PR

le rapport des résistances à la rupture par torsion , pour le cylindre et le prisme à base carrée circonscrit , est donc celui de-^ à

Pour un tuyau creux cylindrique à base circulaire, dans les rayons intérieur et extérieur seraient respectivement désignés par ro et r^ , on aurait :

PR=Jxf(r.-ro*).

Valeur de la constante T pour le fer forgé et la fonte. — La constante T doit être déterminée par des expériences dans lesquelles on connaît le moment PR des forces qui occasionnent la rupture.

Pour le fer fondu elle peut être prise égale à 41,560,000, soit 40,000,000, diaprés les expériences de Rennie, citées dans les leçons de M. Navier.

Deux expériences de M. Rennie , sur des barreaux en fer forgé , citées également dans Touvrage de M. Navier , conduiraient à une valeur de la constante T, peu supérieure à la précédente; nous pensons, en conséquence, qu*on pourra sans inconvénient adopter la même valeur du coefficient T pour la fonte et le fer forgé. D'après des expé-

rtences de MM. Bramah sur des banrreaiix carrés en fer fondu , la va» leur moyenne du coefficient T serait beaucoup plus faible que celle que nous avons indiquée ci-dessus, et égale seulement à 35^8ttO,000, «oit 26,000,000.

En adoptant la valeur de T=: 40,00u,000, une barre de fer ou de fonte carrée de 5 centimètres de côté , serait rompue par torsion sous Faction de forces dont le moment par rapport à Taxe de la barre serait égal à 1183. En prenant T = 20,000,000 , le moment des forces capables d^occasionner la rupture serait égal seulement à 708,5. Pour une barre de fer ou de fonte de 3 centimètres 1/2 de c6té, le moment des forces qui occasionnerait la rupture serait égal à 148 ou 00, sui* vant qu*on prendra T =^ 40^)00,000 , ou 26,000,000.

On ne pourrait pas dépasser dans la pratique, avec prudence , le ^uart ou le cinquième des efforts indiqués ci-dessus. Cette règle peut servir à calculer les efforts de torsion que peuvent supporter les tiges de sonde , et justifie les limites que nous avons indiquées dans le cha- {Mtre relatif au sondage.

XURàILLB«I«T AES 6A.LCKIKS.

Dans quels cas le muraillement est préférable au boisage, — Le muraillement ei^ bien préférable au boisage, toutes les fois que la galerie dont on veut soutenir les parois doit avoir une très-longue durée , et que Ton [>eut se procurer, sans de trop grandes dépenses, les matériaux nécessaires. L*expérience apprend, dans chaque localité^ la durée moyenne des bois de revêtement, et Ton peut, en ayant égard à cette durée y aux prix comparés des revêtements en bois et en maçonnerie, au temps pendant lequel la galerie doit probablement demeurer ouverte, déterminer quel est le mode de revêtement qu'il convient d'adopter. Nous citerons comme exemple la règle suivie, d'après Tbtlrnagel , dans le district des mines de Tamowitz, en Silésie \Jrch, , volume IX , page 155). On sait par expérience que , dans Vàvsàat d\\t Friedrichs Grube^ un boisage placé dans les endroits secs ne dure pas moyennement plus de quatre ans. Les frais d'entretien ou de réparation deviennent plus considérables d'année en année, et les puits ou galeries où l'on n'avait d'abord placé que des cadres distants les uns des autres, avec bois de garnissage, finissent par être boisés à cadres contigus. Or , le prix d'un revêtement en maçonnerie est à peu près le triple du revêtement rn bois. On adopte donc

le muraillement de préférence pour toutes les excavations qui doivent

demeurer ouvertes pendant douze ans, au plus. Le muraillement est d^ailleurs indispensable, et ne peut être remplacé

par le boisage :

1o Dans les parties de galeries qui sont creusées dans des terres (oui

à fait meubles, telles que des argiles sujettes à être pénétrées d'eau.

Les parties voisines de Torifice de beaucoup de galeries d'écoulement

sont dans ce cas ; âo Dans les galeries ouvertes dans un terrain très-aquifëre, lorsque

le revêtement a pour but non-seulement de soutenir le terrain , mafs

encore de contenir les eaux. Ce cas se présente assez rarement dans

les mines ; 3o Dans les galeries à grande section exécutées sur les tracés des

chemins de fer ou des canaux de navigation ;

4» Dans les excavations souterraines où Ton place des foyers d'aérage, ou des chaudières de machines à vapeur, parce que les boisages seraient exposés à prendre feu.

Matériaux emploxés. Forme des revêtements en maçonnerie, — Les matériaux employés pour le muraillement des galeries , sont la pierre brute ou simplement dégrossie , les briques, le moellon piqué, très- rarement la pierre de taille. Dans beaucoup de circonstances, un muraillement en pierres sèches suffit. On se borne à garnir les vides de pierrailles et de mousse. On fait d'ailleurs usage de mortiers plus ou moins hydrauliques, ou de ciments, pour lier les pierres, lorsque le terrain exerce une grande poussée, ou que Ton veut contenir les eaux.

