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DISPOSITIF POUR LE SONDAGE DU SOL.
Il est-connu d'explorer le sous-sol jusqu'à de grandes profondeurs, notamment en vue de déterminer sa capacité portante, au moyen d'un appareil de sondage comportant une pointe qui est enfoncée dans le sol au moyen d'une tige guidée pratiquement sans frottement dans un fourreau extérieur, un joint d'étanchéité étant prévu à la base de ce fourreau en vue d'éviter la pénétra- tion de terre entre ce dernier et la dite tige.
Pour mesurer, d'une part, la résistance de pénétration de la dite pointe et, d'autre part, la résistance de frottement latéral sur le fourreau, qui sont deux grandeurs qu'il importe de connaître individuellement, il faut, lorsqu'on se sert des dispositifs connus, enfoncer d'abord simultanément la pointe et le fourreau pour connaître la résistance totale, pais.interrompre le fonçage et retirer les moyens mécaniques d'entraînement du fourreau, pour opé- rer alors un enfoncement de la pointe seule sur une certaine distance et mesu- rer séparément la résistance rencontrée au fonçage de celle-ci. Le procédé con- nu est donc compliqué et essentiellement discontinu, ce qui ralentit fortement les opérations de mesure.
De plus, par suite du mouvement relatif assez grand de la pointe par rapport au fourreau, il se produit fatalement, et magré la présence d'une garniture d'étanchéité, une pénétration de terre entre la tige et le fourreau et un grippage de ces deux organes, ce qui fausse totalement les résultats.
Finalement, il convient d'insister sur le fait qu'en raison de l'absence d'une mesure continue des efforts de pénétratdon, les indications données par les appareils connus sont insuffisantes pour faire connaître complè- tement le terrain exploré,
La présente invention concerne un dispositif qui permet de réaliser une mesure continue et simultanée des deux grandeurs en question, et qui sup- prime ainsi les inconvénients cités des appareils connuso
Selon l'invention, 'Ce dispositif comprend un piston réuni à la ti- ge de la pointe de sondage et monté dans un cylindre hydraulique destiné à a-
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gir positivement sur le fourreau entourant la dite tige, des moyens pour me- surer la pression dans ce cylindre et correspondant à l'effort exercé sur le dit piston,
tandis que le cylindre est lui-même soumis à une pression hydrau- lique qui est mesurée à son tour et donne la grandeur de l'effort total de fonçage. Selon une forme de réalisation préférée de l'invention, le dit cylin- dre est solidaire d'un deuxième cylindre hydraulique coaxial, dont le piston reçoit l'effort total de fonçage.
De cette fagon' on peut mesurer, d'une part, l'effort total pour le fonçage de la pointe et du fourreau et, d'autre part, l'effort pour le fonça- ge de la pointe seule. Ces deux mesures peuvent être effectuées d'une façon con- tinue et simultanée, et il suffit de faire la différence pour connaître l'effort pour le fonçage du fourreau seul.
D'autres particularités et avantages de l'invention résulteront de la description d'un exemple de réalisation qui sera décrit ci-après avec réfé- rence au dessin schématique annexé, dans lequel :
Fig. 1 montre une vue d'ensemble, en coupe verticale, d'une formé préférée de réalisation du dispositif selon l'invention, tel qu'il est utilisé pour le fonçage;
Fig. 2 est une vue, partiellement en coupe verticale, du dispositif tel qu'utilisé pour l'extraction;
Fig. 3 est une vue en coupe suivant la ligne III-III de Fig. 2;
Fig. 4 est une vue fragmentaire en élévation latérale d'un détail de Fig. 2, et
Fig. 5 est une vue fragmentaire en coupe d'une variante d'exécution d'un détail constructif.
Comme montré spécialement en Fig. 1, l'appareil comprend un corps 1 pourvu de deux chambres cylindriques 2,3, dans lesquelles peuvent coulisser des pistons coaxiaux 4, 5. Les chambres 2 et 3 sont remplies d'huile, dont la pression est mesurée par des manomètres 6, 7 raccordés chacun à l'une de ces chambres. Les pistons sont garnis de joints d'étanchéité 8, 9, par exemple en cuir,qui sont retenus par des plateaux d'arrêt 10, 11 fixés au moyen de vis sur le fond des pistons.
La tige 12 du piston 5 prend appui sur la tige 13 qui est réunié, par exemple par vissage, à la pointe conique 14 desyinée à être enfoncée dans le sol. Un cône creux 15 est vissé dans l'extrémité inférieure du corps 1 et repose par sa base sur le fourreau 16 qui entoure la tige 13, dont l'extrémi- té supérieure s'adapte dans une cavité de la base du cône 15. Ce dernier peut servir de guide à la tige 12 qui le traverse.
