Appareil de mesure de caractéristiques mécaniques d'un corps,
dispositif de calibrage et sondes pour cet appareil.
La présente invention a pour objet un appareil de mesure
de caractéristiques mécaniques d'un corps ou d'un milieu, en par-
ticulier de caractéristiques mécaniques du sol, qui permet de
mesurer et, si on le désire, d'enregistrer les caractéristiques
suivantes du corps ou du milieu analysé : la résistance à la compression sous l'action d'une force, la déformation linéaire sous
l'effet de cette force et la résistance au cisaillement, à la
coupe ou au frottement sous l'action d'un couple combiné à une
force exercée suivant un axe sensiblement perpendiculaire au bras '
de levier du couple et coupant ce dernier sensiblement en son
I
milieu.
De tels appareils ont déjà été conçus, mais leur réa li- sation est tellement complexe et leur poids et encombrement tels qu'ils sont soit utilisés, à poste fixe, en laboratoire, soit montés sur des véhicules lourds spécialisés. Les inconvénients présentés par de tels appareils sont évidents; à savoir l'impossibilité de les utiliser dans des sites inaccessibles aux véhicules précités, la nécessité de les alimenter en énergie électrique et hydraulique et leur coût élevé de fabrication et d'utilisation.
L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients
et de procurer un appareil, de construction très simple et très robuste, dont le poids et l'encombrement sont tels qu'il peut aisément être transporté par un piéton en vue de son utilisation itinérante en site, d'autant plus qu'il peut être mis en oeuvre manuellement, son transport étant en outre facilité du fait qu'il se présente sous la forme d'une canne.
A cet effet, suivant l'invention, ledit appareil com- prend deux éléments alignés suivant leur axe, des moyens disposés entre les deux éléments et agencés pour réunir ces derniers et pour, d'une part, s'opposer aux déplacements des éléments l'un
par rapport à l'autre suivant leur axe lorsqu'un effort est exer- cé, suivant cet axe, à l'extrémité libre d'un des éléments
et dirigé vers l'autre élément et, d'autre part, s'opposer à la rotation des éléments l'un par rapport à l'autre autour de leur axe, une sonde fixée à l'extrémité libre d'un des éléments, des moyens agencés à l'extrémité libre de l'autre élément pour permettre d'exercer l'effort précité suivant l'axe des éléments et pour exercer un couple sur les éléments par rapport à leur axe,
un curseur agencé pour se déplacer sur l'élément portant la sonde, parallèlement à l'axe de celui-ci, à partir ce l'extrémité libre
I
de la sonde vers l'autre élément lorsque la sonde s'enfonce dans le corps, des moyens agencés pour mesurer simultanément l'effort susdit suivant l'axe des éléments et le déplacement du curseur sur l'élément portant la sonde, ces derniers moyens étant en outre agencés pour mesurer simultanément ledit effort suivant l'axe des éléments et le couple précité.
Suivant une forme de réalisation particulièrement avantageuse de l'invention, l'appareil comprend, associés aux moyens agencés pour mesurer les déplacements et la rotation pré-
<EMI ID=1.1>
L'invention a également pour objet, d'une part, un dis- positif pour le calibrage de l'appareil susdit et, d'autre part, des sondes destinées à être associées à ce dernier.
D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description des dessins annexés au présent mémoire et qui représentent, à titre d'exemples non limitatifs, des formes de réalisations particulières de l'appareil, du dispositif de calibrage et des sondes suivant l'invention.
La figure 1 est une vue en élévation, avec brisures partielles, de l'appareil suivant l'invention.
La'figure 2 est une vue partielle, suivant la ligne II - II de la figure 1, d'un détail de l'appareil représenté à la figure 1. La figure 3 est une vue développée d'un enregistrement de mesures réalisé sur l'appareil montré aux figures 1 et 2. La figure 4 est une vue analogue à la figure 1, avec brisures partielles, illustrant une variante de l'appareil montré aux figures 1 et 2. La figure 5 est une vue développée des enregistrements de mesures réalisés sur l'appareil représenté à la figure 4. La figure 6 est une vue en élévation d'une variante des appareils mcntrés aux figures 1, 2 et 4.
<EMI ID=2.1>
gure La figure 8 est une vue en élévation, avec brisures partielles, du dispositif destiné à permettre le calibrage de l'appareil susdit. La figure 9 est une vue schématique en plan correspondant à la figure 8. La figure 10 est une vue en élévation, avec brisures partielles, d'une sonde destinée à l'appareil précité. <EMI ID=3.1> <EMI ID=4.1> La figure 12 est une vue explosée, en perspective, montrant les divers éléments d'une sonde suivant l'invention. La figure 13 est une vue de la sonde montrée à la figure 12, les éléments de celle-ci étant représentés en position assemblée. La figure 14 est une vue en perspective montrant une variante de la sonde représentée aux figures 12 et 13 .
La'figure 15 est une vue en élévation schématique avec
<EMI ID=5.1>
l'appareil suivant l'invention.
Dans les différentes figures, les mêmes notations de références désignent des éléments identiques ou analogues.
L'appareil suivant 1'invention et représenté aux figures 1 et 2 comprend deux éléments tubulaires coaxiaux 1 et 2 agencés de manière téléscopique afin qu'ils puissent se déplacer l'un par rapport à l'autre suivant leur axe 3 et tourner l'un par rapport
à l'autre autour de cet axe, des moyens 4 disposés entre les élé-
<EMI ID=6.1>
ments 1 et 2 l'un par rapport à l'autre, suivant leur axe 3, lorsque la distance séparant les extrémités libres 5 et 6 des éléments diminue et pour s'opposer à la rotation des éléments l'un par rapport ? l'autre autour de leur axe 3, une sonde 7 fixée à l'extrémité libre 6 de l'élément 2, des moyens 8 agencés à l'extrémité libre 5 de l'élément 1 pour permettre d'exercer
un effort suivant l'axe 3 des éléments pour réduire la dis-
tance susdite et pour les faire tourner l'un par rapport à l'autre autour de leur axe 3, un curseur 9 agencé pour se déplacer sur l'élément 2 parallèlement à l'axe de celui-ci,
à partir de l'extrémité libre 10 de la sonde 7 vers l'élément
1 lorsque la distance précitée diminue, des moyens 11 agencés pour mesurer le déplacement d'un élément par rapport à l'autre suivant leur axe 3 et pour mesurer le déplacement du curseur
9 sur l'élément 2, ces moyens 11 étant en outre agencés pour mesurer le déplacement d'un élément par rapport à l'autre
suivant leur axe et la rotation des éléments l'un par rapport
à l'autre de leur axe, des moyens 12 permettant l'enregistrement des mesures des déplacements et rotation précités des éléments 1 et 2 l'un par rapport à l'autre et des déplacements
du curseur 9 étant avantageusement associés aux moyens 11.
