CH427666A - Appareil d'essai du comportement mécanique statique du sol ou d'autres matériaux à partir d'un forage - Google Patents

Description

  
 



  Appareil d'essai du comportement mécanique statique du sol
 ou d'autres matériaux à partir d'un forage
 La présente invention concerne un appareil d'essai du comportement mécanique statique du sol ou d'autres matériaux à partir d'un forage.



   On connaît déjà des appareils de ce genre comportant un corps extensible susceptible d'être descendu dans un forage pratiqué à cet effet dans des matériaux soit naturels (roches, sols), soit artificiels (béton, etc...), en combinaison avec des moyens hydrauliques d'application d'un effort radial sur la paroi du forage par l'intermédiaire dudit corps et des moyens de mesure et d'enregistrement de la déformation engendrée en fonction de la pression appliquée.



   Les appareils actuellement connus ne sont cependant capables de fournir que des indications fragmentaires du comportement du matériau éprouvé, ne révélant qu'une partie des caractéristiques de ce comportement; les déformations ne sont en général relevées que selon une direction unique et   l'on    n'est pas suffisamment maître des conditions de répartition des pressions appliquées sur la paroi du forage.



   La présente invention a pour but de remédier à ces insuffisances.



   L'appareil suivant l'invention comporte un corps extensible susceptible d'être descendu dans le forage, des moyens hydrauliques d'application   d'un    effort radial sur la paroi du forage par l'intermédiaire dudit corps et des moyens de mesure de la déformation engendrée.   I1    est caractérisé en ce que le corps de l'appareil comporte un châssis tubulaire rigide gainé d'une membrane souple qui est emprisonnée à chacune de ses extrémités dans une tête constituée par un bouchon d'obturation du châssis et un chapeau de fermeture fixé sur le bouchon.



   Une forme d'exécution de l'objet de l'invention sera décrite, à titre d'exemple, en référence au dessin annexé, dont la figure unique (en deux parties A et B) est une vue schématique en coupe diamétrale de cette forme d'exécution.



   Un corps de l'appareil d'essai représenté, comporte un châssis rigide 1 constitué par un tube d'acier allégé par un certain nombre de fenêtres 2 et gainé d'une   mem    brane souple 3. Cette membrane, qui peut être soit en caoutchouc naturel ou synthétique, soit en un autre matériau approprié, présente des boudins toriques 4-5 à ses extrémités, lesquelles sont respectivement emprisonnées dans une tête supérieure, constituée par un bouchon 6 et un chapeau 7, et dans une tête inférieure formée par un bouchon 8 et un chapeau 9.



   Le bouchon 6 de la tête supérieure est traversé par un canal   d'arrivée    d'huile 10 et par un canal 10A de passage d'un câble électrique au nombre voulu de conducteurs destinés à se brancher sur une boîte à bornes 10B. On a omis sur le dessin toutes les liaisons électriques.



   A l'entrée du canal d'arrivée d'huile 10 est disposé un raccord 11 adapté à recevoir l'extrémité d'un tuyau souple d'alimentation hydraulique 12. A la sortie du canal d'arrivée 10 se raccorde en 13, un tube 14 traversant le corps de l'appareil et aboutissant par un raccord 15 à un diffuseur 16 qui est fixé par une bride 17 sur le bouchon 8. Le diffuseur présente un canal axial d'où part un certain nombre de canaux radiaux 18 inclinés vers le bas et dans lequel coulisse librement un piston obturateur 19 présentant une gorge 20. Une bille de verrouillage 21, poussée par un ressort, est adaptée à s'enclencher dans la gorge 20 dans la position haute du piston où celui-ci vient obturer l'entrée des canaux 18.



   Le bouchon inférieur 8 présente un passage axial 22 dont l'entrée forme le siège d'une soupape ou bonde 23 liée à une tige 24 et maintenue normalement fermée par un ressort 25. La tige 24 à son extrémité engagée dans l'alésage axial du diffuseur 16 en regard du piston obturateur 19.



   Un réservoir de décharge 26 est disposé en prolongement du chapeau 9 de la tête inférieure et il est placé  en communication permanente avec le canal axial 22 de cette tête par un certain nombre de canaux d'écoulement 27. Un électro-aimant 28 monté sous la tête 8-9 comporte un noyau mobile 29 portant un poussoir 30.



   Une sonde de pression 31 montée à l'intérieur du châssis 1 est adaptée à délivrer un signal électrique représentant la valeur réelle de la pression régnant à l'intérieur de l'appareil.



   Dans la partie centrale du corps, le châssis tubulaire 1 est pourvu de trois passages tubulaires 32, 33, 34, disposés selon des diamètres décalés à 1200, chacun de ces passages étant équipé d'un extensomètre dont un est visible dans le passage 33. Chaque extensomètre comporte deux pistons 35, 36 respectivement attelés au bâti et à l'équipage mobile   d'un    capteur de déplacement 37.



  La face extérieure de chaque piston est solidarisée avec une zone adjacente de la membrane par la tête, telle que 38, convenablement profilée, d'une vis formant plot de mesure et avec interposition d'une coupelle de protection 39. Cette coupelle, en cuivre, par exemple, permet le serrage de la vis sans provoquer d'entraînement de la membrane.



