Denne masteroppgaven er en eksperimentell studie av en selvkomprimerende konstruksjonsbetong (styrkeklasse B35) med antiutvaskingsegenskaper armert med enten basaltfiber (monofilament) eller stålfiber. Formålet med oppgaven har vært å undersøke fibrenes effekter på blant annet betongens ferskegenskaper, som eksempelvis synk og synkutbredelse, samt mekaniske egenskaper i herdet tilstand, hovedsakelig bøyestrekkfasthet og trykkfasthet. Motivasjonen for oppgaven har vært et ønske om å øke proporsjonalitetsgrensen for undervannsbetongen, altså bøyestrekkfastheten ved riss, samt å gi betongen duktilitet og restfastheter etter riss. Et av hovedkravene ved fremstilling av denne fiberbetongen var å opprettholde en tilfredsstillende lik reologi som referansebetongen. For bruk av fiber i konstruksjonsbetongen i jetpeler vil en slik økning av beskrevne egenskaper kunne resultere i mindre bruk av stagforankring, reduserte pelediametere og/eller redusert peleantall. Dette betyr tidsbesparelse. Basaltfibrenes effekt på bearbeidbarheten (synk og synkutbredelse) var stor allerede ved små fibermengder sammenlignet med stålfiber. For et krav til synkutbredelse på 560 mm var maksimum anvendbare innhold av basaltfiber kun 0,38 vol% (10 kg/m3). Den mest effektive endringen gjort i resepten for å fremskaffe disse verdiene, var å øke innholdet av superplastiserende tilsetningsstoff til maksimalt anbefalt. Matriksvolum og w/c-forhold ble også forsøkt øket, men med liten effekt. Det var i tillegg ønsket å beholde masseforholdet grunnet krav til bestandighetsklasse M45. Stålfibrene ble kun testet med en fibermengde på 0,7 vol% (54,6 kg/m3). Selv uten endring av resepten fra referansebetongen viste dette fiberinnholdet seg å ha liten effekt på synkutbredelsen, med unntak av litt mindre synk på grunn av tendenser til oppbygning av fiberskjelett i midten. Likevel var det god stabilitet i betongen som medførte jevn spredning av stålfiber helt ut til randen. Basaltfibrene viste ingen antydning til positiv effekt på bøyestrekkfasthet og trykkfasthet ved 28 døgn herding. Bøyestrekktesten som ble brukt var i samsvar med NS-EN 14651. Etter riss ga fibrene ingen fastning og fiberbetongen gikk til brudd på samme måte som den uarmerte referansebetongen. Basaltfibrene er derfor uegnet som fiberarmering i denne undervannsbetongen for applikasjon i jetpeler. Stålfibrene økte derimot middelverdien av proporsjonalitetsgrensen for bøyestrekkfasthet fra 4,2 MPa (for referansebetongen) til 5,6 MPa. Stålfibrene ga i tillegg umiddelbar fastning etter første riss og økte restbøyestrekkfastheten opp til ca. 7,8 MPa ved 1 til 1,5 mm rissvidde (CMOD). Betongen viste god duktilitet og stålfibrene tilfredsstilte kravet til minimumsarmering. For dimensjonering ved 0,5 mm rissvidde er den dimensjonerende restbøyestrekkfastheten = 3,6 MPa for stålfiberbetongen. Vurdering av basalt- og stålfibres effekt og mekaniske egenskaper i jetpeler Den stålfiberarmerte undervannsbetongen er en god fiberbetong sammenlignet med en ordinær selvkomprimerende konstruksjonsbetong med samme stålfibervolum og omtrentlig lik trykkfasthet. På grunn av den store mengden sement i betongen er varmeutviklingen ved herding høyere enn normalt. Dette vil resultere i overflateriss grunnet en temperaturgradient gjennom det store peletverrsnittet. Selv om dette normalt er ufarlige riss, som har en tendens til å lukke seg når konstruksjonen kjøles ned, kan de likevel fungere som svake punkt ved mekaniske laster og/eller miljømessige belastninger. Stålfiber ville kunne redusere disse rissviddene, men ikke fjerne de helt.