<EMI ID=7.1>
poser à leur déplacement suivant leur axe et à leur rotation
autour de ce dernier, sont constitués par un ressort héli-
<EMI ID=8.1>
est monté entre lesdits éléments de manière à être comprimé quand la distance précitée diminue, l'extrémité 14 du ressort étant fixée à l'élément 1 tandis que l'autre extrémité 15 du
<EMI ID=9.1>
d'exercer l'effort susdit, sont constitués par deux poignées
<EMI ID=10.1> <EMI ID=11.1>
l'élément 1 de manière à ce qu'elles soient symétriques par rapport à un plan passant par l'axe 3 des éléments, un niveau sphérique 17 étant avantageusement agencé entre les deux poignées 16 pour permettre de faire coïncider l'axe 3 des éléments
1 et 2 avec la verticale. Les moyens 11, agencés pour mesurer les
<EMI ID=12.1>
ainsi que la rotation de ces éléments l'un par rapport à l'autre, comprennent un cylindre 17, dont l'axe coïncide avec l'axe 3 des éléments, monté sur l'élément 2, à l'opposé de la sonde 7,par l'intermédiaire de roulements à billes 30 de manière à pouvoir tourner librement autour de l'axe 3 et autour de l'élément 2 et
de manière à être immobile suivant l'axe 3 de cet élément, un ressort en spirale 18 monté entre le cylindre 17 et l'élément 2, une extrémité du ressort 18 étant fixée au cylindre 17 tandis que son autre extrémité est fixée à l'élément 2, un câble 19 dont l'extrémité 20 est fixée au curseur 9 et dont l'autre extrémité 21 est fixée au cylindre 17, celui-ci présentant une rainure périphérique <EMI ID=13.1> <EMI ID=14.1>
peut s'enrouler lorsque le curseur 9 se déplace,sur l'élément 2,
<EMI ID=15.1>
étant équilibrés de manière à ce qué la rotation du cylindre 17 autour de son axe 3 soit liée au déplacement du curseur 9 le long
de l'élément 2, des poulies 23 et 24 étant prévues sur l'élément
2 pour guider le câble 19, la poulie 24 étant montée sur un support triaxial permettant de régler sa position dans toutes les directions. Le cylindre 17 présente, à sa périphérie, des moyens de fixation d'un feuillet 25 (voir figure 3) d'enregistrement de me- sures sur lequel sont portées des graduations 26 réparties suivant
<EMI ID=16.1>
<EMI ID=17.1>
mesures sur le feuillet 25, étant fixé à l'élément 1, une vis de
<EMI ID=18.1>
rapport à l'élément 2.
L'appareil suivant l'invention fonctionne. lorsqu'on l'utilise pour mesurer la résistance du corps ou du milieu susdit à la compression sous l'action d'une force ainsi que la déformation linéaire dudit corps ou milieu sous l'effet de cette force, de la manière suivante : on fait coïncider, grâce au niveau 17,
<EMI ID=19.1>
force suivant l'axe 3 et dirigée vers le corps, ce qui a pour effet de faire coulisser, à l'encontre du ressort 13, l'élément
1 sur l'élément 2 de sorte que la distance séparant les extrémités 5 et 6 des éléments 1 et 2 diminue. Le cylindre 17 étant libre de se déplacer en rotation autour de l'axe 3 et de l'élément 2 'et la sonde 7 s'enfonçant dans le corps sous l'effet de la pression sur les poignées 16, ledit cylindre 17 est entratné en rotation autour de l'axe 3 par le ressort en spirale 18 puisque le curseur 9,
<EMI ID=20.1>
de la sonde 7 dans le corps. Le ressort en spirale 18 et le cur-
<EMI ID=21.1>
câble 19 interrompra son mouvement de rotation dès que le curseur
9 s'immobilisera. Le stylet 28, fixé à l'élément 1 et se déplaçant
<EMI ID=22.1>
<EMI ID=23.1>
<EMI ID=24.1>
de 7 suivant l'arc (1 - 4) et la force de compression exercée sur
<EMI ID=25.1> figure (1, 2, 3, 4) étant la mesure du travail mécanique d'enfoncement de la sonde 7 dans le corps. Ce diagramme 31 exprime donc <EMI ID=26.1>
<EMI ID=27.1>
<EMI ID=28.1>
tien reflétant notamment l'hétérogénéité du corps subissant l'essai.
<EMI ID=29.1>
d'un corps au cisaillement, à la coupe ou au frottement sous l'ac-
<EMI ID=30.1>
vant l'axe 3, le cylindre 17 est bloqué sur l'élément 2 par la
<EMI ID=31.1>
cylindre 17 autour de l'axe 3 est impossible, le ressort 18 et
le curseur 9 n'exerçant plus d'effet sur ledit cylindre 17. Le diagramme 32, tracé sur le feuillet 25 par le stylet 28 et qui indique la force de compression exercée sur les poignées 16 suivant la génératrice (1, 2, 4, 6) et le moment du couple suivant l'arc
(2, 3 - 4, 5 - 6, 7), permettra de déduire la résistance au cisaillement ou à la coupe, ou l'angle de frottement sous l'effet d'une force de compression déterminée.
Un des avantages de l'appareil suivant l'invention réside dans le fait que les deux essais susdits, avec le cylindre 17 libre en rotation sur l'élément 2 et avec le cylindre 17 bloqué sur
<EMI ID=32.1>
du corps testé.
Il est bien entendu que l'appareil suivant l'invention pourrait être pourvu d'un cylindre 17 portant directement les graduations 26 et 27, le stylet 27 étant alors remplacé par un index permettant une lecture directe des mesures.