On ne doit laisser subsister aucun vide derrière les revêtements en maçonnerie, entre ceux-ci et le terrain. Quand on a satisfait à cette condition essentielle, les revêtements sont pressés sur tous les points de leur surface extérieure, et ne peuvent être détruits qu'en tombant dans le vide intérieur de la galerie. Il résulte de là que les conditions de stabilité des constructions souterraines en maçonnerie sont très-simples et diffèrent beaucoup de celles qui sont relatives aux constructions du même genre établies à la surface du sol.

Dans les terrains ordinaires, qui n'exercent pas une forte poussée, et lorsqu'il est nécessaire de soutenir à la fois le faite et les deux parois d'une galerie, le muraillement consiste presque toujours en une voûte demi-circulaire ou en plein cintre, reposant sur deux murs verticaux bâtis le long des parois. Les fondations de ces murs sont creusées sur une petite profondeur dans le sol de la galerie , lorsqu'on a lieu de craindre que, par suite de la poussée latérale du terrain ou de la nature

unie et glissante du sol, les murs latéraux ne viennent à être renversés en glissant sur leur base.

Quand le sol de la galerie est compressible , il pourrait arriver que les murs latéraux vinssent à 8*enf6ncer ; en même temps que le terrain compris entre eux se gonflerait par suite de la pression du terrain latéral. Dans Tun et Tautre cas, il en résulterait Tobstruction partielle ou complète de la galerie. Pour parer à cet inconvénient , on emploie Pun des moyens suivants : 1^ on élève les murs latéraux sur un plancher formé de madriers jointif s en bois de chêne , d'une épaisseur de 5 à 8 centimètres , / g. 9, PL XII ; 3» on établit sur ce même plancher, et entre les murs un radier en forme de voûte renversée, flgA%Pl. XV *^ 3o enfin on construit une voûte elliptique entièrement fermée, dont le grand axe est vertical et le petit axe horizontal, fig. 8, PL XII, Le premier moyen convient dans le cas où la galerie a une petite section, où la poussée latérale du terrain est faible, et ne donne pas lieu de craindre le glissement des murs latéraux sur le plancher qui les supporte. Le second et le troisième conviennent dans le cas où les galeries ont de grandes dimensions, ou bien lorsque la poussée du terrain est considérable; dans ce dernier cas surtout, une voûte elliptique complète est la forme la plus convenable. Néanmoins, pour ne pas trop rétrécir le bas de la galerie, on peut tronquer Tellipse à sa partie inférieure , et remplacer celle-ci par un radier en voûte renversée d*un rayon suffisamment grand, pour conserver la largeur nécessaire. On rentre alors à peu près dans la forme représentée figAX^PL XF,

Il arrive fréquemment dans Texploitation des filons très-inclinés, qu*il suffit, pour maintenir la galerie ouverte , de construire au faite une simple voûte sur laquelle reposent les déblais stériles qui restent dans les excavations après realèvement des minerais utiles. Ces voûtes reposent sur les épontes du filon qui ont une solidité suffisante pour ne pas s*ébouler; elles sont en plein cintre, ou en arc de eercle, suivant que la solidité des épontes est complète , ou que la voûte doit contribuer à soutenir celles-ci, ou du moins le toit du gite, en même tempg qu*à porter les déblais qui sont au-dessus delà galerie.

Enfin on construit aussi , dans certains cas f6rt rares, des voûtes surhaussées ou en ogive, ou des demi-voûtes qui doivent consolider à la fois le faite et Tune des parois latérales de la galerie.

Conditions de stabilité des voûtes et des revêtements souterrains en maçonnerie, — Examinons brièvement les conditions de stabilité particulières des maçonneries souterraines.

Soit d'abord une voûte demi circulaire ou en plein cinire, fig. 8 PL XFy dont ADB, ac/6 sont les surfaces d'intrados et d'extrados repo-

saut &uir des murs verticaux aM , 6N, ou bien sur des coussinets taillés dans une roche solide. Si cette voûte est chargée de déblais, le poids de ces déblais sera Incomparablement plus grand qne le poids de la voûte elle-même, et Ton pourra supposer, sans erreur sensible, que la charge est uniformément répartie sur la projection horizontale de la surface d^extrados de la voûte. Désignant par p la charge par unité fluperficielle de cette projection, et menant deux rayons Cm, Cm', formant des angles égaux de part et d*autre avec le rayon vertical Gd, la eliarge sur la surface cylindrique qui a pour base Tare mm' et une longueur égale â Tunité linéaire sera égale à :

Sprsin^.

r désignant le rayon Cm, et e Tangle mCd = m'CJ. Cette force doit être censée appliquée suivant le rayon vertical </C. Si on la décompose en deux forces perpendiculaires aux plans de joint mn , m^n' , chacune des deux composantes sera égale à pr.