Le fourreau 16 s'arrête à une certaine distance de la pointe 14 et son extrémité inférieure s'engage dans une manchette 17 solidaire de la di- te pointe, un joint 18, par exemple en chanvre suiffé, assurant l'étanchéité entre le fourreau et la manchette. Ce joint peut être maintenu en place par une bague 19 qui est vissée dans l'extrémité inférieure du fourreau et sert de guide à la tige 13.
La tige 20 du piston 4 est guidée dans une bague 21 vissée dans 1' extrémité supérieure du corps la L'effort de fongage est exercé sur la tête 22 de la tige 20 par un organe moteur à longue course, par exemple une vis de fongage 23.
L'ensemble est monté sur un support approprié, non illustré, par exemple un chariot convenablement lesté et portant les organes moteurs, notam- ment pour l'actionnement de la vis 23, ainsi que les moyens de-guidage pour le dispositif selon l'invention. Ce guidage peut par-exemple être assuré par un étrier 24 qui embrasse une partie carrée de la tige 20 du piston 4, et qui pré- sente deux bras 25, 26 dont les extrémités coulissent dans des guides verticaux supportés par le chariot.
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Lorsqu'un effort de Fonçage est appliqué sur la tête 22, cet effort se transmet par le piston 4 et l'huile contenue dans la chambre 2, au corps 1 qui le transmet simultanément, d'une part directement au four- reau 16 et, d'autre part, à la tige 13 et la pointe 14, par l'intermédiai- re de l'huile contenue dans la chambre 3 et le piston 5. L'effort total de fonçage, qui est transmis par le corps 1 et est mesuré par le manomè- tre 6, se répartit automatiquement entre le fourreau et la pointe, selon la résistance rencontrée dans le sol par ces deux organes. L'effort nécessaire pour vaincre la résistance rencontrée par la pointe est fourni exclusivement par le piston 5 et est donc mesuré par le manomètre 7.
Le diamètre extérieur de la manchette 17 va en diminuant légère- ment vers le haut. La manchette ne subit donc pas de frottement du terrain sur sa face latérale, de sorte que c'est uniquement la résistance à la péné- tration qui est mesurée au moyen de la pointe. Le fourreau 16 présente un diamètre extérieur égal au plus grand diamètre de la pointe et subit donc uniquement le frottement latéral des terres. L'extrémité inférieure du four- reau présente un diamètre réduit, afin de ménager l'espace annulaire libre voulu pour le léger déplacement relatif de la manchette autour du fourreau.
A mesure que progresse le fonçage, on ajoute, par exemple par vis- sage, des éléments d'allonge à la tige 13 et au fourreau 16. Les éléments d' allonge du fourreau présentent le même diamètre que celui-ci, leur extrémité inférieure étant taraudée pour s'adapter sur l'extrémité supérieure filetée de l'élément précédent. La course de l'organe de fongage 23 sera au moins é- gale à la longueur des dits éléments, par exemple 1,5 à 2 mètres.
On comprendra que le dispositif selon l'invention permet de relever rapidement, pendant chaque opération ininterrompue de fonçage.'1 un diagramme con- tinu des résistances de fourreau et de pointe. La disposition du joint 18 à l'intérieur de la manchette 17 évite pratiquement tout danger de pénétration de terre, de sorte qu'il ne faut pas craindre un grippage mutuel de la tige 13 et du'fourreau 16, dont le mouvement relatif est d'ailleurs très limité.
Le dispositif selon l'invention permet d'effectuer d'une façon sim- ple et rapide le retrait de la tige 13 et du fourreau 16, tel que montré en Figs. 2-4. Lorsque la profondeur voulue a été atteinte, le corps 1 est soule- vé légèrement de façon à dégager le cône de poussée 15 et la tige de piston 12 respectivement du fourreau 16 et de la tige 13. On engage un anneau de re- trait 27 autour du fourreau 16 et on visse une bague 28 sur l'extrémité supé- rieure de celui-ci, tandis qu'une vis à large tête 29 est vissée sur l'extré- mité supérieure de-la tige 13. Deux tiges de retrait 30 sont articulées par des pivots 31 à l'anneau 27. A leur autre extrémité, les tiges 30 se terminent par une tête en forme de marteau ou analogue 32, qui viennent s'engager dans deux paires d'oreilles 33 solidaires du corps 1.
En poursuivant alors le soulèvement du corps 1, on entraîne les tiges 30 et l'anneau 27, lequel entraîne à son tour la bague 28, avec le fourreau 16. La bague 28 rencontre ensuite la tête sail- lante de la vis 29 et entraîne alors également celle-ci avec la tige 13.
