graduations des règles .
Lorsque l'enfoncement de la sonde dans le sol est suffisant pourqu'il soit possible d'ajouter un élément : et tube à la sonde, on procède au relevage du mouton-presse. Pour cela, le treuil moteur est dé-
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brayé, afin que le moufle 28. puisse tre étiré; on remet le cliquet du treuil à main 33, qui avait été enlevé en cours de sondage, et on actionne ce treuil, ce qui provoque, par l'intermédiaire du câble 34, le relevage du mouton-presse 18 qui doit être monté jusqu'à fin de course, afin que puisse être mis en place sous le guide 21 un verrou prenant appui dans des trous 63 percés à cet effet dans les glissières . Cette mesure de sécurité étant prise, on visse sur la sonde un nouvel élément de tube et un nouvel élément de tige.... et la manoeuvre se répète.
Il est à noter qu'au
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fur et à mesure de la decente de la sonde, il est possible de lire, sur les instruments de mesure contenus dans le casque 42, la résistance à la pénétration de la pointe de la sonde et les efforts latéraux sur le tube de la sonde.
Lorsqu'il s'agit d'arracher la sonde hors du sol et de contrôler la résistance à cet arrachage, le mouton-presse 13 auquel sont suspendus le casque de sonde 38 et le casque à appareils 42 est amené au sommet des glissières 6, les verrous 62 d'immobilisation du chariot inférieur 22 sont supprimés, et d'autres verrou prenant appui dans des trous 24 des glissières 6 sont placés sous le casque de sonde 38. Le mouton-presse reposant librement sur ces derniers verrous et le tube supérieur de sonde ayant reçu une tête dite tête d'arrachage, on actionne le treuil moteur comme pour le sondage.
Le mouton 18 se trouvant verrouillé par le casque de sonde 38, qui supporte le casque 42 à appareil de mesure c'est alors le chariot inférieur mobile 22 qui, libéré de ses verrous se déplace de bas en haut et dès qu'il vient en contact avec la tête d'arrachage, il provoque l'arrachage de la sonde. Dans cette opération, la résistance latérale est lue sur l'appareil de mesure correspondant que comporte le casque 42.
Lorsque le chariot inférieur 22 arrive au sommet de sa course sur les glissières 4, on débraye le treuil-moteur et, par une traction sur les câbles du moufle 28. on fait redescendre ledit chariot à la hauteur désirée.
Lorsqu'il s'agit d'effectuer un sondage dans un terrain très résistant, la pénétration de la sonde ne peut être effectuée que par battage à l'aide du mouton 1,8.Pour cela une cale est vissée au sommet du tube de sonde, et le casque de sonde 38 est placé comme lors d'un sondage tel que celui précédemment décrit; mais, à la place du casque 42 contenant les appareils de mesure, est utilisée une pièce comportant un billot de bois. Le-câble 34 dû treuil à main 33 est, en outre, décrocha de la tête de charpente 5, enlevé de la lumière 36 du mouton 18 et accroché directement audit mouton, qui comporte à cet effet un maneton sévissant au-dessus de la lumière précitée, du côté du treuil à main 33.
@ A l'aide de ce treuil 33, on élève le mouton 18 à la hauteur désirée et, en libérant un déclic dont est muni le câble 34, on provoque la chute libre du mouton qui vient ainsi frapper sur le sommet de la sonde.
Si, en cours de sondage, on désire effectuer une prise d'échantillons du sol, on procède à l'enlèvement successif de toutes les tiges de la sonde, ainsi que du noyau mobile de pointe 48. Puis on visse au bout de ces tiges un carottier, et on les redescend à l'intérieur du tube de la sonde. Le mouton-presse agissant ensuite sur les tiges assure la pénétration du carottier dans le sol. Il ne restequ'à le retirer pour récu- pérer l'échantillon de terrain qui est emprisonné à son intérieur.
Comme il va de soi, 1-'invention ne se limite pas à la seule forme d'exécution de cette sondeuse, qui a été ci-dessus indiquée à titre d'exemple; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation.
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The present invention relates to a drilling machine which, intended for the study of soils, makes it possible to determine their resistance in depth, not only to penetration, but also to tearing.
This drilling machine, which is of the type of those comprising a probe, as described by the applicants in their French patent N 986,733 of March 17, 1949, is fitted with a ram which, -mobile in a metal frame with a vertical axis carried by a vehicle, is likely: - either to play the role itself, of threshing ram, striking on the top of the probe to cause it to penetrate into very hard ground, with said ram rising with the aid of a manually operated winch; - or to play the role of a press piston acting on the top of the probe to cause its penetration while allowing the measurement of the tip force and of the lateral friction, the descent of said sheep then being actuated by trection of a muffle controlled by a mechanical winch;
-or again to play the role of a traction member removing the probe from the ground, allowing the measurement of the lateral friction, said traction being carried out by the same block as previously, the fixed and mobile parts of which have been reversed.