En effet , prenant une longueur arbitraire xy sur le rayon vertical c/C pour représenter la force 2rpr sin ^, et construisantle parallélogramme wzyv^ dont les côtés xz^ xv sont perpendiculaires à mn et m'n' ^ xz et XV représenteront les pressionssur les plans de joint. Or, on a :

1 ay \ XX

XZ=:XV='^ ^ = - -r^«

2 coszxx 3 sm 9 Et en remplaçant aiy par 2pr sin ^, il vient :

xz=xv:=zpr,

L*angle 9 ayant disparu de Texpression précédente , il en résulte que la pression est la même sur touslesplansde joint, et qu^elie aiigraeiite proportionndiement au rayon de la «ourbe d*extrados. U suffit, pour que la voûte ne puisse pas être détruite , que son épaisseur soit suffisante, eti égard à la résistance des matériaux dont elle est fcfrmée, pour que ces matériaux ne soient pas écrasés sous la pression calonlée ci-dessus ; car il est impossible que la voûte soit détruite par le rènrveN sèment en dehors des parties voisines des naissances , puisque le terrain lui offre une résistance indéfinie.

On remarquera que le résultat serait absolument le même , si Ton supposait la pression sur la voûte dirigée en^ chaque point perpendiculairement à la surface d'extrados supposée circulaire, comme cela aurait

lieu si la voûte supportait un liquide; car, p désignant toujours la pression sur Tunité superficielle, prdti^ serait la pression normale sup. portée par un élément longitudinal de la voûte dont la longueur serait égale à Tunité linéaire , et qui aurait pour base Parc de cercle embrassé par un angle infiniment petit :J«. Cette pression normale , à la surface cylindrique, peut ^tre décomposée en deux : Tune horizontale et égale à pr</«siQ «, « désignant Tangle que le rayon aboutissant à Télément que Ton considère forme avec le rayon vertical; Tautre verticale agissant de haut en bas et égale àpn/« cos «. Si on considère Tare embrassé par deux rayons équidistants de celui qui aboutit au sommet de la voûte, les composantes horizontales se détruisent, comme étant deux à deux égales et de signes contraires^ et la résultante de toutes les pressions se réduit à une force verticale agissant suivant le rayon qui

aboutit au sommet delà voûte et égale à 3 V pr cos «cf» r=r

2pr sini , $ désignant le demi-angle au centxe sous-tendu par le bandeau de voûte considéré.

Quant aux pieds-droits AM, 6N, si ce sont des murs verticaux, il faut, pour réquUibre , qu*ils ne piusseni ni être écrasés par la pression verticale ^u*il8 supportent, pression égale à celle d'un joint quelconque delà voûte, ni r^jjetés en dedans de [la galerie , en glissant sur leur base par la pression latérale du terrain. La première condition sera satisfaite évidemment, s'ils sont construits avec les mêmes matériaux que la voûte , et ont une épaisseur égale à la sienne. Quant à la seconde, elle sera souvent satisfaite en même temps que Ja première ; mais quand la poussée latérale du teri^in approche de la pression verticale exercée sur la voûte en berceau , il faut donner plus d'épaisseur aux murs verticaux, ou mieux adopter le muraillement en voûle elliptique complète , ou en voûte elliptique tronquée en bas, avec radier au sol de la galerie.

Le raisonnement qui nous conduit à la détermination de la pression sur les plans de Joint d'une voûte demi-circulaire étant indépendant de Tangle tf, sows-tendu par le bandeau <le voûte considéré, s'applique sans difficulté à un berceaii de voûte cylindrique dont la base serait une courbe quelconque ; car un élément longitudinal de cette voûte se confond avec l'élément longitudinal d'une voûle circulaire, dont le rayon serait égal au rayon de courbure de la base de la voûte au point considéré. Ainsi la pression sur un plan de joint dans une voûte cylindrique quelconque , qui supporte des pressions normales en chaque point à la surface d'extrados , est égale à la pression sur l'unité «uperficielle multipliée par le rayon de courbure de la courbe d'extrados au

point où aboutit le plan de joint considéré. Ainsi , dans une voûte elliptique qui serait uniformément pressée sur son contour , les pressions sur les plans de joint seraient les plus grandes aux extrémités du petit axe , et les plus faibles aux extrémités du grand axe. Eu supposant ta pression uniformément répartie sur toute retendue du plan de joint, on serait conduit à faire varierrépaisseurdela voûte proportionnellement aux rayons de courbure. Il en résulterait que les épaisseurs aux extrémités des deux axes seraient inversement proportionnelles aux cubes de ces axes (1).

Dans le cas où une voûte est appuyée sur les deux épontes d^un filon dont le plan forme un petit angle avec la verticale , cette voûte doit résister à la fbis à la charge des déblais ou du terrain ébouleux qui presse directement sur elle , et à la pression du toit du filon qu^elle contribue à soutenir. Si la voûte est assez peu chargée par dessus, et s> la pression du toit est considérable , elle peut déterminer la rupture de la voûte, en poussant en dedans les naissances, et soulevant légèrement les parties voisines de la clef.