L'appareil suivant l'invention et illustré à la figure 4 est, en ce qui concerne les éléments 1 et 2, identique à l'appareil décrit ci-dessus et est pourvu de moyens d'enregistrement
12 agencés pour permettre l'enregistrement simultané de la force
- de compression exercée sur les.poignées 16, de la profondeur de pénétration de la sonde 7 et du couple exercé sur lesdites poignées. Ces moyens 12 comprennert deux cylindres 33 et 34 indépendants l'un
de l'autre, de diamètres externes égaux et d'axes confondus avec l'axe : 3 des éléments 1 et 2, ces cylindres étant montés dans le prolongement l'un de l'autre, à l'extérieur de l'élément 2 et à l'opposé de
la sonde 7, de manière a pouvoir tourner librement, grâce aux roulements à billes 30,autour de leur axe et autour dudit élément 2 et de manière à être immobiles suivant l'axe 3 de cet élément. Ces moyens
12 comprennent également un ressort en spirale 18 monté entre le cy- lindre 34 et l'élément 2,une extrémité du ressort étant fixée audit cylindre 34 tandis que son autre extrémité est fixée à l'élément
<EMI ID=33.1>
et dont d'autre extrémité est fixée au cylindre 34, ce cylindre présentant une rainure périphérique 22 ménagée de part et d'autre d'un plan perpendiculaire à l'axe du cylindre 34 et dans laquelle le câble 19, rappelé par le ressort en spirale 18, peut s'enrouler lorsque le curseur se déplace sur l'élément 2 à partir de la sonde 7 vers le cylindre 34, le ressort 13 et le curseur 9 étant équilibrés de manière à ce que la rotation du cylindre 34 autour de son axe soit liée au déplacement?du curseur 9 le long de l'élément 2,des poulies 23 et 24, telles que décrites ci-déssus, étant préunes sur l'élément 2 pour guider le câble 19- Les deux cylindres
33 et 34 présentent, à leur périphérie, des moyens de fixation d'un feuillet 35, 36 d'enregistrement de mesures,au feuillet 35 étant reportées des premières graduations 26 réparties suivant- des génératrices des cylindres et des secondes graduations 27 perpendiculaires aux premières, un stylet 37, de position, réglable, étant prévu pour coopérer avec le feuillet 36 du cylindre 34 et fixé à l'élément 2, tandis qu'un stylet 28 est prévu pour coopérer avec
le feuillet 35 du cylindre 33 et est fixé à l'élément 1, une vis
de pression 38 étant en outre prévue pour immobiliser les cylindres 3
33 et 34 l'un par rapport à l'autre ainsi qu'une vis de pression j
<EMI ID=34.1>
Pour l'enregistrement combiné des trois mesures préci-
<EMI ID=35.1>
,
39, sur l'élément 2 pour qu'il ne puisse plus tourner autour de
<EMI ID=36.1>
34 soit libre par rapport au cylindre 33 et puisse être entraîné
en rotation,autour de l'élément 2, par le ressort en spirale 18,
i lorsque le curseur 9 se déplace, le long de l'élément 2, quand la
sonde 7 s'enfonce dans le corps soumis à l'essai. Le stylet 28, ;
i
<EMI ID=37.1>
<EMI ID=38.1>
I
<EMI ID=39.1>
<EMI ID=40.1>
1
<EMI ID=41.1>
37 enregistrera sur le feuillet 36, grâce au déplacement du cur-
seur 9 et à la rotation du cylindre 34 autour de l'élément 2 sous
<EMI ID=42.1>
î la sonde 7 dans le corps. On constatera sur le feuillet 36 la
<EMI ID=43.1>
deurs de pénétration de la sonde 7 enregistrées au cours de quatre
<EMI ID=44.1>
renient à l'axe 3, en faisant coulisser la barette 44 qui le porte pour engager successivement, cran par cran, l'arrêt 45 dans des crans 46 consécutifs de ladite barette. Après ces opérations, on libérera le cylindre 33 de l'élément 2 en déserrant la vis de pres-
<EMI ID=45.1>
<EMI ID=46.1>
ront alors être entraînés en rotation autour de l'élément 2 par le
<EMI ID=47.1>
-2 lorsque la sonde 7 s'enfoncera dans le corps. Le- stylet 28 tra- <EMI ID=48.1>
cement de la sonde analogue au diagramme 31 décrit ci-dessus, le segment qui sera reporté par le stylet 37 sur le feuillet 36, lors de la rotation du cylindre 34, donnera une indication surperflue ca il doublera l'indication de la profondeur c'enfoncement de la sonde
7 fournie par le diagramme 47. Cette variante d'appareil montrée
à la figure 4 présente un intérêt particulier pour l'enregistrement des mesures combinées de compression et de torsion, à des profondeurs déterminées.
Tout comme l'appareil représenté '-_ la figure 1, l'appareil montré à la figure 4 pourrait être muni de cylindres 33
et 34 portant directement les graduations précitées, les stylets
28 et 37 étant alors remplacés par des index permettant une lecture directe des mesuras.
L'étalonnage de l'appareil, représenté aux figures 1,
2 et 4, en compression simple du ressort 13 peut être effectué directement sur le plateau d'une bascule, chaque point de tarage étant repéré sur le feuillet d'enregistrement 25 ou 35, suivant
une génératrice du cylindre 17 ou 33, par un ressaut de torsion imprimé à l'aide des poignées 16.
Par contre, le calibrage de cet appareil en torsion et compression combinées du ressort 13 requiert la mise en oeuvre
du dispositif de calibrage suivant l'invention et représenté aux figures 8 et 9 . Ce dispositif de calibrage comprend un levier 48 ; fixé sur une des cages 49 d'une butée à billes 50, un logement
51, situé à proximité de l'extrémité 52 du levier, étant prévu dans cette cage et destiné à recevoir une pièce 53, de dimensions correspondantes à celles du logement 51, montée sur l'appareil en remplacement de la sonde 7, l'axe 54 du logement étant vertical
<EMI ID=49.1>
billes 50, cette dernière étant destinée, lors de l'application du
U
couple à l'appareil à calibrer, à minimiser la résistance de friction engendrée par la compression imposée à l'appareil suivant l'axe des éléments 1 et 2 et dirigée vers le dispositif de calibrage. Ce dispositif de calibrage comprend également un dynamomètre à anneau 55, aligné sur l'axe 54 et fixé à la cage 56 de la butée à billes 50, permettant de mesurer la compression susdite. Le dispositif comprend aussi,à proximité de l'extrémité 57 du levier 48, des moyens 58 permettant d'associer ledit levier à un dynamomètre 59, fixé en 60,agencé pour être mis sous tension lorsque le levier 48 est entraîné en rotation, autour de l'axe
54 et dans le sens de la flèche 61, lorsque l'on impose la torsion précitée à l'appareil à calibrer, le moment eu couple étant déterminé par le produit de la force indiquée par le dynamomètre 59 par le bras de levier 62. Ces opérations de calibrage s'effectueront, suivant l'appareil, soit avec le cylindre 17 bloqué sur
<EMI ID=50.1>
avec le cylindre 33 bloqué sur l'élément 2 à l'aide de la vis de pression 39 (figure 4), et l'indication de chaque point de calibrage, en charge et en décharge, sera portée sur le feuillet d'enregistrement 25 ou le feuillet 35 en veillant de définir les tares et les dérives des points "zéro" sur les échelles d'enregistrement.
L'invention concerne également, cuire l'appareil mécanique à ressort 13 décrit ci-dessus, un appareil pourvu d'un sys- <EMI ID=51.1>
simultanément et indépendamment, avec enregistrement analogique ou en affichage numérique, un effort et le déplaceront du curseur 9 suivant l'axe 3 et un couple de torsion auteur de cet axe. Ce sys-
<EMI ID=52.1>
6 et 7 comprend un capteur 84, connu en soi, qui est rigide ou <EMI ID=53.1>
déformable et qui est aligné par rapport aux éléments 1 et 2 cons- tituant 1'appareil, ce capteur étant disposé entre ces deux éléments
<EMI ID=54.1>
un circuit électronique, relié au capteur 84 et au curseur 9, pour-
<EMI ID=55.1>
les signaux émis, d'une part, par le capteur 84 lorsqu'un effort est exercé sur la poignée 16 (pression suivant l'axe 3 et/ou tor- sion exercée autour de cet axe) et, d'autre part, par le curseur 9 lors de ses déplacements sur l'élément 2: ce circuit électronique présentant trois cadrans d'affichage numérique 85 renseignant la valeur de l'effort suivant l'axe 3, du couple autour de cet axe
et de la course du curseur 9.