In the case of the descent of the probe by pressure from the ram by pulling the block, the recording of the tip force and of the lateral friction is carried out on measuring devices contained in a helmet interposed between the top of the probe and the base of the sheep.
In the case of pulling out the probe, it is the same for the recording of lateral friction.
In the case, finally, of the descent of the probe by beating, the helmet is removed.
The appended schematic drawing represents, by way of non-limiting example, an embodiment of this drilling machine: Figures 1 and 2 are rear face and side elevational views, respectively;
Figure 3 is, on an enlarged scale, a vertical sectional view of the end of the probe;
Figure 4 is, on an enlarged scale, a vertical sectional view of an embodiment of the helmet containing the measuring devices.
This drilling machine is mounted on the chassis of a motor vehicle which, preferably, is fitted, as standard, with a winch driven in rotation by its motor.
On the chassis of the vehicle is fixed the frame of the drill. This fixing is carried out in a zone of the chassis corresponding approximately to the center of gravity of the vehicle, so as to benefit from the mass of the truck for the reaction to the pressure on the probe.
This frame of the drilling machine consists of a frame ± supporting two U-bars 4 constituting slides and to the top of which is fixed a frame head 2 supporting two consoles, to which are fixed guy ropes 7 which are moored at the front and at the top. the rear of the chassis 2 of the vehicle. The purpose of this arrangement is to relieve the chassis of the truck of part of the forces transmitted to it, when it is raised as a result of the resistance to penetration of the probe. The U-shaped irons 4 are held laterally by counter-pins 8, and one of them carries two graduated rulers 9.
In the event that the drilling machine is called upon to work in a terrain which is assumed to be very hard, the vehicle is, moreover, anchored to the ground by lateral anchors consisting of two force arms 10 fixed to the ends of the chassis of the sounder and carrying each, in their ex-
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- free end, a claw holder 12 fitted with four dead body clamps
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1.,. The tensioning of these anchorages is ensured by turns actuated by levers 15, and to each of which is moored a tension cable 16 passing over a pulley 17 and hooked to the claw holder op-
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laid 12. The U-bars 4. of the drill frame serve as a sliding path for a baler.
The latter, which can act either in the manner of a press piston or in the manner of a threshing drum, is constituted by a bar 18 of square section, of relatively large weight, such as, for example- , of 300 Kgs. At its upper part, this bar 18 comprises a bracket 19, which is fixed to it by welding, for example.
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At its lower end, it carries two fittings, "" 1 which, sliding along the irons 4, constitute the guide of the sheep, in its vertical movements.
At the base of the U-shaped irons 4 are, on the other hand, placed two fittings 22 which constitute a carriage which can either be movable along
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slides .2: either be fixed to the base of these.
One of the ends of a traction cable 23 which descends from this console, parallel to the slides 4, passes at the base of the latter on the console 1 integral with the top of the sheep.
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two pulleys 24 carried by the lower carriage 22, rises parallel to said slides to the pulley 27 of a spreader fixed to a lower block 28, descends to pass over pulleys 25 carried by the chain.
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lower riot 22 and ascends to dock at console 12; this cable 23 is pulled from bottom to top by several strands of a cable 29. which passing over the pulley II of said block and over a pulley 32 carried by the console j9 is moored to a winch which, not shown in the drawing, is driven rotating by the engine of the vehicle on which the drill is mounted.
Another winch 33, manually operated, is carried by the frame of the drilling machine and allows traction on a cable 34 which, after passing over a pulley 35 placed on the head 2. of the frame, descends to
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cross a slot 6 made in the sheep above the guide 21 and goes up to the head 2. of the frame, where it is moored.
On the slides formed by the U-shaped irons ¯4 are, moreover, slidably mounted two fittings 12 which support the sounding helmet 38. The latter which, during sounding is connected to the guide 21 of the ram 18 by four tie rods 39, covers the head of the probe. By a fitting, not visible in the drawing, it adjusts the height offset of the two elements of the probe, namely: the tube and the rod.
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The probe helmet ¯8, which has an index 41 looking to the right of the indications carried by the graduated rulers 9, receives the helmet containing the measuring devices.
In the case of the sounder shown in Figs 1 and 2, the helmet 42 contains two dynanometric rings as measuring instruments. The lower instrument 43 registers the resistance against. penetration of the probe tip, and the upper apparatus 44 records the total resistance. By the difference, we get the side friction.
In the case of the helmet 45, which is shown on an enlarged scale in FIG. 4, the measuring instruments used are compression calibration cylinders. The lower apparatus 46 records the force at the tip, and the upper apparatus 47 directly records the lateral friction.
In the event that the probe can only penetrate the ground
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by threshing using the ram Q, the helmet 2 or containing the measuring instruments is removed and replaced by a helmet provided with a log made, for example, of hard wood.
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As for the probe itself, it is formed in a known manner, as shown in FIG. 4, by a tip, a rod and a tube.
The tip is composed by a movable central core 48, an outer shell, a tip shank 51 and a tip tube 52.