Soit, par exemple, /Z^. 7, PL XF^ une voûte demi-circulaire ABDA'D', supposons que la partie voisine de fer naissance AB soit pressée de dehors en dedans par Taction des roches sur lesquelles elle repose le toit d'un filon par exemple. 11 peut arriver qu'un joint , tel que MN , s'ouvre à l'extrados sur les reins de la voûte , et qu'un joint DE au sommet de la voûte , s'ouvre au contraire à l'intrados. La portion ABMN voisine de la naissance , sera jetée en dedans de la galerie en tournant autour de l'arête de l'intrados N , tandis que la partie NMDB sera légèrement soulevée en tournant autour de l'arête D de l'extrados, pour retomber ensuite en dedans de la galerie. On conçoit que ce genre de mouvement serait possible , même dans le cas où la voûte

(1) On sait en e£fet que les rayons de courbure d'une ellipse dont les deux demi-axes sont représentés par a et 6, sont respectivement égaux à

-^ et — , aux points de la courbe situés aux extrémités des demi-diamètres b et a. Les pressions sur les plans de joint aboutissant à ces

a* b* points seraient donc p y ®^ P ~^* ^^^ épaisseurs de la voûte devant

être proportionnelles à ces pressions, seraient entre elles comme

Ç:7fou::«':è«.

RfelSTÂNCE DES MATÉRIAUX. 577

serait Irès-chargée sur son sommet ; il suffirait en e£Fet , que les plans de joint MN et DE s*écrasassent dans le voisinage des arêtes N et D, sous les pressions que supportent les parties voisines de ces arêtes, pressions très-supérieures à celles qui auraient lieu dans Thypothèse d*une répartition uniforme sur les plans de joint. Une voûte en plein cintre, et à plus forte raison une voûte surhaussée ou en ogive, serait donc, dans rhypolhèse admise d'une pression considérable d^une des parois , exposée à crouler par la rupture simultanée vers les reins et près de la clef. Il convient alors de construire une voûte surbaissée , dont la directrice soit un arc de cercle d'un assez grand rayon , et à laquelle on donne une épaisseur considérable. Si par exemple ABDA'B', fig, 9, PLXr^ est une voûte semblable, établie dans une galerie ouverte sur un filon, dont AM , A'N sont le toit et le mur, il sera impossible que cette voûte soit renversée , par la pression du toit , de la manière qui a été indiquée précédemment , si Tangle AID fbrmé par deux droites qui parlant Tune du point A, à la naissance de la voûte, Tautre du point D , à la clef et à Textrados , vont se couper en un point quelconque 1 de la courbe d'intrados, si cet angle, dis-je, a son sommet tourné vers Tintérieur de la galerie. Car dans le mouvement de renversement que nous avons supposé , un joint en I doit se fermer à l'intrados et s'ouvrir à l'extrados , tandis que le joint en D , doit s'ouvrir à l'intrados et se fermer à l'extrados. Gela exige que le point I sommet de l'angle AID se relève, et ce mouvement est impossible, puisque, par l'hypothèse, les points A et D ne peuvent que se rapprocher par la pression du toit. Or , l'angle AID aura toujours son sommet tourné vers l'intérieur de la galerie , quel que soit le point I , si la tangente AT menée au point A de la courbe d'intrados vient passer au-dessous du sommet D de la courbe d'extrados. Si Ton désigne par /'la flèche D'K de la voûte; par e l'épaisseur DD'; par 6 l'angle que la tangente AT forme avec la corde AA% égal à celui que le plan BA de l'assise taillée dans la roche forme avec le plan vertical ; par c la demi-corde AK , on aura : SK = c tang , et le point D sera en dessus du point S , si +/* est plus grand que SK. La condition, pour que la stabilité de la voûte soit arrêtée, sera donc exprimée par la relation :

e-\'f y c tang 9.

Si la courbe AD' A' est un arc de cercle, dont r est le rayon , on a : D'K == /" = r (1 — cos 6) , c »= r sin ô , et la condition précédente devient :

c + r(1-cos 0}> rsin fl tang flou l,>~^ - 1-

Pour un arc en plein cintre , on aurait e = 90° , cos = o et ~

deviendrait infini. Les YOûtes surbaissées sont donc les seules qui conviennent dans les cas que nous venons d*examiner , et ce sont en effet celles donton fait usage. Nous citerons les règles suivies dans les mines de rSrzgebfrge en Saxe , où le muraillement est employé presque partout. Dans le cas où les parois latérales exercent une poussée compa* rable à la pression sur le faite , la flèche de la voûte en arc de cercle est égale à ^ de Touverture (2 pouces 1/3 par aune de 24 pouces) , et répaisseur de la voûte est égale à 12 fois la flèche, 0»,71 (une aune 1/4 de Leipslck) pour 0»y06 de flèche. Quand les parois latérales n^exercent aucune poussée, on doane plus de hauteur à la voûte, et l'on emploie même le plein cintre. L'ouverture de la voûte dépend de la largeur du filon et n'excède généralement pas 1 mètre.

Exécution des galeries muraillées, — Dans un terrain tendre , tel que des argiles, et à une petite profondeur au-dessous de la surface, les galeries muraillées sont le plus souvent excavées en tranchée ouverte. On soutient provisoirement les parois de la tranchée qui sont coupées à pic , à moins que le terrain ne soit trop ébouleux , avec des traverses en bois qui s'appuient par leurs extrémités sur des planches appliquées contre les parois. Quand la tranchée est assez profonde pour que les terres ne puissent pas être lancées sur les bords d'un seul jet de pelle, on établit un ou plusieurs planchers intermédiaires, qui sont supportés par les étais transversaux , et Ton taille en forme de gradins l'extrémité antérieure de la tranchée. On établit d^abord les murs droits de chaque côté de la tranchée , et par dessus on construit à la manière ordinaire une voûte demi-circulaire , sur laquelle on rejette les terres qui ont été retroussées sur les bor.is. Le muraillement est exécuté par les maçons , en même temps que les terrassiers continuent le creusement de la tranchée.