L'extrémité de l'élément 2 à laquelle est fixée la sonde 7 est agencée pour permettre la fixation rapide de divers types de sonde utilisés en fonction des essais à réaliser. La sonde 7 suivant l'invention et montrée à la figure 10 est destinée à tester la friction ou l'adhérence d'un support et est composée d'un corps annulaire 63,présentant une base plane 64 destinée à prendre appui sur
<EMI ID=56.1>
à ce que l'axe du corps annulaire coïncide avec l'axe 3 des éléments 1 et 2 de l'appareil, un joint universel 66 étant'prévu sur la
<EMI ID=57.1>
lélisme des surfaces en contact, à savoir base plane 64 et support, et de là, les erreurs de mesure pouvant découler de ces défauts.
Pour tester la portance d'un support déformable, au lieu d'utiliser une sonde pourvue du corps annulaire 63, on utilise un corps cylin- drique . 1
La sonde 7 suivant l'invention et représentée à la figure 11 est destinée à permettre l'évaluation de la résistance au cisaillement ou à la coupe. Cette sonde comprend une chape 65 pré- .
<EMI ID=58.1> <EMI ID=59.1>
réalisées dans la chape à partir de la base 67, des ailettes amovi- bles 69 identiques destinées à être fixées chacune dans une des sai- �
<EMI ID=60.1>
tes présentant un prolongement 69' destiné à pénétrer dans la saignée correspondante et dont la section est un polygone régulier, tel qu'ur � carré,ou encore un cercle,de sorte qu'en faisant tourner le prolon- gement on puisse régler la position des ailettes pour les disposer racialement par rapport à la base 67 ou transversalement par rapport aux rayons de cette dernière, des moyens de fixation 70 des prolongements 69' dans les saignées 68 agencés de manière à ce que lesdits prolongements puissent être déplacés et fixés sur une partie importante de la longueur des saignées. Les moyens 71 d'assemblage de la chape à l'élément 2 sont agencés pour que l'axe 3 des éléments 1 et
2 passe par le centre de la base 67, ces moyens 71 comprenant un
joint universel 66 afin de réduire l'incidence des défauts d'aplomb
et ce parallélisme précités. Les ailettes 69 sont interchangeables
et le profil de la partie de ces ailettes destinée à faire saillie par rapport à. la surface 67 sera choisi en fonction des capacités
de l'appareil et du couple que pourra exercer l'utilisateur de l'appareil. Le mode de fixation des ailettes 69 par les prolonge-
<EMI ID=61.1>
ce qui permet à la sonde de fonctionner comme un trépan.
La sonde 7, suivant l'invention et montrée au figures
<EMI ID=62.1>
compression et au cisaillement et est particulièrement bien adaptée pour exploiter au maximum les caractéristiques des appareils décrits ci-dessus. Cette sonde comprend un cylindre 72 dont l'extré-
<EMI ID=63.1>
sonde à l'élément 2. Ce cylindre 72 présente, régulièrement répar- <EMI ID=64.1>
ties à sa périphérie, des rainures 75 s'étendant suivant des gé- nératrices du cylindre et destinées à recevoir chacune une ailette
76 amovible, le cylindre présentant en outre, à son autre extré- mité 77, un pas de vis 78 pour la fixation d'un cOne 79 dont l'axe
est confondu avec l'axe du cylindre et dont la base est sensiblement égale aux bases du cylindre. Le cylindre est pourvu, à ses deux extré-
<EMI ID=65.1>
nures 75. Les ailettes 76 s'étendent, dans les rainures 75, sur toute la longueur de ces dernières et sont profilées, dans leurs zones situées au droit des troncs de cône 80, pour affleurer la surface latérale desdits troncs de cône 80 lorsqu'elles sont complètement engagées dans les rainures 75, le cOne 79 et un écrou de serrage 81, coopérant avec les pas de vis 78 et 74, étant
agencés intérieurement pour venir s'appliquer sur les troncs de
cOne 80 et bloquer les ailettes 76 dans leurs rainures, comme
montré à la figure 13. Pour éviter que la pénétration des ailettes dans le sol influence la résistance offerte par le cOne 79 lors
de la mesure de la force de pénétration, les zones 82 desdites
<EMI ID=66.1>
cOne et d'ailettes pourront être adaptés sur le cylindre 72 et ce, en fonction des essais à effectuer.
<EMI ID=67.1>
plifiée de la sonde à ailettes représentée aux figures 12 et 13 et est destinée au même usage que cette sonde à ailettes. Toutefois, cette sonde simplifiée ne pourra etre utilisée, par exemple pour des essais de sol, que dans du sable ou du limon léger et ce, du fait que le cisaillement, provoqué par les arêtes 83, s'effectue dans une zone du sol ayant subi une compression et un re-
<EMI ID=68.1>
L'appareil suivant l'invention sera normalement utilisé
<EMI ID=69.1> de 7 étant dirigée vers le bas. Rien ne s'oppose toutefois à ce que ledit appareil soit utilisé dans une autre position, par exemple en position oblique par rapport à une verticale, en posi-
<EMI ID=70.1>
tale ou encore avec la sonde dirigée vers le haut et l'appareil axé sur une verticale ou disposé obliquement par rapport à cette dernière. Il va de soi qu'il conviendra, pour le calibrage de l'ap- pareil, de tenir compte de la position dans laquelle il sera utilisé.