La Figo 5 montre une variante d'exécution des éléments du fourreau 16 et de la tige 13, Chaque élément de tige 13 présente à son extrémité infé- rieure un refoulement 34 qui s'engage dans un élargissement correspondant 35 du conduit central de chaque élément de fourreau 16. Pour le retrait, la vis 29 (Figo 2) devient alors superflue, car lors du soulèvement du fourreau, chaque refoulement 34 vient buter contre l'épaulement d'extrémité 36 de l'élément de fourreau voisin.
Cette figure 5 montre aussi une variante constructive de l'engagement entre la manchette 17 et l'extrémité inférieure du fourreau, la bague d'étanchéi- té 18 étant logée directement dans une rainure de cette extrémité, de sorte que la bague de serrage 19 (Fig. 2) peut être supprimée.
La Fig. 5 ne montre pas de jeu entre les éléments à coulissement re- latif. En réalité ils s'engagent l'un dans l'autre pratiquement sans frottement.
Dans les Figs. 1 à 3, le jeu entre ces éléments a toutefois été exagéré pour la clarté du dessin.
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Il va de soi que l'invention n'est pas limitée à-lexemple d' exécution décrit et illustré, mais qu'elle peut être réalisée sous des formes constructives diverses.
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SOIL SURVEYING DEVICE.
It is known to explore the subsoil to great depths, in particular with a view to determining its bearing capacity, by means of a sounding device comprising a point which is driven into the ground by means of a rod. guided practically without friction in an outer sleeve, a seal being provided at the base of this sleeve in order to prevent the penetration of earth between the latter and said rod.
To measure, on the one hand, the penetration resistance of the said point and, on the other hand, the lateral friction resistance on the sheath, which are two quantities that it is important to know individually, it is necessary, when uses known devices, first simultaneously push in the tip and the sheath to find out the total resistance, then interrupt the driving and remove the mechanical driving means of the sheath, in order to then drive the tip alone on a certain distance and measure separately the resistance encountered when driving it. The known method is therefore complicated and essentially discontinuous, which greatly slows down the measurement operations.
In addition, as a result of the relatively large relative movement of the point with respect to the sheath, it inevitably occurs, and in addition to the presence of a seal, penetration of earth between the rod and the sheath and seizure of these two organs, which completely skews the results.
Finally, it should be emphasized that due to the absence of a continuous measurement of penetrating forces, the indications given by known devices are insufficient to fully publicize the explored terrain,
The present invention relates to a device which makes it possible to carry out a continuous and simultaneous measurement of the two quantities in question, and which thus overcomes the aforementioned drawbacks of known devices.
According to the invention, 'This device comprises a piston joined to the rod of the probing tip and mounted in a hydraulic cylinder intended for a-
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gir positively on the sleeve surrounding said rod, means for measuring the pressure in this cylinder and corresponding to the force exerted on said piston,
while the cylinder itself is subjected to a hydraulic pressure which is measured in turn and gives the magnitude of the total jacking force. According to a preferred embodiment of the invention, said cylinder is integral with a second coaxial hydraulic cylinder, the piston of which receives the total jacking force.
In this way it is possible to measure, on the one hand, the total force for driving the point and the sheath and, on the other hand, the force for driving the point alone. These two measurements can be carried out in a continuous and simultaneous manner, and it suffices to make the difference to know the force for driving the sleeve alone.
Other features and advantages of the invention will result from the description of an exemplary embodiment which will be described below with reference to the appended schematic drawing, in which:
Fig. 1 shows an overall view, in vertical section, of a preferred embodiment of the device according to the invention, as used for sinking;
Fig. 2 is a view, partially in vertical section, of the device as used for the extraction;
Fig. 3 is a sectional view taken along line III-III of FIG. 2;
Fig. 4 is a fragmentary side elevational view of a detail of FIG. 2, and
Fig. 5 is a fragmentary sectional view of an alternative embodiment of a construction detail.
As shown especially in Fig. 1, the apparatus comprises a body 1 provided with two cylindrical chambers 2, 3, in which can slide coaxial pistons 4, 5. The chambers 2 and 3 are filled with oil, the pressure of which is measured by manometers 6, 7 each connected to one of these rooms. The pistons are fitted with seals 8, 9, for example made of leather, which are retained by stop plates 10, 11 fixed by means of screws on the bottom of the pistons.
The rod 12 of the piston 5 bears on the rod 13 which is joined, for example by screwing, to the conical tip 14 desyinée to be driven into the ground. A hollow cone 15 is screwed into the lower end of the body 1 and rests by its base on the sleeve 16 which surrounds the rod 13, the upper end of which fits into a cavity in the base of the cone 15. This the latter can serve as a guide for the rod 12 which passes through it.