   L'appareil étant descendu dans un forage, le tuyau d'alimentation 12 est raccordé à une pompe d'épreuve à l'aide de laquelle on colle la membrane 2 à la paroi du forage, la pression hydraulique étant contrôlée en permanence par l'intermédiaire de la sonde manométrique 31. En agissant sur la pompe, on fait subir à cette pression une série de variations conduites selon un programme   détenniné    et les trois extensomètres délivrent des signaux représentant indépendamment les déformations diamétrales du matériau sous l'effet de la pression qui lui est appliquée par l'intermédiaire de la membrane 3. Ces signaux sont enregistrés automatiquement par des moyens classiques (non détaillés) en fonction des variations de la pression.



   Lorsqu'un tel programme d'épreuve est terminé, à une profondeur déterminée, on arrête la pompe, mais il subsiste dans le corps de l'appareil une pression résiduelle due à la hauteur manométrique, pression résiduelle, sous l'effet de laquelle, la gaine reste plaquée à la paroi du forage.



   Afin d'obtenir une désolidarisation de la gaine de la paroi, on ferme le circuit d'excitation (non représenté) de   l'ólectro-aimant    28 ; le noyau 29 étant alors soulevé, provoque, par le poussoir 30, l'ouverture de la bonde 23   permettant l'échappement d'une partie du : fluide hydrau-    lique dans le réservoir de décharge 26. La décharge partielle du corps de l'appareil est contrôlée par l'intermédiaire des indications de la sonde 31 et poursuivie jusqu'à annulation de la pression résiduelle dans le corps de l'appareil.   I1    importe de remarquer que le soulèvement de la bonde 23 a entraîné par l'intermédiaire de la tige 24, la fermeture du piston obturateur 19, et le verrouillage de celui-ci dans sa position de fermeture.



  Grâce à cette disposition le corps de l'appareil a été isolé de la colonne d'alimentation, celle-ci pouvant ainsi rester en charge.



   Dès que la pression résiduelle est annulée par la décharge partielle de son corps, l'appareil se trouve libéré et peut être déplacé à un autre niveau où un cycle de mesure peut recommencer; le premier à-coup hydraulique provoquera l'effacement du piston obturateur 19, la force de maintien du verrouillage 21 étant convenablement limitée à cet effet.



   Dans un exemple de réalisation le corps de l'appareil présente une longueur de 1,60 m et un diamètre de 0,160 m et son équipement est adapté à développer une pression uniformément répartie de 150 kg/cm2. Une prise étanche à douze voies permet de sortir un câble multiconducteur et de relier à l'appareil à un bloc de mesures en surface. Ce bloc permet de suivre simultanément sur un graphique les déformations mesurées sur les trois diamètres et de connaître la pression hydraulique réelle régnant dans l'appareil et transmise au matériau.



   La soupape de décharge et le piston obturateur pourraient être combinés en une soupape, tiroir ou robinet multivoies ; on pourrait se dispenser du réservoir de décharge en acceptant de perdre le liquide hydraulique évacué, notamment dans le cas où ce liquide serait constitué par de   l'eau;    au lieu de trois extensomètres opérant à 1200 on pourrait envisager dans certains cas l'emploi de deux extensomètres opérant selon deux directions orthogonales, ou d'augmenter au contraire le nombre de directions explorées, etc...
  

Claims (1)

1. REVENDICATION Appareil d'essai du comportement mécanique statique du sol ou d'autres matériaux à partir d'un forage, comportant un corps extensible susceptible d'être descendu dans le forage, des moyens hydrauliques d'application d'un effort radial sur la paroi du forage par l'intermédiaire dudit corps et des moyens de mesure de la déformation engendrée, caractérisé en ce que le corps de l'appareil comporte un châssis tubulaire rigide gainé d'une membrane souple qui est emprisonnée à chacune de ses extrémités dans une tête constituée par un bouchon d'obturation du châssis et un chapeau de fermeture fixé sur le bouchon.

   SOUS-REVENDICATIONS 1. Appareil selon la revendication, caractérisé en ce que la tête inférieure est pourvue d'une soupape de décharge télécommandée.

   2. Appareil selon la revendication, caractérisé en ce qu'un réservoir de décharge est disposé en prolongemment de la tête inférieure.

   3. Appareil selon la revendication, caractérisé en ce qu'un tuyau d'alimentation en fluide hydraulique traverse la tête supérieure et se raccorde à un diffuseur fixé sur la tête inférieure.

   4. Appareil selon la sous-revendication 3, caractérisé en ce que le diffuseur comporte un canal axial d'admission équipé d'un piston obturateur disposé en regard de la soupape de décharge.

   5. Appareil selon la sous-revendication 4, caractérisé en ce qu'il est prévu un dispositif de verrouillage adapté à retenir le piston obturateur avec une force limitée dans sa position d'obturation.

   6. Appareil selon la revendication, caractérisé en ce que le corps de l'appareil contient une sonde de pression.

   7. Appareil selon la revendication, caractérisé en ce que la partie centrale de l'appareil est équipée de trois extensomètres disposés à 1200.

   8. Appareil selon la sous-revendication 7, caractérisé en ce que chacun des extensomètres est installé dans un passage cylindrique ménagé selon un diamètre transversal du corps.

   9. Appareil selon la sous-revendication 7, caractérisé en ce que chaque extensomètre comporte deux pistons respectivement liés à la membrane aux extrémités du passage associé, ces deux pistons étant respectivement liés au bâti et à l'équipage mobile d'un capteur de déplacement.

   10. Appareil selon la sous-revendication 9, caractérisé en ce que la face extérieure de chaque piston est solidarisée avec une zone adjacente de la membrane par la tête profilée d'une vis formant plot de mesure et avec interposition d'une coupelle de protection de la membrane.