Thesis (MScEng)--Stellenbosch University, 2013. / ENGLISH ABSTRACT: Natural fibre reinforced concrete (NFRC) is a type of concrete that has become of particular interest in recent years, due to its potential for being used as a sustainable and economically viable building material. Natural fibres are often cheap and widely available in developing nations. Sisal is one such fibre predominantly grown in Brazil and has been identified as having the potential to be commercially cultivated in Southern Africa. The durability of sisal fibres in a cementitious environment tends to be adversely affected due to the high alkalinity of pore water and the presence of calcium hydroxide. This research dealt with the use of sisal fibre reinforced concrete (SFRC) blocks. It focused on the mechanical and volumetric properties of blocks with varying fibre and condensed silica fume content (CSF). Two different SFRC blocks were produced (solid and hollow) using an average fibre length of 10 mm. Two matrix types were used: one using a 70:30 cement:fly-ash ratio and another using a 60:30:10 cement:fly-ash:CSF ratio by weight. Samples of each matrix type were prepared with 0, 0.5 and 1% fibre content by volume. Hollow blocks were tested for compressive strength and capillary water absorption, while solid blocks were tested for compressive strength, flexural strength, capillary water absorption, dimensional stability, drying shrinkage, density, total water absorption and void content. All tests were performed on samples with an age of 28 days. Solid block compressive tests were also performed on samples with an age of 7 days. The hollow blocks had significantly lower average compression strength than the solids, but an increase in fibre content caused a slight increase in strength. For solid blocks, it was found that the addition of natural fibres decreases the strength, although a partial substitution of cement with CSF, in conjunction with fibres, did increase the strength relative to blocks without CSF. The flexure strength was also lowered somewhat by the addition of fibres, but an increase in ductility was noted, although not quantified. The addition of CSF to fibre-containing blocks led to an increase in capillary water absorption, but a decrease in absorption through immersion. This shows that the addition of CSF does significantly alter the pore system of a cementitious matrix reinforced with natural fibres. Also, the dimensional stability increased with the addition of CSF and fibres. The same can be said for drying shrinkage. Even though an increase in fibre and CSF caused samples to shrink more under drying, they were more stable under cycles of wetting and drying. It was concluded that the addition of fibres to a matrix had a detrimental effect on strength, although ductility did increase. The volumetric properties of concrete were also adversely affected by the addition of fibres, although dimensional stability was improved. The partial substitution of cement with CSF did improve many of the mechanical and volumetric properties of samples containing sisal fibre. / AFRIKAANSE OPSOMMING: Natuurlike vesel bewapende beton (NVBB) is ’n tipe beton wat onlangs heelwat belangstelling ontlok het weens die potensiaal om gebruik te word as ‘n volhoubare en ekonomiese haalbare boumateriaal. Natuurlike vesels is dikwels baie goedkoop en wyd beskikbaar in ontwikkelende lande. Sisal is een so ‘n vesel wat verkry word vanaf die blare van ’n garingboom. Die plant word hoofsaaklik in Brasilië verbou en is al uitgewys weens sy potensiaal om op kommersiële skaal in Suidelike Afrika verbou te word. Die duursaamheid van sisal vesels is geneig om nadelig geaffekteer te word in die teenwoordigheid van kalsium hidroksied en ’n hoë-alkali omgewing, soos gevind in die porie-water van beton. Hierdie navorsing handel oor die gebruik van sisal vesel bewapende beton (SVBB) boublokke. Dit fokus op die meganiese- en duursaamheids eienskappe van blokke met verkillende inhoude van vesel en gekondenseerde silika dampe (GSD). Twee verskillende SVBB blokke is geproduseer (solied en hol) deur gebruik te maak van 10 mm vesels. Twee matriks tipes is gebruik: een met ’n 70:30 sement:vliegas verhouding en een met ’n 60:30:10 sement:vliegas:GSD verhouding, volgens