On se contente souvent pour les galeries de ce genre , de murs en pierres sèches , dont les joints sont simplement garnis avec de la mousse , et auxquels on donne de 0>»,50 à 0«,66 d'épaisseur. Ces murs conviennent même mieux que les murs avec mortier et ciment , dans les terrains qui sont perméables aux eaux, et qui n'exercent pas une très-grande poussée , surtout quand on a des matériaux de construction convenables , tels que des pierres de forme assez régulière et à larges assises. Les eaux qui traversent les terres passent entre les pierres et ne dégradent point le mur. Souvent même , la voûte est remplacée par de larges pierres plates , posées sur les deux murs la* téraux.

Quand la poussée du lerrain est considérable , et qu*il est en même temps aquifère, il faut employer un mortier hydraulique pour lier la maçonnerie , et ménager à tra?ers le mur, de distance en distance , des larmiers ou barhacanes , par lesquelles les eaux qui pénètrent le terrain arrivent dans Tintérieur de la galerie. Si le sol de la galerie est dépourvu de consistance, on couvre ce sol avec de forts madriers jointils en bois de chêne , posés transversalement , et sur les extrémités desquels sont posés les murs latéraux, fig, 9, PL XII, Ces madriers forment le lit des eaux qui coulent sur le sol de la galerie , et Ton n*a point à craindre quUls se pourrissent , parce que les bois ainsi tenus constamment sous Teau se conservent indéfiniment. La Biehesse minérale de M. Héron de Tillefosse , contient la description d\iae galerie d'écoulement semblable , exécutée en tranchée ouverte , dans le pays de Tecklenbourg, au milieu d*un terrain mouvant, et à 40 pieds de profondeur au-dessous de la surface du sol ( Richesse minérale , t. II , p. 182 et planche 9 de Tatlas).

Souvent ausM , dans le même cas , on construit au soi de la galerie un radier , ou plutôt une voûte renversée à très-petite flèche , sur laquelle viennent s*appuyer les murs latéraux , /î.^. 12 , PL XF, On fait assez souvent cette voâte sans y employer de mortier , lorsque Ton peut se procurer à peu de frais des pierres faciles à dégrossnr et de dimensions convenables. On procède à sa construction comme dans le cas des galeries exécutées souterrainement, dont nous allons nous occuper.

Dans les galeries exécutées souterrainement , lorsque le terrain ne présente pas de difficultés particulières , le muraillement de la galerie suit ordinairement à une petite distance, le creusement de Texcavation. Le terrain excavé sur les dimensions convenables pour recevoir le revêtement , a d*abord été étayé provisoirement avec des bois , partout où cela a été nécessaire. Si le sol est consistant, on se borne à le creuser à quelques centimètres de profondeur, pour asseoir les fondations des murs latéraux; on élève ceux-ci, soit en pierres sèches , soit en pierres ou briques liées avec un mortier hydraulique. On a soin d'enlever à mesure les étais provisoires en bois, et de ne laisser aucun vide entre le terrain et la maçonnerie. Les étais en bois latéraux , sont coupés par petites portions , à mesure que la maçonnerie s'élève , lorsque la faible consistance du terrain ne permet pas de les enlever en une seule pièce ; on étançonne alors au besoin les parties supérieures de ces étais par des traverses horizontales , et l'on soutient les chapeaux par des poteaux verticaux, placés en' dedans'des murs latéraux. Ceux-ci étant suffisamment élevés, on met en place

les cintres qui doivent servir à la construction de la voûte , et qui sont posés sur des poteaux appliqués contre les parements verticaux intérieurs des murs. Sur les cintres , on pose les planches longitudinales qui supportent les matériaux de la voûte , et Ton exécute celleci , par petites portions successives ; on a soin d*enlever , à mesure que la construction avance , tous les chapeaux ou étais de bois placés au-dessus de la voûte y et de remblayer complètement le vide existant entre Textrados de celle-ci et le terrain , vide qui d'ailleurs est généralement peu considérable , parce que Ton exécute la voûte par petites portions successives.

Beaucoup de terrains qui ne manquent pas de solidité au moment où Ton vient dY pratiquer des excavations, s'altèrent par Tinfluence de Tair humide et finissent par devenir ébouleux au bout d'un temps plus ou moins long. Dans les terrains de ce genre , le revêtement en maçonnerie doit être exécuté tout de suite.