The sheath 16 stops at a certain distance from the tip 14 and its lower end engages in a sleeve 17 integral with the said tip, a gasket 18, for example of suiffed hemp, ensuring the seal between the sheath. and the cuff. This seal can be held in place by a ring 19 which is screwed into the lower end of the sleeve and serves as a guide for the rod 13.
The rod 20 of the piston 4 is guided in a ring 21 screwed into the upper end of the body. The fungus force is exerted on the head 22 of the rod 20 by a long stroke drive member, for example a fungus screw. 23.
The assembly is mounted on a suitable support, not illustrated, for example a suitably ballasted carriage and carrying the driving members, in particular for actuating the screw 23, as well as the guide means for the device according to FIG. invention. This guidance can for example be provided by a caliper 24 which embraces a square part of the rod 20 of the piston 4, and which has two arms 25, 26, the ends of which slide in vertical guides supported by the carriage.
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When a Driving force is applied to the head 22, this force is transmitted by the piston 4 and the oil contained in the chamber 2, to the body 1 which transmits it simultaneously, on the one hand directly to the sleeve 16 and , on the other hand, to the rod 13 and the tip 14, through the intermediary of the oil contained in the chamber 3 and the piston 5. The total sinking force, which is transmitted by the body 1 and is measured by manometer 6, is automatically distributed between the sheath and the tip, according to the resistance encountered in the ground by these two components. The force necessary to overcome the resistance encountered by the tip is supplied exclusively by the piston 5 and is therefore measured by the pressure gauge 7.
The outer diameter of the sleeve 17 decreases slightly upwards. The cuff is therefore not subject to friction from the ground on its lateral face, so that it is only the resistance to penetration which is measured by means of the point. The sleeve 16 has an outside diameter equal to the largest diameter of the tip and therefore only suffers the lateral friction of the earth. The lower end of the sleeve has a reduced diameter, in order to provide the desired free annular space for the slight relative displacement of the sleeve around the sleeve.
As the driving progresses, extension elements are added, for example by screwing, to the rod 13 and to the sleeve 16. The extension elements of the sleeve have the same diameter as the latter, their lower end. being tapped to fit over the threaded top end of the previous member. The stroke of the fungus member 23 will be at least equal to the length of said elements, for example 1.5 to 2 meters.
It will be understood that the device according to the invention makes it possible to quickly record, during each uninterrupted driving operation, a continuous diagram of the sheath and tip resistances. The arrangement of the seal 18 inside the sleeve 17 practically avoids any danger of penetration of earth, so that there is no fear of mutual seizing of the rod 13 and of the sleeve 16, the relative movement of which is d 'otherwise very limited.
The device according to the invention allows the rod 13 and the sheath 16 to be withdrawn in a simple and rapid manner, as shown in FIGS. 2-4. When the desired depth has been reached, the body 1 is raised slightly so as to disengage the thrust cone 15 and the piston rod 12 respectively from the sleeve 16 and from the rod 13. A retracting ring 27 is engaged. around the sleeve 16 and a ring 28 is screwed onto the upper end thereof, while a large head screw 29 is screwed onto the upper end of the rod 13. Two withdrawal rods 30 are articulated by pivots 31 to the ring 27. At their other end, the rods 30 end in a hammer-shaped head or the like 32, which engage in two pairs of ears 33 secured to the body 1 .
By then continuing the lifting of the body 1, the rods 30 and the ring 27 are driven, which in turn drives the ring 28, with the sleeve 16. The ring 28 then meets the projecting head of the screw 29 and drives then also this one with the rod 13.
Figo 5 shows an alternative embodiment of the elements of the sheath 16 and of the rod 13. Each rod element 13 has at its lower end a discharge 34 which engages in a corresponding widening 35 of the central duct of each element. sleeve 16. For removal, the screw 29 (Figo 2) then becomes superfluous, because during the lifting of the sleeve, each discharge 34 abuts against the end shoulder 36 of the neighboring sleeve element.
This figure 5 also shows a constructive variant of the engagement between the sleeve 17 and the lower end of the sleeve, the sealing ring 18 being housed directly in a groove of this end, so that the clamping ring 19 (Fig. 2) can be omitted.
Fig. 5 does not show any play between the relative sliding elements. In reality, they engage with each other practically without friction.
In Figs. 1 to 3, however, the play between these elements has been exaggerated for the clarity of the drawing.
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It goes without saying that the invention is not limited to the exemplary embodiment described and illustrated, but that it can be implemented in various construction forms.