gewig. Blokke van elke matriks tipe is geproduseer met 0, 0.5 en 1% vesel inhoud, volgens volume. Hol blokke is getoets vir druksterkte en kapillêre water absorpsie, terwyl soliede blokke getoets is vir druksterkte, buigsterkte, kapillêre water absorpsie, dimensionele stabiliteit, krimp onder uitdroging, digtheid, totale water absorpsie en luginhoud. Alle toetse is gedoen op blokke met ’n ouderdom van 28 dae. Druktoetse is ook gedoen op soliede blokke met ’n ouderdom van 7 dae. Die hol blokke het ’n aansienlike laer gemiddelde druksterkte as die soliede blokke gehad, maar ’n toename in veselinhoud het gelei tot ’n effense verhoging in druksterkte. ’n Toename in veselinhoud van soliede blokke het gelei tot ’n afname in druksterkte, alhoewel ’n gedeeltelike vervanging van sement met GSD gelei het tot ’n hoër druksterkte vir blokke met vesels. Die buigsterkte van soliede blokke het ook afgeneem met ’n verhoging in veselinhoud. ’n Verhoging in duktiliteit is waargeneem met ’n toename in veselinhoud, alhoewel dit nie gekwantifiseer is nie. Die toevoeging van GSD tot blokke bevattende vesels het gelei tot ’n verhoging in kapillêre water absorpsie, maar ’n verlaging in totale water absorpsie. Dit kan daarop wys dat die toevoeging van GSD die poriestelsel van NVBB noemenswaardig verander. Beide die dimensionele stabiliteit en krimp onder uitdroging het toegeneem met die toevoeging van GSD en vesels tot die blokke. Dus, die toevoeging het gelei tot ’n hoër krimpvervorming tydens uitdroging en ’n hoër stabiliteit tydens nat/droog siklusse. Daar is tot die gevolgtrekking gekom dat die toevoeging van sisal vesels tot ’n beton blok oor die algemeen ’n negatiewe effek het op sterkte, alhoewel duktiliteit toeneem. Die volumetriese eienskappe van beton word ook negatief geaffekteer met die toevoeging van sisal vesels, alhoewel dimensionele stabiliteit verbeter. Die gedeeltelike vervanging van sement met GSD lei tot die verbetering van beide meganiese en volumetriese eienskappe van beton blokke wat sisal vesels bevat.

No description available.

Thesis (MScFor (Dept. of Forest and Wood Science)--University of Stellenbosch, 2010. / ENGLISH ABSTRACT: In this study 1345 pieces of 38x114 mm timber sawn from 16-20 year-old Pinus patula trees were obtained from a wide variety of sites along the Mpumalanga escarpment in South Africa. The samples were tested for various mechanical and physical properties. The objectives of this study were (1) to determine the variation in the bending strength, tension strength, and stiffness of the sawn timber, (2) to assess the efficiency of the current visual and mechanical grading rules on this sample, and (3) to evaluate the potential of some indicator properties to be used as structural grading parameters on this resource. A large number of non-destructive measurements were performed on all the samples, including scanning of the boards with a commercial X-ray density scanner, moisture content measurement, growth ring measurements, warp measurement, acoustic frequency measurement and measurement of the stiffness using a mechanical grader. The data from the X-ray density scanner was used to calculate a number of knot-related variables for each board. Visual grading according to the SANS 1783-2 (2005) specifications for structural timber was performed by a certified grader on all the boards. The timber was divided into two groups for destructive testing, one group each for bending and tension tests. Tests were conducted according to the SANS 6122 (1994) method for in-grade testing. Due to the sampling method followed, the destructive tests effectively used a random placement of defects with regard to the load application position. From the destructive tests the modulus of elasticity (MOEedge), bending strength (MOR) and tensile strength were determined. The study showed that the MOEedge of the sawn timber was far below the requirements of the current national standard (SANS 10163-1) for all of the visual and mechanical grades. The mean MOEedge of the visually graded S5 timber was about 30% lower than required. The 5th percentile values for bending strength of all the visual and mechanical grades were above the required values of SANS 10163-1. The 5th percentile values for tensile strength of all the visual and