Parmi de très nombreuses utilisations, au cours des- quelles il sera possible, grâce à l'enregistrement des mesures,
<EMI ID=71.1>
en régime stable ou transitoire, et de là une perception synthétique et fidèle des phénomènes étudiés, il y a lieu de tenir
compte du fait que l'appareil suivant l'invention permet notamment la détermination des propriétés mécaniques des sols agricoles et forestiers pour fixer des critères de mise en valeur, de travaux aratoires, de projets d'irrigations, de drainage, de lutte anti- érosive; spécification et délimitation de profils pédologiques ou physiques,-l'évaluation des caractéristiques stabilisées et transitoires des terres, en vue de terrassements, de mouvements divers, pour la prévision de certaines contraintes de chantiers, telles
que temps, puissance, énergie,-l'évaluation de la résistance et
de la portance des terrains pour la locomotion, la construction
et l'exercice d'activités diverses,-l'évaluation des performances
en traction, sur des pistes défcrmables (portance, cisaillement)
de tracteurs et d'engins à pneumatiques et à chenilles,-l'évaluation de l'adhérence superficielle d'un revêtement, d'une piste,
de matériaux, adhérence conditionnant,en locomotion, en manutention, et en construction, les performances, la stabilité, la sécurité, le confort,-l'étude de l'incidence de facteurs pouvant altérer les qualités mécaniques des sols, ces pistes dures, des matériaux et matières : humidité, température, intempéries et climat, produits
de traitement , actions de toute nature,-l'analyse du comportement et des performances de matériels nouveaux, de perfectionnements en fait d'outillages (conformation, dimensionnement) , de méthodes
de traitement,-1\étude des caractéristiques de matériaux durs, plasLiques, granuleux, fibreux : homogénéité, plasticité, cohésion. degré de pressage, friction interne, talus naturel, résistance au cisaillement, à la coupe, à la trituration, au malaxage, au hachage, au broyage. En plus des diverses utilisations citées ci- dessus, l'appareil suivant l'invention permet également, comme montré à la figure 15, la mesure de la résistance à la flexion
d'une structure légère 86. Pour effectuer cette mesure, la structure 86 est posée sur deux couteaux 87 et 88 écartés l'un de l'autre d'une distance déterminée 89. On pose alors sur cette structure
86 une tringle rigide 90 munie de deux couteaux 91 et 92, dont on
a réglé l'écartement pour qu'il corresponde à la distance 89, afin que ces couteaux soient situés en regard des couteaux 87 et 88, cette tringle 90 présentant une ouverture 93, destinée au passage de la sonde 7 de l'appareil, située à distances égales desdits couteau:
87 et 88. Lorsque la sonde 7 est introduite dans cette ouverture
93, le curseur 9 de l'appareil prend appui sur la tringle 90 et lorsque l'on exerce une pression sur l'appareil, suivant l'axe 3
et dirigée vers la structure 86, on fléchit cette structure, le dispositif d'enregistrement de l'appareil décrit ci-dessus permettra alors d'enregistrer, en coordonnées, la valeur de la pression exercée sur l'appareil et, de là, sur la structure 86 ainsi que la valeur de la flèche de déformation 94 subie par cette structure.
Il doit être entendu que l'invention n'est nullement limitée aux formes de réalisations décrites et que bien des modifications peuvent être apportées à ces dernières sans sortir
du cadre du présent brevet.
REVENDICATIONS .
1. Appareil de mesure de caractéristiques mécaniques d'un corps ou d'un milieu, en particulier de caractéristiques mé- caniques du sol, caractérisé en ce qu'il comprend deux éléments alignés suivant leur axe, des moyens disposés entre les deux élément: et agencés pour réunir ces derniers et pour, d'une part, s'opposer aux déplacements des éléments l'un par rapport à l'autre suivant
<EMI ID=72.1>
trémité libre d'un des éléments et dirigé vers l'autre élément
et, d'autre part, s'opposer à la rotation des éléments l'un par rapport à l'autre autour de leur axe, une sonde fixée à l'extrémité libre d'un des éléments, des moyens agencés à l'extrémité libre de l'autre élément pour permettre d'exercer l'effort précité suivnat l'axe des éléments et pour exercer un couple sur les éléments par rapport à leur axe, un curseur agencé pour se déplacer sur l'élément portant la sonde, parallèlement à l'axe de celui-ci, à partir de l'extrémité libre de la sonde vers l'autre élément lorsque la sonde s'enfonce dans le corps, des moyens agencés pour mesurer
<EMI ID=73.1>
placement du curseur sur l'élément portant la sonde, ces derniers moyens étant en outre agencés pour mesurer sumultanément ledit effort suivant l'axe des éléments et le couple précité.
Device for measuring the mechanical characteristics of a body,
calibration device and probes for this device.
The present invention relates to a measuring device
mechanical characteristics of a body or an environment,
particular mechanical characteristics of the soil, which
measure and, if desired, record the characteristics
of the analyzed body or medium: compressive strength under the action of a force, linear deformation under
the effect of this force and the resistance to shear,
cutting or friction under the action of a torque combined with a
force exerted along an axis substantially perpendicular to the arm '
torque lever and cutting the latter noticeably at its
I
middle.
Such devices have already been designed, but their construction is so complex and their weight and size as they are either used, stationary, in the laboratory, or mounted on specialized heavy vehicles. The disadvantages presented by such devices are obvious; namely the impossibility of using them in sites inaccessible to the aforementioned vehicles, the need to supply them with electric and hydraulic energy and their high cost of manufacture and use.
The aim of the invention is to remedy these drawbacks
and to provide a device, of very simple and very robust construction, the weight and size of which are such that it can easily be transported by a pedestrian with a view to its itinerant use on site, especially since it can be implemented manually, its transport being further facilitated by the fact that it is in the form of a cane.
To this end, according to the invention, said apparatus comprises two elements aligned along their axis, means arranged between the two elements and arranged to unite the latter and, on the one hand, to oppose the movements of the elements l. 'a
with respect to the other along their axis when a force is exerted, along this axis, at the free end of one of the elements
and directed towards the other element and, on the other hand, oppose the rotation of the elements with respect to each other around their axis, a probe fixed to the free end of one of the elements, means arranged at the free end of the other element to enable the aforementioned force to be exerted along the axis of the elements and to exert a torque on the elements relative to their axis,
a cursor arranged to move on the element carrying the probe, parallel to the axis thereof, from this free end
I
from the probe towards the other element when the probe sinks into the body, means arranged to simultaneously measure the aforesaid force along the axis of the elements and the movement of the cursor on the element carrying the probe, the latter means being further arranged to simultaneously measure said force along the axis of the elements and the aforementioned torque.
According to a particularly advantageous embodiment of the invention, the apparatus comprises, associated with the means arranged to measure the displacements and the pre-rotation.
<EMI ID = 1.1>
Another subject of the invention is, on the one hand, a device for calibrating the aforesaid apparatus and, on the other hand, probes intended to be associated with the latter.
Other details and features of the invention will emerge from the description of the drawings appended hereto and which represent, by way of nonlimiting examples, particular embodiments of the apparatus, of the calibration device and of the following probes. invention.
Figure 1 is an elevational view, with partial breakages, of the apparatus according to the invention.
Figure 2 is a partial view, along the line II - II of Figure 1, of a detail of the apparatus shown in Figure 1. Figure 3 is a developed view of a recording of measurements made on the 'apparatus shown in Figures 1 and 2. Figure 4 is a view similar to Figure 1, with partial breaks, illustrating a variant of the apparatus shown in Figures 1 and 2. Figure 5 is a developed view of the recordings of measurements produced on the apparatus shown in Figure 4. Figure 6 is an elevational view of a variant of the apparatus shown in Figures 1, 2 and 4.
