Calculadora de Empuje Pasivo de Rankine sobre un Muro de Contención — Online y Gratis

¿Qué es Empuje Pasivo de Rankine?

El empuje pasivo aparece cuando un muro comprime el suelo que tiene delante, en vez de alejarse de él. En esa condición, el suelo tiene que fallar por corte comprimiéndose, no expandiéndose, y esa diferencia se traduce en una resistencia mucho mayor que la del caso activo.

Matemáticamente, el coeficiente pasivo Kp usa la misma fórmula que el coeficiente activo Ka, pero con el signo del ángulo φ invertido dentro de la expresión, lo que lo convierte en el inverso de Ka (Kp = 1/Ka). ¿Por qué esa diferencia importa tanto en la práctica? Porque mientras el empuje activo es la carga de diseño que un muro debe resistir, el empuje pasivo es una resistencia adicional disponible, pero solo si hay suficiente suelo delante del muro y ese suelo no se va a remover en el futuro, algo que el diseñador debe verificar antes de contar con él.

Por prudencia, muchas normas solo permiten usar una fracción del empuje pasivo total calculado, ya que se necesita cierto desplazamiento del muro para movilizarlo completamente.

Fórmulas utilizadas

Donde φ es el ángulo de fricción interna del suelo (grados), γ es su peso específico (kN/m3), y H es la profundidad de suelo que efectivamente se moviliza en el empuje pasivo (m), casi siempre menor que la altura total del muro. El coeficiente Kp es siempre mayor a 1 para suelos friccionantes. El resultado Pp es la fuerza horizontal total por metro lineal de muro (kN/m), aplicada a H/3 desde la base de esa profundidad movilizada.

Ejemplo resuelto paso a paso

¿Cuándo usar esta calculadora?

Se usa para estimar la resistencia adicional al deslizamiento que aporta una llave de cortante bajo la zapata de un muro de contención, o el suelo delante de un dado de cimentación enterrado. También sirve para verificar la capacidad de anclaje pasivo de tablestacas y muros de contención temporales en excavaciones. ¿Vas a contar con este empuje en tu diseño? Verifica primero que el suelo delante del muro no vaya a excavarse ni removerse durante la vida útil de la estructura, porque sin ese suelo, el empuje pasivo simplemente no existe.

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