mechanical grades were similar to that required by the SANS 10163-1 standard. Correlations between flatwise measured MOE (MOEflat) and edgewise measured MOE (MOEedge) were smaller than expected, as well as the correlations between both MOEedge and MOEflat with MOR. Dynamic MOE (MOEdyn), calculated from acoustic frequency tests on the timber, was found to be the best single predictor of MOEedge, MOR and tension strength. Multiple regression analysis showed that a combination of MOEdyn, density and knot parameters can be used to improve the predictability of some of the strength and stiffness characteristics of the timber. It is recommended that a comprehensive study on the structural grading of SA Pine be performed which includes (1) an analysis of market requirements in terms of strength and stiffness properties of timber, (2) in-grade testing of a representative sample of structural timber in South Africa, and (3) a review of the standards used in South Africa to regulate the structural grading of timber. / AFRIKAANSE OPSOMMING: In hierdie studie is 1345 stukke 38x114 mm 16-20 jaar-oue Pinus patula planke, afkomstig van ‘n wye verskydenheid groeiplekke teen die Mpumalanga platorand in Suid Afrika, gebruik. Die planke is getoets vir verskeie meganiese sowel as fisiese eienskappe. Die doelwitte van hierdie studie was om (1) die variasie in buigsterkte, treksterkte en styfheid van die gesaagde planke te bepaal, (2) die effektiwiteit van die huidige visuele -en meganiese graderingsreëls op hierdie monster planke vas te stel, en (3) die potensiaal te evalueer van sommige eienskappe wat gebruik kan word as strukturele graderingsparameters. ‘n Groot hoeveelheid nie-destruktiewe toetse is op alle planke uitgevoer, wat ingesluit het skandering van planke met ‘n kommersiële X-straaldigt-heidskandeerder, metings van voginhoud, groeiringwydtes, deformasie, akoestiese frekwensie en die bepaling van styfheid met behulp van ‘n meganiese gradeerder. Die data van die X-straalskandeerder is gebruik om ‘n aantal kwasverwante veranderlikes vir elke plank te bereken. Visuele gradering is op alle planke uitgevoer ooreenkomstig met die SANS 1783-2 (2005) spesifikasies vir strukturele hout deur ‘n gesertifiseerde gradeerder. Die hout is in twee groepe opgedeel vir destruktiewe toetse, een vir buigtoetse en een vir trektoetse, ooreenkomstig met die SANS 6122 (1994) metode vir binnegraadse toetse. As gevolg van die monsternemingsmetodiek wat gevolg is, is daar effektief gebruik gemaak van ‘n lukrake plasing van defekte met betrekking tot die las-aanwendingsposisie. Die modulus van elastisiteit (MOEedge), buigsterkte (MOR) en treksterkte is deur middel van destruktiewe toetsresultate bepaal. Die studie het aangetoon dat die MOEedge van gesaagde hout aansienlik minder as die vereiste van die huidige nasionale standaard (SANS 10163-1) is vir al die visuele en meganiese grade. Die gemiddelde MOEedge van die visueel-gegradeerde S5 planke was omtrent 30% laer as vereis. Die 5de persentiel waardes vir buigsterkte van alle visuele en meganiese grade was hoër as die vereiste waardes soos voorgeskryf deur SANS 10163-1. Die 5de persentiel waardes vir treksterkte van alle visuele en meganiese grade was gelykstaande aan wat vereis word deur SANS 10163-1. Korrelasies tussen MOE, gemeet op die wydte sy (MOEflat), en MOE, gemeet op die diktesy (MOEedge), asook die korrelasies van beide MOEedge en MOEflat met MOR van die planke was laer as verwag. Dinamiese MOE (MOEdyn), wat bereken was vanaf die akoestiese frekwensie resultate, is vasgestel as die beste enkele indikator van MOEedge, MOR en treksterkte. Meervuldige regressie analise het aangetoon dat ‘n kombinasie van MOEdyn, digtheid en kwasparameters gebruik kan word om die voorspelbaarheid van sommige van die sterkte- en styfheids eienskappe van die hout te verbeter. Daar word aanbeveel dat ‘n omvattende studie gedoen word op die strukturele gradering van SA Dennehout, wat insluit (1) ‘n analise van die markbehoeftes in terme van die sterkte- en styfheids eienskappe van hout, (2) binnegraadse toetsing van ‘n verteenwoordigende monster strukturele hout in Suid Afrika, en (3) die hersiening van standaarde in gebruik in Suid Afrika om die strukturele gradering van hout te reguleer.

No description available.