Au contraire , dans d'autres terrains qui sont pénétrés d'eau , la poussée diminue , après que le terrain a été ouvert et asséché par la galerie qu'on y a creusée. Les terrains coulants des environs de Tarnowilz sont dans ce cas : ils se raffermissent par l'écoulement des eaux dont ils sont imbibés. Aussi , dans les mines de ce pays , on a l'habitude de revêtir d'abord les galeries , d'un boisage que Ton remplace par un muraillement , après avoir laissé écouler un temps assez long , insuffisant toutefois pour que le boisage provisoire ait été endommagé ou ait dû être réparé.

Substitution du muraillement au boisage , dans les terrains ébouleux. — Voici comment on exécute le muraillement de la galerie. Les parois et le faîte des galeries étant soutenus par des palplanehes ou pieux que Ton a enfoncés dans le terrain , suivant la méthode applicable aux terrains très-ébouleux , on procède, comme il suit, à la substitution du muraillement au boisage. En supposant que le vide intérieur de la galerie soit suffisant pour contenir Tépaisseur des murs et de la voûte , on détermine d'abord le point où Topération du muraillement sera commencée. On choisit un endroit où le terrain soit un peu plus solide que dans le reste de la galerie, et qui soit situé près de son extrémité la plus avancée. On exécute le muraillement en marchant de ce point vers l'orifice , parce qu'en opérant ainsi , les extrémités antérieures des palplanehes , par lesquelles elles ont pénétré dans le terrain , sont les premières prises et soutenues par le revêtement en maçonnerie , ce qui permet d'enlever les chapeaux des cadres beaucoup plus facilement que si on marchait en sens contraire. A 2 mètres en avant du point que l'on a choisi, on établit en travers de

la galerie un batardeau en terre glaise qui s^élève au-dessus des eaux qui coulent sur le sol; on établit un batardeau semblable, mais un peu moins élevé, à 8 ou 10 mètres de dislance du premier, vers Torifice de la galerie, et Ton fait écouler dans des canaux en planches, posés sur les erétes de ces deux batardeaux , les eaux venant du fond, de manière à ce qu^on n*ait dans Fintervalle où la maçonnerie va être commencée que les suintements du terrain contigu , suintements que Ton tient facilement épuisés avec une petite pompe en bois ou de toute autre manière.

L*emp]acemt étant ainsi préparé , on place des moïses transversales à 0^,50 ou 0«,60 au-dessus du sol de la galerie , entre les montants verticaux de 3 ou 4 cadres consécutifs ; on enlève ensuite la semelle du premier cadre, et Ton bâtit à la place une voûte renversée reposant sur le sol que Ton continue des deux côtés, à partir de Taxe de la galerie jusqu^à la rencontre des montants verticaux des cadres. Ceux-ci sont alors coupés en dessous des moïses horizontales, et la maçonnerie du radier est continuée jusqu'aux palplanches qui garnissent les parois latérales. On termine cette voûte renversée par une assise horizontale sur laquelle poseront les murs latéraux. La maçonnerie a ordinaire» ment 0n»,55 d'épaisseur, et la corde de l'arc de cercle de l'intrados est plus petite d'environ 8 centimètres que la largeur dans œuvre que l'on veutlaisser à la galerie, afin de laisser un cordon ou saillie large de 3 à 4 centimètres à la base des murs verticaux appliqués contre les parois La flèche de la voûte renversée est ordinairement de 1 8 à 20 centimètres ; elle s'exécute, à partir de la clef, à droite et à gauche , avec un patron qui en donne la forme, et que l'on présente fréquemment. On la construit en pierres sèches , choisies avec soin ; lors même que la pression du terrain est considérable, on ne fait point usage de mortier, quand le sol laisse arriver des quantités d'eaux abondantes, parce que le mortier serait enlevé par les eaux qui sourdent en dessous du radier, à mesure qu'on l'appliquerait.

Après l'achèvement du radier , on élève les murs verticaux sur les deux côtés jusqu'à la hauteur des naissances de la voûte. C'estla partie la plus facile du travail. On enlève à mesure les montants verticaux des cadres, par partie que l'on coupe à mesure que les murs s'élèvent ; on arrache les palplanches appliquées contre le terrain autant qu'on le peut ; on procède enfin à la construction de la voûte, qui s'exécute au moyen de cintres portés sur des poteaux verticaux placés en dedans des murs et recouverts par des planches. Cette construction est longue et difficile à cause de l'espace resserré dans lequel il faut travailler, de l'obligation d'enlever les bois supérieurs, et de ne pas laisser de vide au-dessus de la voûte.

Après avoir ainsi complété le murailleTnent sur une longueur de ln,50 à 2 mètres au plus dans les terrains difficiles, on continue de Ta même manière à murailter par portion, en marchant vers le batardeau inférieur, celui qui est le plus près de Torifice de la galerie. On construit alors de nouveaux batardeaux, et on arrive jusqu^à Torifice. Quant au revêtement de la galerie, sur la longueur comprise entre le muraillement déjà exécuté est Textrémité, il s'exécute par portions successives de 0'»,80 à 1>",30 au plus de longueur, à partir delà partie déjà muraillée, en ayant soin de joindre exactement une partie du muraillement à la partie précédente, et de laisser à cet effet des pierres d'attente. On ne décintre les portions successives de voûte que plusieurs jours après leur achèvement. Les murs ont environ 0m,50à0>n,55 d'épaisseur. D'après M. ThUrnagel un lachter courant (2m,08) d'un muraillement complet exécuté dans la galerie dite Friedrichs stoUenort, à Tarnowilz, a exigé :

25,6 journées de maçons,

18,1 journées de manœuvres ou aides,

3,9 klafter de pierres,

4,4 tonnes de chaux,

et occasionné les dépenses suivantes :

ReiohtoUi.