<EMI ID = 2.1>
Figure 8 is an elevational view, with partial breakages, of the device intended to allow the calibration of the aforesaid device. Figure 9 is a schematic plan view corresponding to Figure 8. Figure 10 is an elevational view, partially broken away, of a probe for the above apparatus. <EMI ID = 3.1> <EMI ID = 4.1> FIG. 12 is an exploded perspective view showing the various elements of a probe according to the invention. Figure 13 is a view of the probe shown in Figure 12, the elements thereof being shown in assembled position. Figure 14 is a perspective view showing a variant of the probe shown in Figures 12 and 13.
Figure 15 is a schematic elevational view with
<EMI ID = 5.1>
the apparatus according to the invention.
In the various figures, the same reference notations designate identical or similar elements.
The apparatus according to the invention and shown in Figures 1 and 2 comprises two coaxial tubular elements 1 and 2 arranged telescopically so that they can move relative to each other along their axis 3 and rotate the one compared
to the other around this axis, means 4 arranged between the elements
<EMI ID = 6.1>
ments 1 and 2 with respect to each other, along their axis 3, when the distance between the free ends 5 and 6 of the elements decreases and to oppose the rotation of the elements with respect to one another? the other around their axis 3, a probe 7 fixed to the free end 6 of the element 2, means 8 arranged at the free end 5 of the element 1 to allow
a force along the axis 3 of the elements to reduce the distance
aforesaid tance and to make them rotate relative to each other around their axis 3, a cursor 9 arranged to move on the element 2 parallel to the axis thereof,
from the free end 10 of the probe 7 to the element
1 when the aforementioned distance decreases, means 11 arranged to measure the movement of one element relative to the other along their axis 3 and to measure the movement of the cursor
9 on the element 2, these means 11 being furthermore arranged to measure the displacement of one element relative to the other
along their axis and the rotation of the elements relative to each other
at the other of their axis, means 12 allowing the recording of the measurements of the aforementioned displacements and rotation of the elements 1 and 2 with respect to each other and of the displacements
of the cursor 9 being advantageously associated with the means 11.
<EMI ID = 7.1>
pose to their displacement along their axis and their rotation
around the latter, are formed by a helical spring.
<EMI ID = 8.1>
is mounted between said elements so as to be compressed when the aforementioned distance decreases, the end 14 of the spring being fixed to the element 1 while the other end 15 of the
<EMI ID = 9.1>
to exert the aforementioned effort, consist of two handles
<EMI ID = 10.1> <EMI ID = 11.1>
element 1 so that they are symmetrical with respect to a plane passing through the axis 3 of the elements, a spherical level 17 being advantageously arranged between the two handles 16 to allow the axis 3 of the elements to coincide
1 and 2 with vertical. The means 11, arranged to measure the
<EMI ID = 12.1>
as well as the rotation of these elements relative to each other, comprise a cylinder 17, the axis of which coincides with the axis 3 of the elements, mounted on the element 2, opposite to the probe 7 , by means of ball bearings 30 so as to be able to rotate freely around the axis 3 and around the element 2 and
so as to be stationary along the axis 3 of this element, a spiral spring 18 mounted between the cylinder 17 and the element 2, one end of the spring 18 being fixed to the cylinder 17 while its other end is fixed to the element 2, a cable 19, the end 20 of which is fixed to the slider 9 and the other end 21 of which is fixed to the cylinder 17, the latter having a peripheral groove <EMI ID = 13.1> <EMI ID = 14.1>
can roll up when cursor 9 moves, on element 2,
<EMI ID = 15.1>
being balanced so that the rotation of the cylinder 17 around its axis 3 is linked to the movement of the cursor 9 along
of the element 2, pulleys 23 and 24 being provided on the element
2 to guide the cable 19, the pulley 24 being mounted on a triaxial support making it possible to adjust its position in all directions. The cylinder 17 has, at its periphery, means for fixing a sheet 25 (see FIG. 3) for recording measurements on which graduations 26 distributed according to
<EMI ID = 16.1>
<EMI ID = 17.1>
measurements on sheet 25, being fixed to element 1, a
<EMI ID = 18.1>
compared to element 2.
The apparatus according to the invention operates. when it is used to measure the resistance of the aforesaid body or medium to compression under the action of a force as well as the linear deformation of said body or medium under the effect of this force, as follows: matches, thanks to level 17,
<EMI ID = 19.1>
force along axis 3 and directed towards the body, which has the effect of sliding, against the spring 13, the element
1 on element 2 so that the distance between the ends 5 and 6 of elements 1 and 2 decreases. The cylinder 17 being free to move in rotation around the axis 3 and the element 2 'and the probe 7 sinking into the body under the effect of the pressure on the handles 16, said cylinder 17 is entrained in rotation around the axis 3 by the spiral spring 18 since the cursor 9,
<EMI ID = 20.1>
probe 7 into the body. The spiral spring 18 and the cur-
<EMI ID = 21.1>
cable 19 will stop rotating as soon as the cursor
9 will stop. The stylus 28, fixed to the element 1 and moving
<EMI ID = 22.1>
<EMI ID = 23.1>
<EMI ID = 24.1>
of 7 depending on the arc (1 - 4) and the compressive force exerted on
<EMI ID = 25.1> figure (1, 2, 3, 4) being the measurement of the mechanical work of driving the probe 7 into the body. This diagram 31 therefore expresses <EMI ID = 26.1>
<EMI ID = 27.1>
<EMI ID = 28.1>
yours reflecting in particular the heterogeneity of the body undergoing the test.
<EMI ID = 29.1>
of a body to shear, cut or friction under the
<EMI ID = 30.1>
before axis 3, cylinder 17 is locked on element 2 by the
<EMI ID = 31.1>
cylinder 17 around axis 3 is impossible, spring 18 and
the cursor 9 no longer exerting any effect on said cylinder 17. The diagram 32, drawn on the sheet 25 by the stylus 28 and which indicates the compressive force exerted on the handles 16 along the generator line (1, 2, 4, 6) and the torque moment following the arc
(2, 3 - 4, 5 - 6, 7), will allow to deduce the resistance to shearing or cutting, or the angle of friction under the effect of a determined compressive force.
One of the advantages of the apparatus according to the invention lies in the fact that the two aforementioned tests, with the cylinder 17 free to rotate on the element 2 and with the cylinder 17 locked on
<EMI ID = 32.1>
of the tested body.
It is understood that the apparatus according to the invention could be provided with a cylinder 17 directly bearing the graduations 26 and 27, the stylus 27 then being replaced by an index allowing direct reading of the measurements.
The apparatus according to the invention and illustrated in FIG. 4 is, with regard to elements 1 and 2, identical to the apparatus described above and is provided with recording means
12 arranged to allow simultaneous recording of force
- Compression exerted on les.poignées 16, the depth of penetration of the probe 7 and the torque exerted on said handles. These means 12 comprennert two independent cylinders 33 and 34 one
on the other, of equal external diameters and of axes coincident with the axis: 3 of elements 1 and 2, these cylinders being mounted in the extension of one another, outside of element 2 and in contrast to
the probe 7, so as to be able to rotate freely, thanks to the ball bearings 30, around their axis and around said element 2 and so as to be stationary along the axis 3 of this element. These means
12 also include a spiral spring 18 mounted between cylinder 34 and element 2, one end of the spring being secured to said cylinder 34 while its other end is secured to element.