Tato disertační práce se zaměřuje na studium závislosti mezi reakčním momentem ložiska mazaného plastickým mazivem s lithným mýdlem a vlastnostmi maziva, jako například tloušťka vytvářeného mazacího filmu, jeho reologie, struktura zpevňovadla, trakční vlastnosti či vliv topografie povrchu. Typ maziva poskytujícího nižší odpor závisí na podmínkách provozu ložiska, zejména rychlosti. Chování mazacího filmu za nízkých rychlostí má vliv na reakční moment ložiska v nízkých rychlostech. Mez toku a trakční chování koreluje s momentem ložiska za vysokých rychlostí. Schopnost zpevňovadla vstupovat do kontaktu má vliv na tloušťku filmu, vzhled kavitační oblasti na výstupu kontaktu a chování hladovění. Důvod vstupu zpevňovadla do kontaktu je jeho chemická struktura. Vysoká polárnost hydroxylových sloučenin zpevňovadla podporuje jeho vtažení kontaktními povrchy. Mazivo s nejvyšší polaritou prokázalo na površích obsahujících denty nejčastější vstup do prostoru dentů. Na základě předchozích pozorování je navržen popis principu mechanismu mazání.

Předkládaná dizertační práce se zabývá stanovením hlavních členů Williamsova asymptotického rozvoje popisujícího rovinné elektro-elastické pole v okolí piezoelektrických bi-materiálových vrubů a trhlin na rozhraní za použití rozšířeného Lechnického-Eshelbyho-Strohova formalismu v návaznosti na čistě anizotropní pružnost. Je ukázáno, že rozšířený Lechnického-Eshelbyho-Strohův formalismus představuje spolu s moderními programovacími koncepty v jazyku Python efektivní a také praktický nástroj pro lomovou analýzu piezoelektrických bi-materiálů. Teoretická část práce popisuje aspekty anizotropní pružnosti a její návaznost na piezoelektrické materiály. Základní rovnice zaměřené na speciální typy monoklinických materiálů, které umožňují oddělení rovinného a anti-rovinného problému, jsou vyjádřeny pomocí komplexních potenciálů. V praktické části práce je sestaven problém vlastního hodnot pro bi-materiálový vrub, na jehož základě jsou stanoveny exponenty singularity a pomocí dvoustavového -integrálu také zobecněné faktory intenzity napětí. Veškeré vztahy a numerické procedury jsou následně rozšířeny na problém piezoelektrických bi-materiálových vrubů a podrobně prozkoumány v uvedených příkladech. Zvláštní pozornost je věnována přechodu asymptotického řešení téměř zavřených vrubů a trhlin na rozhraní. Vliv směru polarizace na asymptotické řešení je také zkoumán. Přesnost stanovení zobecněných faktorů intenzity napětí je testována srovnáním asymptotického řešení a řešení získaného pomocí metody konečných prvků s velmi jemnou sítí konečných prvků. Na závěr je formalismus modifikován pro nepiezoelektrické materiály.

Tato práce se zabývá výpočtovými simulacemi zkoušek jednoosým tahem a tříbodovým ohybem kompozitního vzorku složeného z elastomerové matrice a ocelových výztužných vláken orientovaných pod různými úhly, jakož i jejich experimentální verifikací. Simulace byly provedeny pomocí dvou různých modelů - bimateriálového a unimateriálového výpočtového modelu. Při použití bimateriálového modelu, který detailně zohledňuje strukturu kompozitu, tzn. pracuje s matricí a jednotlivými vlákny, je zapotřebí vytvořit model každého vlákna obsaženého v kompozitu, což přináší řadu nevýhod (pracná tvorba výpočtového modelu, řádově větší množství elementů potřebných k diskretizaci v MKP systémech a delší výpočetní časy). Na druhé straně v unimateriálovém modelu se nerozlišují jednotlivá vlákna, pracuje se pouze s kompozitem jako celkem tvořeným homogenním materiálem a výztužný účinek vláken je zahrnut v měrné deformační energii. Porovnání experimentů se simulacemi ukázalo, že bimateriálový model je v dobré shodě s experimenty, na rozdíl od unimateriálového modelu, který je schopen poskytnou odpovídající výsledky pouze v případě tahového namáhání. Z tohoto důvodu byl hledán způsob, který by umožnil rozšířit unimateriálový model o ohybovou tuhost výztužných vláken. V roce 2007 Spencer a Soldatos publikovali rozšířený unimateriálový model, který je schopen pracovat nejen s tahovou, ale i ohybovou tuhostí vlákna. Představený obecný model je však založen na Cosseratově teorii kontinua a jeho praktické využití je pro jeho složitost nemožné. Proto byl vytvořen zjednodušený model (částečně podle Spencera a Soldatose) s vlastní navrženou formou měrné deformační energie. Za účelem ověření nového unimateriálového modelu s ohybovou tuhostí vláken byly odvozeny všechny potřebné rovnice a byl napsán vlastní konečno-prvkový řešič. Tento řešič je založen na Cosseratově teorii kontinua a obsahuje zmíněný anizotropní hyperelastický unimateriálový model zahrnující ohybovou tuhost vláken. Vzhledem k tomu, že v případě Cosseratovy teorie jsou při výpočtu potřebné i druhé derivace posuvů, bylo nutné použít tzv. C1 prvky, které mají spojité jak pole posuvů, tak jejich prvních derivací. Nakonec byly provedeny nové simulace s využitím vlastního řešiče, které ukazují, že tuhost vláken lze u nového unimateriálového modelu řídit odpovídající materiálovou konstantou. V závěru práce je pak diskutováno, zda je nový unimateriálový model s ohybovou tuhostí schopen poskytnout stejné výsledky jako model bimateriálový, a to jak při tahovém tak i ohybovém namáhání kompozitního vzorku.