The central core ¯ is made integral with the tip rod,
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µ ± by a 53 thread ,; it ensures the progression of the outer casing 4 by pressing on the shoulder there; it can be withdrawn at will to allow passage to a corer allowing the taking of samples in the soil.
The outer casing 49 slides freely in the tube of
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tip 2a over a certain length, such as for example 10 ems; its establishment is ensured by screwing the thread 2i into the tapped hole, 6 of the tip tube 52. When these threads are no longer in contact, the insert
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veloppe à3 and the tip tube are free from each other; the two aforementioned threads serve simultaneously as a centering member and a scraper, when it is desired to drive in the tip alone and then the tube alone.
As for the rest of the probe, it is constituted, over its entire length, by elements one meter long, for example assembled together by screwing.
When the drilling machine described above has to carry out a sounding, it is first of all wedged using wedges 57 placed under struts 58 integral with the frame 3; this setting which is carried out by raising the vehicle with a jack sufficiently so that the effect of the springs is canceled, is essential when the probe is pulled out, if not the chassis? the vehicle could bend during this maneuver.
This setting being performed, the anchors are placed, if necessary, and the probe is introduced into the guide of the lower carriage 22 and into the
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guide 12 carried by the struts 5j3. The probe helmet 38 is then suitably placed on the head of the probe, inside which the helmet 42 containing the measuring devices is fitted. Using the hand winch, the press ram is lowered along the slides to
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only to rest it gently on the aforementioned helmet 42. The tie rods J2 are then put in place, in order to connect the probe helmet to the guide ?, 7 of the press ram.
The drill is thus ready to carry out a survey, operating like a press.
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For this, the engine of the vehicle is rotated and the winch it controls is engaged. This results in a traction on the cable 29, following the arrows in FIG. 2. The block? 8¯ therefore moves up and down, itself following the arrow 61, which causes traction on the cable 23. This traction causes the descent of the press ram if it is assumed that the lower carriage 42 is immobilized, which is obtained by means of
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de-locks 2 ,. Going down, the press-ram causes the probe to penetrate the ground, a penetration which is visible as and when the index 1 ,,, moves to the right of the graduations of the rulers.
When the insertion of the probe into the ground is sufficient for it to be possible to add an element: and tube to the probe, the press ram is lifted. For this, the motor winch is
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braided, so that the mitten 28. can be stretched; we put back the pawl of the hand winch 33, which had been removed during sounding, and this winch is actuated, which causes, via the cable 34, the lifting of the ram-press 18 which must be mounted up to at the end of the stroke, so that a lock can be placed under the guide 21, resting in holes 63 drilled for this purpose in the slides. This safety measure being taken, a new tube element and a new rod element are screwed onto the probe ... and the maneuver is repeated.
It should be noted that at
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As the probe decents, it is possible to read, on the measuring instruments contained in the helmet 42, the resistance to penetration of the probe tip and the lateral forces on the probe tube.
When it comes to tearing the probe out of the ground and checking the resistance to this tearing, the press ram 13 from which the probe helmet 38 and the device helmet 42 are suspended is brought to the top of the slides 6, the locks 62 for immobilizing the lower carriage 22 are removed, and other locks resting in the holes 24 of the slides 6 are placed under the sounding helmet 38. The press ram resting freely on these latter locks and the upper tube As the probe has received a so-called tear-off head, the motor winch is actuated as for probing.
The sheep 18 being locked by the probe helmet 38, which supports the measuring device helmet 42, it is then the movable lower carriage 22 which, released from its locks, moves from bottom to top and as soon as it comes in. contact with the pulling head, it causes the probe to pull out. In this operation, the lateral resistance is read on the corresponding measuring device included in the helmet 42.
When the lower carriage 22 reaches the top of its travel on the slides 4, the motor winch is disengaged and, by pulling on the cables of the block 28, said carriage is lowered to the desired height.
When it is a question of carrying out a sounding in a very resistant ground, the penetration of the probe can be carried out only by threshing using the hammer 1.8. For this a wedge is screwed at the top of the tube of probe, and the probe helmet 38 is placed as during a probing such as that previously described; but, instead of the helmet 42 containing the measuring devices, a part comprising a block of wood is used. The cable 34 of the hand winch 33 is, moreover, unhooked from the head of the frame 5, removed from the light 36 of the sheep 18 and hooked directly to said sheep, which has for this purpose a crankpin rife above the light above, on the hand winch side 33.
@ Using this winch 33, the ram 18 is raised to the desired height and, by releasing a click with which the cable 34 is provided, the ram is free to fall, which thus strikes on the top of the probe.
If, during probing, it is desired to take samples of the soil, one proceeds to the successive removal of all the rods of the probe, as well as of the mobile tip core 48. Then the end of these rods is screwed. a corer, and we lower them back inside the probe tube. The ram-press then acting on the rods ensures the penetration of the corer into the soil. All you have to do is remove it to recover the soil sample that is trapped inside.
As goes without saying, 1-'invention is not limited to the sole embodiment of this drilling machine, which has been indicated above by way of example; on the contrary, it embraces all variant embodiments.