Sil. groi.

Pfeao.

Fr. C.

Main-d'œuvre. .

Matériaux. . .

Ensemble. . . 27 3 3 101 65

(Les dimensions du klafter de pierres et de la tonnedechaoxne sont point indiquées dans le Mémoire de l'auteur, imprimé àamVArchiv fur Bergbau^ etc., vol. IX )

Galerie muraillée sans boisage provisoire , exécutée au mcyen (Tares et ilepalplanchesen fer. - Le&fig. 14, 15, 16, 17, 18, f9 et 20, de la PI. Jlli représentant l'appareil employé pour le creusement et le muraillement immédiat , sans boisage provisoire, d'uoe galerie creusée dans un terrain ébouleux, dans la mine d'alun de Freienwald, sous la direction de M. Schmidt, Bergraeister à Rttdersdorf.

La fabrique d'alun de Freienvrald emploie une pyrite de fer disse* minée en particules invisibles à l'œil dans la masse exploitée, qui est un mélange intime de lignite et d'argile formant une couche assez irrégulière dont le toit et le mur sont des bancs de sable sans cohésion.

tlÉSISTANGE DES MATÉRIAUX. 585

Une i^lerie serrant à la fois à réconlement des eaux et aa transport souterrain suit à peu près la direction de la couche , tout en pénétrant fréquemment , soit dans le toit , soit dans le mur du gite. Cette galerie a dans œuvre 6 pieds de haut et 5 pieds 1/2 de large ( pieds du Rhin ) ; les murs latéraux sont verticaux et supportent une voûte demi-circulaire. Le sol est asseï résistant tant qu^il est sur le sable et qu'il n'y a pas une forte affluence d'eaux ; mais comme il fallait se mettre à Tabri des mouvements qu'auraient pu occasionner des eaux abondantes, et que d'ailleurs le sol de la galerie se trouve sur certains points dans le lignite , il était nécessaire de construire au sol une voûte renversée pour supporter les murs latéraux. La pression n'étant pas très-forte, le revêtement n'a qu'une épaisseur de lOpouces égale à la longueur d'une brique; il est exécuté en briques bien cultes, jointes par un mortier ordinaire. L'appareil en fer soutient les terres sur une longueur d'un lachter (6 pieds 8 pouces) en avant du muraillement, ce qui suffit pour les deux ouvriers qui travaillent alternativement à excaver le terrain et à faire suivre le muraillement. Il consiste en trois arcs en fer fig, 14 et 15, PL XII ^ capables de soutenir le revêtement de la galerie. Ces arcs ont 6 pieds 10 pouces de hauteur , 7 pieds 2 pou ces de large, et sont formés de trois parties, savoir: la pièce du sol et les deux arcs latéraux qui se joignent avec recouvrement au sommet de l'arc supérieur ^ et sont solidement réunis par deux boulons à vis. Le fer a 5 pouces t/2 de hauteur sur 1 pouce de largeur ; à la partie extérieure , les arcs ont un pouce 1/2 de large. Au bas de chaque demi-arc , un tenon d'un demi-pouce de long et d'un pouce de côté entre dans les trous pratiqués dans la pièce du sol , épaisse de 1/2 pouce et large de 5 pouces. A une dislanee de 2 pieds du tenon inférieur, chaque demi-arc est percé d'un trou , dans lequel passe un boulon en fer de 3/4 de pouce dediamètre, destinéà relierentre euxlesSarcscn fer, placésà distances égales le long de la galerie. Les pièces en fer du sol reposent sur des pièces de bois de 4 à 5 pouces d'équarissage, qui sont divisées au milieu, afin qu*on puisse les déplacer plus facilement. Les trois arcs que nous venons de décrire sont à 20 pouces les uns des autres. Us sont garnis sur le contour extérieur de 40 planches («fr^rer^ep/br/i/e) en fer forgé, dont chacunea 7 pieds de long , 4 pouces de large , et de 1/2 à 1/4 de pouce d'épaisseur. Ces planches sont tranchantes à leur extrémité antérieure, percées de deux trous près de cette même extrémité, et de 7 trous près de rextréraité postérieure. Ces trous, qui ont 1 pouce de diamètre, et sont distants de Spouces environ l'un de l'autre, reçoivent les bouts de barres ou leviers en fer dont on se sert pour pousser les plan-

cbesenavant^en les faisantgUsser entre le terrain et les arcs en fer qui les supportent. Les planches les plus épaisses , d*un demi-pouee , sont placées vers le faite, et les plus minces vers le bas. 11 serait même convenable de donner une plus forte épaisseur aux planches du faite , parce qu'elles fléchissent entre les arcs qui les supportent, ce qui rend leur enfoncement dans le terrain plus difficile.

