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FE Analysis of degradation effect on the wooden foundations in Venice

Ceccato Francesca Simonini Paolo Köppl Christiana Schwieger Helmut F. Tschuchnigg Franz
Articolo Immagine
ISSN:
0557-1405
Rivista:
Rivista Italiana di Geotecnica
Anno:
2014
Numero:
2
Fascicolo:
Rivista Italiana di Geotecnica N. 2/2014

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Modellazione agli elementi finiti dell’effetto del degrado sulle palificate lignee di Venezia
Molti degli edifici storici di Venezia sono fondati su pali lignei, usualmente molto corti (1-3 m) e di piccolo diametro (15-30 cm), infissi a percussione molto vicini fra loro al fine di migliorare le proprietà del superficiale strato di argilla limosa. I pali si trovano costantemente immersi in acqua, ma le condizioni di anossia non impediscono il degrado del legno da parte di batteri anaerobi. Il comportamento meccanico del legno nei secoli è difficile da modellare; in questo studio il degrado del legno nel tempo è modellato in via semplificata e utilizzato in analisi agli elementi finiti finalizzate allo studio del comportamento della palificata nel tempo, tenendo conto anche del creep del terreno. È stato dapprima analizzato il comportamento del palo singolo, come elemento della palificata, e poi il comportamento del gruppo di pali. Infine è stato considerato il caso-studio della chiesa di Santa Maria Maggiore, che mostra un elevato cedimento differenziale lungo la facciata sud.

Many historical buildings of the historic city of Venice (Italy) are founded on wooden piles which are very short and typically driven at very small spacing into the soft silty clay in order to improve the mechanical properties of the ground. Being permanently under the groundwater level does not prevent wood decay, indeed some recent evidences show that anaerobic bacteria can deteriorate the wood even in anoxic conditions. On the basis of some experimental observation of the decay of wood mechanical properties, a simple material model is proposed to describe the evolution of strength and stiffness over centuries in a simplified manner. This material model is then applied in finite element analyses to investigate the effect of such degradation on the overall wooden pile foundation response, accounting also for viscous soil behavior. To achieve this aim, at first the behavior of a single pile is analyzed, and then the model is expanded to a pile group. The numerical approach is finally used to analyze a case history: the wooden pile foundations of the ancient Church of Santa Maria Maggiore, which showed high differential settlements along its external walls. Parole chiave: historical foundation, wooden piles, wood degradation, pile modeling.