Modelo de equilibrio límite que predice presiones laterales de tierras sobre estructuras de contención representando el relleno como un cuña de falla plana empujada contra un muro rígido; la geometría de la cuña se determina por la fricción interna del suelo, cohesión, fricción muro‑suelo y las inclinaciones del muro y del relleno; la fuerza lateral activa o pasiva se obtiene equilibrando la cuña sobre un plano de falla de prueba y seleccionando el plano que extremiza la resultante. Supuestos: muro rígido, superficie de falla plana, suelo homogéneo, condiciones estáticas y deformación del muro despreciable.

Principio

La presión lateral surge del equilibrio de una cuña de falla potencial: la magnitud y la línea de acción de la resultante lateral dependen de los parámetros de resistencia del suelo (φ, c), la fricción muro‑suelo δ, la pendiente del relleno y la inclinación del muro; el valor gobernante (activo o pasivo) se halla optimizando sobre los ángulos posibles de la cuña.

Demostración

Escenario ilustrativo: para un muro vertical rugoso de altura H que retiene un relleno sin cohesión con ángulo φ y fricción muro δ, el ingeniero construye la geometría de la cuña de Coulomb, formula el equilibrio de fuerzas y momentos sobre un plano de prueba, varía el ángulo para encontrar la resultante activa mínima y luego calcula la fuerza lateral activa total y su punto de aplicación para dimensionar el muro frente al vuelco y deslizamiento.

Aplicación incorrecta

Usar la solución de cuña plana de Coulomb para muros flexibles que deforman, rellenos fuertemente estratificados o cuando la superficie de falla es curva supone la universalidad del modelo; el error semántico es confundir la idealización de cuña rígida y plana con mecanismos de falla más complejos.

Consecuencia

Dentro de sus supuestos, la teoría de Coulomb proporciona estimaciones cerradas de fuerzas laterales activas y pasivas y sus brazos de palanca, datos fundamentales para el dimensionado de muros de contención; su mal uso puede desplazar cargas de diseño y provocar insuficiente capacidad frente a deslizamiento, vuelco o fallo de apoyo.

Inversión

Cuando la flexibilidad del muro, las superficies de falla no planas, la estratificación del terreno, las fuerzas inerciales sísmicas o los cambios temporales de presión de poros dominan el comportamiento, el modelo plano de Coulomb es inadecuado —se requieren métodos numéricos o teorías específicas sísmicas.

Límite

Claramente dentro: muro rígido relativamente invariable con relleno homogéneo donde una cuña plana es plausible. Caso límite: muro ligeramente flexible o presencia de capas débiles — Coulomb da cargas indicativas pero necesita verificación. Claramente fuera: muros flexibles con grandes rotaciones, mecanismos no planos o suelos con efectos transitorios de presión de poros.

Tensión semántica

Simplicidad del equilibrio límite con cuña plana y expresiones cerradas frente a la necesidad de modelar deformabilidad del muro, estratificación y efectos dinámicos para obtener predicciones precisas; el ingeniero debe equilibrar conveniencia analítica y fidelidad al mecanismo real.

Síntesis

Coulomb reduce la presión de tierras al equilibrio mecánico de una cuña incluyendo fricción muro‑suelo y geometría —muy útil para muchos diseños de contención, pero es una idealización: comprobar rigidez de muro y condiciones del terreno y emplear análisis más sofisticados cuando las hipótesis fallen.