<EMI ID = 33.1>
and the other end of which is fixed to the cylinder 34, this cylinder having a peripheral groove 22 formed on either side of a plane perpendicular to the axis of the cylinder 34 and in which the cable 19, returned by the spring in spiral 18, can wind up as the cursor moves on element 2 from probe 7 to cylinder 34, with spring 13 and cursor 9 being balanced so that rotation of cylinder 34 around its axis is linked to the movement of cursor 9 along element 2, pulleys 23 and 24, as described above, being preformed on element 2 to guide cable 19- The two cylinders
33 and 34 have, at their periphery, means for fixing a sheet 35, 36 for recording measurements, to the sheet 35 being transferred first graduations 26 distributed along the generatrices of the cylinders and second graduations 27 perpendicular to the first , a stylet 37, of position, adjustable, being provided to cooperate with the sheet 36 of the cylinder 34 and fixed to the element 2, while a stylet 28 is provided to cooperate with
the sheet 35 of the cylinder 33 and is fixed to the element 1, a screw
pressure 38 being further provided to immobilize the cylinders 3
33 and 34 relative to each other as well as a pressure screw j
<EMI ID = 34.1>
For the combined recording of the three precise measurements
<EMI ID = 35.1>
,
39, on element 2 so that it can no longer turn around
<EMI ID = 36.1>
34 is free with respect to cylinder 33 and can be driven
in rotation, around the element 2, by the spiral spring 18,
i when cursor 9 moves, along element 2, when the
probe 7 sinks into the body under test. The stylus 28,;
i
<EMI ID = 37.1>
<EMI ID = 38.1>
I
<EMI ID = 39.1>
<EMI ID = 40.1>
1
<EMI ID = 41.1>
37 will record on sheet 36, thanks to the displacement of the cur-
sor 9 and the rotation of cylinder 34 around element 2 under
<EMI ID = 42.1>
î probe 7 in the body. We will see on sheet 36 the
<EMI ID = 43.1>
penetration times of the probe 7 recorded during four
<EMI ID = 44.1>
deny the axis 3, by sliding the bar 44 which carries it to successively engage, step by step, the stop 45 in consecutive notches 46 of said bar. After these operations, the cylinder 33 will be released from element 2 by loosening the pressure screw.
<EMI ID = 45.1>
<EMI ID = 46.1>
will then be rotated around element 2 by the
<EMI ID = 47.1>
-2 when the probe 7 sinks into the body. Le- stylus 28 tra- <EMI ID = 48.1>
cementation of the probe analogous to diagram 31 described above, the segment which will be transferred by the stylet 37 to the sheet 36, during the rotation of the cylinder 34, will give a superfluous indication ca it will double the indication of the depth c ' insertion of the probe
7 provided by diagram 47. This variant of the apparatus shown
in FIG. 4 is of particular interest for recording the combined measurements of compression and torsion, at determined depths.
Like the apparatus shown in Figure 1, the apparatus shown in Figure 4 could be provided with cylinders 33.
and 34 directly bearing the aforementioned graduations, the styli
28 and 37 then being replaced by indexes allowing a direct reading of the measurements.
The calibration of the device, shown in Figures 1,
2 and 4, in simple compression of the spring 13 can be carried out directly on the plate of a rocker, each calibration point being marked on the record sheet 25 or 35, according to
a generator of the cylinder 17 or 33, by a torsion jump printed using the handles 16.
On the other hand, the calibration of this apparatus in combined torsion and compression of the spring 13 requires the implementation
of the calibration device according to the invention and shown in Figures 8 and 9. This calibration device comprises a lever 48; fixed on one of the cages 49 of a ball bearing 50, a housing
51, located near the end 52 of the lever, being provided in this cage and intended to receive a part 53, of dimensions corresponding to those of the housing 51, mounted on the device to replace the probe 7, the axis 54 of the housing being vertical
<EMI ID = 49.1>
balls 50, the latter being intended, during the application of the
U
torque to the device to be calibrated, to minimize the frictional resistance generated by the compression imposed on the device along the axis of elements 1 and 2 and directed towards the calibration device. This calibration device also comprises a ring dynamometer 55, aligned on the axis 54 and fixed to the cage 56 of the ball stop 50, making it possible to measure the aforesaid compression. The device also comprises, near the end 57 of the lever 48, means 58 making it possible to associate said lever with a dynamometer 59, fixed at 60, arranged to be put under tension when the lever 48 is driven in rotation, around of the axis
54 and in the direction of arrow 61, when the aforementioned torsion is imposed on the device to be calibrated, the torque moment being determined by the product of the force indicated by the dynamometer 59 by the lever arm 62. These calibration operations will be carried out, depending on the device, either with cylinder 17 locked on
<EMI ID = 50.1>
with the cylinder 33 locked on the element 2 using the pressure screw 39 (figure 4), and the indication of each calibration point, in charge and in discharge, will be entered on the record sheet 25 or sheet 35, taking care to define the tares and the drifts of the "zero" points on the recording scales.
The invention also relates to cooking the mechanical spring apparatus 13 described above, an apparatus provided with a sys- <EMI ID = 51.1>
simultaneously and independently, with analog recording or in digital display, a force will move it from the cursor 9 along the axis 3 and a torque author of this axis. This sys-
<EMI ID = 52.1>
6 and 7 comprises a sensor 84, known per se, which is rigid or <EMI ID = 53.1>
deformable and which is aligned with respect to the elements 1 and 2 constituting the apparatus, this sensor being arranged between these two elements
<EMI ID = 54.1>
an electronic circuit, connected to the sensor 84 and to the cursor 9, for
<EMI ID = 55.1>
the signals emitted, on the one hand, by the sensor 84 when a force is exerted on the handle 16 (pressure along axis 3 and / or torsion exerted around this axis) and, on the other hand, by the cursor 9 during its movements on the element 2: this electronic circuit having three digital display dials 85 informing the value of the force along axis 3, of the torque around this axis
and the stroke of the cursor 9.
The end of the element 2 to which the probe 7 is attached is designed to allow rapid attachment of various types of probe used depending on the tests to be carried out. The probe 7 according to the invention and shown in FIG. 10 is intended to test the friction or the adhesion of a support and is composed of an annular body 63, having a planar base 64 intended to rest on
<EMI ID = 56.1>
that the axis of the annular body coincides with the axis 3 of elements 1 and 2 of the apparatus, a universal joint 66 being provided on the
<EMI ID = 57.1>
lélisme of the surfaces in contact, namely flat base 64 and support, and from there, the measurement errors which can result from these defects.