De cette manière , le faite et les parois latérales de la galerie sont soutenus par les planches en fer joinlives , placées derrière les arcs. La face antérieure de Texcavalion est d'ailleurs soutenue de la manière suivante : un fort poteau de bois est placé verticalement au milieu de la galerie , dans le plan de Tare le plus rapproché du front de Texcayation. Ce front est garni de planchettes placées transversalement , juxtaposées , et maintenues en contact avec le terrain par des traverses de bois légèrement inclinées, qui s'appuient contre le poteau vertical dont nous venons de parler, ftg. 14, PL XIL

Pour avancer le travail , on ôte les planchettes qui garnissent le front de la galerie près du faite. On excave sur une profondeur de 10 à 19 pouces , et on avance les planches en fer d'autant , en les faisant glisser au moyen de leviers en fer plantés dans les trous. On maintient l'écartement nécessaire des extrémités antérieures des planches au moyen de coins (pfandkeile) ^ que l'on enfonce comme dans la méthode ordinaire , entre celles-ci et le contour du cadre antérieur. On replace les planchettes au fond de l'entaille que l'on a faite , et l'on passe ensuite à une tranche inférieure. Quand on a ainsi avancé Texcavation de 30 pouces , on enlève l'arc le plus éloigné de l'extrémité de la galerie, et on le replace tout contre le terrain. On réunit de nouveau les trois arcs par les boulons horizontaux , et l'on exécute en arrière, dans l'espace soutenu parles extrémités postérieures des planches en fer, un arceau de 20 pouces de large , qui se lie à la maçonnerie déjà faite. Pour l'exécution du muraillement, on se sert de cintres en fer recouverts par des planches.

Ce mode de creusement n'exige aucun boisage; ce qui constitue un grand avantage sur le mode ordinaire de travail, où presque tout leboisage provisoire estabimé, ou demeure perdu derrière le muraillement, et où l'on doit d'ailleurs donner à l'excavation primitive des dimensions beaucoup plus grandes, à cause des fùrtes dimensions desbois employés. L'appareil entier , composé de 4 arcs en fer dont 1 de réserve , et de 45 planches (ahtreihepfàhle) , pèse 33 quintaux 80 livres.

Galerie sous la Tamise entre RotherhiUe ei ff^apping Le

procédé de creusement dont on a fait usage à la mine de Freienwald est analogue à celui qu'a suivi M. Brunel , pour creuser le grand sou-

terrain entre Wapping et R<Hherhitte , sous la Tamise , et an procédé généralement employé par les mineurs pour Texéeutlon des galeries boisées , dans les terrains sans consistance. Dans Texécution du soa** terrain sous la Tamise , le front de la galerie était soutenu par un large bouclier en fer, dont la surface était divisée en 36 cdmparti« ments fermés par autant de plaques mobiles , susceptibles d'être pous^ sées en avant , tandis que le bouclier restait en plaee. Le bouclier était bordé par un cadre à bords tranchants ^ et on TenfMiçait dans le terrain à Taide de vis de pression. On le poussait en avant de 4 à 5 pouces anglais seulement en une fois^etTon exécutait immédiatement en arrière un anneau de muraillement de largeur égale , qui était construit en briques et en ciment romain.

Creusemenides galeries à grande section, — Les galeries de mines sont toujours excavées en une seule fois sur leurs hauteur et largeur totales. Les galeries à grande section que Ton exécute sur le tracé des grandes routes , des canaux et des chemins de fer , sont au contraire excavées en plusieurs parties qui sont, s*il est néces^ire, muraillées successivement. Dans une roche dure et consistante^ qui n*a pas besoin de revêtement 4 le front de Texcavation est taiHé en gradins droits , de façon à pouvoir occuper un poste d'ouvriers devant chaque gradin. L'excavation voisine de la partie supérieure est ainsi en avant du reste. Cette méthode a le double avantage de rendre le creusement meilleur marché , en dégageant la roche sur la face horizontale supérieure au moyen de l'excavation du faite , et d'accélérer le creusement en occupant à la fois un plus grand>ombre d'ouvriers.

Quand la galerie doit être muraillée, on peut procéder à peu près de la même manière. Ainsi on peut creuser d'abord l'excavation voisine du faite de la galerie sur des dimensions suffisantes pour contenir le muraillement, exécuter le muraillement de cette partie en posant les cintres en bois de la voûte, sur de fortes poutres transversales posées sur le sol de cette première excavation, et qui pénètrent par leurs extrémités dans la roche intacte. La maçonnerie repose elle-même aux naissances, sur de fortes pièces de bois longitudinales posées sur les pièces transversales dont nous venons de parler, /2gr. 11, PL -ï^. Quand le cerveau de Texcs^vation est muraille, on excarve le terrain en dessous des poutres transversales, en ayant soin de soutenir celles-ci, s'il est nécessaire, par des étais provisoires en bois, qui sont de simples poteaux convenablement placés. Le terrain étant enlevé, la maçonnerie qui revêt le faîte de l'excavation repose sur les pièces de bois placées d'abord. On exécute alors le revêtement en maçonnerie de la partie inférieure de l'excavation , qui consiste le plus souvent en une portion de