To test the lift of a deformable support, instead of using a probe provided with the annular body 63, a cylindrical body is used. 1
The probe 7 according to the invention and shown in FIG. 11 is intended to allow the evaluation of the resistance to shearing or to cutting. This probe includes a pre-cap 65.
<EMI ID = 58.1> <EMI ID = 59.1>
made in the yoke starting from the base 67, identical removable fins 69 intended to be fixed each in one of the holes- �
<EMI ID = 60.1>
your having an extension 69 'intended to penetrate into the corresponding groove and whose section is a regular polygon, such as ur � square, or even a circle, so that by rotating the extension it is possible to adjust the position of the fins to arrange them racially with respect to the base 67 or transversely with respect to the radii of the latter, of the fixing means 70 extensions 69 'in the grooves 68 arranged so that said extensions can be moved and fixed over a significant part of the length of the grooves. The means 71 for assembling the yoke to the element 2 are arranged so that the axis 3 of the elements 1 and
2 passes through the center of the base 67, these means 71 comprising a
universal joint 66 to reduce the incidence of plumb defects
and this aforementioned parallelism. The fins 69 are interchangeable
and the profile of the part of these fins intended to project relative to. the surface 67 will be chosen according to the capacities
of the device and the torque that the user of the device can exert. The method of fixing the fins 69 by the extensions
<EMI ID = 61.1>
which allows the probe to function as a drill bit.
The probe 7, according to the invention and shown in figures
<EMI ID = 62.1>
compression and shear and is particularly well suited to maximizing the characteristics of the devices described above. This probe comprises a cylinder 72 whose end
<EMI ID = 63.1>
probe to element 2. This cylinder 72 presents, regularly repaired- <EMI ID = 64.1>
ties at its periphery, grooves 75 extending along generators of the cylinder and each intended to receive a fin
76 removable, the cylinder also having, at its other end 77, a thread 78 for fixing a cone 79 whose axis
coincides with the axis of the cylinder and whose base is substantially equal to the bases of the cylinder. The cylinder is provided at its two ends
<EMI ID = 65.1>
fins 75. The fins 76 extend, in the grooves 75, over the entire length of the latter and are profiled, in their areas situated to the right of the truncated cones 80, to be flush with the lateral surface of said truncated cones 80 when they are completely engaged in the grooves 75, the cone 79 and a tightening nut 81, cooperating with the threads 78 and 74, being
arranged internally to be applied on the trunks of
cOne 80 and block the fins 76 in their grooves, as
shown in figure 13. To prevent the penetration of the fins into the ground from influencing the resistance offered by cone 79 during
of the measurement of the penetration force, the zones 82 of said
<EMI ID = 66.1>
cone and fins may be adapted to cylinder 72, depending on the tests to be carried out.
<EMI ID = 67.1>
of the finned probe shown in Figures 12 and 13 and is intended for the same use as this finned probe. However, this simplified probe can only be used, for example for soil tests, in sand or light silt and this, because the shearing, caused by the ridges 83, takes place in a zone of the soil having underwent compression and re-
<EMI ID = 68.1>
The apparatus according to the invention will normally be used
<EMI ID = 69.1> of 7 being pointed down. However, there is nothing to prevent the said apparatus from being used in another position, for example in an oblique position with respect to a vertical, in a position.
<EMI ID = 70.1>
tale or with the probe directed upwards and the device centered on a vertical or disposed obliquely with respect to the latter. It goes without saying that it will be necessary, for the calibration of the apparatus, to take account of the position in which it will be used.
Among many uses, in which it will be possible, thanks to the recording of measurements,
<EMI ID = 71.1>
in a stable or transient regime, and from there a synthetic and faithful perception of the phenomena studied, it is necessary to
account of the fact that the apparatus according to the invention allows in particular the determination of the mechanical properties of agricultural and forest soils in order to set criteria for development, tillage, irrigation, drainage and anti-erosion projects ; specification and delimitation of pedological or physical profiles, -evaluation of the stabilized and transient characteristics of the land, with a view to earthworks, various movements, for the forecast of certain site constraints, such as
that time, power, energy, -evaluation of resistance and
the lift of land for locomotion, construction
and the exercise of various activities, -performance evaluation
in traction, on decrmable tracks (lift, shear)
tractors and machinery with tires and crawlers, -evaluation of the surface adhesion of a pavement, a track,
of materials, conditioning adhesion, in locomotion, handling, and construction, performance, stability, safety, comfort, -study of the incidence of factors that can alter the mechanical qualities of soils, these hard tracks, materials and materials: humidity, temperature, bad weather and climate, products
treatment, actions of any kind, -analysis of the behavior and performance of new equipment, improvements in terms of tools (shaping, sizing), methods
treatment, -1 \ study of the characteristics of hard, plastic, granular and fibrous materials: homogeneity, plasticity, cohesion. degree of pressing, internal friction, natural slope, resistance to shearing, cutting, crushing, mixing, chopping, grinding. In addition to the various uses mentioned above, the apparatus according to the invention also allows, as shown in FIG. 15, the measurement of the flexural strength.
of a light structure 86. To perform this measurement, the structure 86 is placed on two knives 87 and 88 spaced from each other by a determined distance 89. We then place on this structure
86 a rigid rod 90 provided with two knives 91 and 92, of which we
has adjusted the spacing so that it corresponds to the distance 89, so that these knives are located opposite knives 87 and 88, this rod 90 having an opening 93, intended for the passage of the probe 7 of the device, located at equal distances from said knife:
87 and 88. When the probe 7 is introduced into this opening
93, the cursor 9 of the device rests on the rod 90 and when pressure is exerted on the device, along the axis 3
and directed towards the structure 86, this structure is bent, the recording device of the device described above will then make it possible to record, in coordinates, the value of the pressure exerted on the device and, from there, on the structure 86 as well as the value of the deformation deflection 94 undergone by this structure.
It should be understood that the invention is in no way limited to the embodiments described and that many modifications can be made to the latter without departing from
within the scope of this patent.
CLAIMS.
1. Apparatus for measuring the mechanical characteristics of a body or an environment, in particular of the mechanical characteristics of the soil, characterized in that it comprises two elements aligned along their axis, means arranged between the two elements: and arranged to unite the latter and, on the one hand, to oppose the movements of the elements relative to one another according to
<EMI ID = 72.1>
free end of one of the elements and directed towards the other element
and, on the other hand, to oppose the rotation of the elements relative to each other around their axis, a probe fixed to the free end of one of the elements, means arranged at the end free of the other element to allow the aforementioned force to be exerted along the axis of the elements and to exert a torque on the elements relative to their axis, a cursor arranged to move on the element carrying the probe, in parallel to the axis thereof, from the free end of the probe towards the other element when the probe sinks into the body, means arranged to measure
<EMI ID = 73.1>
placing the cursor on the element carrying the probe, these latter means being furthermore arranged to simultaneously measure said force along the axis of the elements and the aforementioned torque.