Memoria para optar al Título Profesional de Ingeniero Agrónomo / A partir de los documentos revisados para la elaboración de la presente monografía es posible señalar que la poda mecánica de vides surge hace más de 60 años, con el fin de reducir los costos de producción y aumentar la rentabilidad de viñedos. Si bien la poda mecánica permite podar vides a menor costo que la poda manual tradicional, lo hace en forma menos precisa. Esto se traduce en un aumento del número de yemas retenidas por planta, lo que activa una serie de respuestas fisiológicas que, de no ser abordadas, pueden complicar el manejo del viñedo y perjudicar la calidad de la uva y del vino. En la actualidad existen diversas experiencias que validan la correcta adecuación a la poda mecánica bajo ciertas condiciones agroecológicas. Sin embargo, la complejidad del análisis ha conducido a generar una resistencia a su implementación, siendo posible encontrar muchos casos donde, a pesar de las presiones económicas, la poda mecánica es aun parcial o definitivamente no se aplica. La recopilación de antecedentes realizada indica que entender el comportamiento de la vid y los factores que interactúan al imponer algún tipo de poda mecánica es clave para lograr una adecuada adaptación a dicho sistema y de ese modo rentabilizar la producción de uva para elaboración de vino.

Esta Tesis presenta los resultados de la investigación desarrollada en el marco del proyecto Temperature Buffer Test (TBT). El objetivo general de este proyecto es investigar el desempeño de la bentonita usada en barreras de ingeniería bajo la acción de las altas temperaturas que se esperan alrededor de los contenedores con residuos vitrificados. Dentro del proyecto, se ha implementado un ensayo de campo a escala real que simula el almacenamiento de residuos radioactivos de alta actividad. Adicionalmente, se realizaron experimentos en laboratorio para evaluar la respuesta de la bentonita usada en el proyecto bajo diferentes acciones externas.Las formulaciones que se usan para analizar el comportamiento de barreras de ingeniería de arcillas se escriben en términos de las variables de estado usando relaciones constitutivas. Entre esas leyes la curva de retención define la relación constitutiva entre la cantidad de agua en el suelo y su nivel de energía. Tradicionalmente, la influencia de variables externas como la temperatura y la fábrica del suelo sobre la capacidad de retención de agua del suelo se analiza utilizando conceptos derivados del modelo capilar. Sin embargo, estos análisis sistemáticamente fallaron para explicar las observaciones experimentales. En esta Tesis, se han evaluado los datos experimentales obtenidos en muestras de bentonita ensayadas a diferentes temperaturas y densidades usando una aproximación derivada a partir de conceptos de termodinámica de adsorción. Esta aproximación también define una herramienta para introducir en una manera simple el efecto de temperatura y densidad de la muestra en las simulaciones numéricas.En general se supone que la interacción entre la esmectita, que es el principal mineral de la bentonita, y el agua cambia las propiedades del agua retenida en el suelo. En particular, experimentos a nivel mineralógico así como los datos obtenidos en muestras compactadas de arcilla expansiva sugieren valores de la densidad del agua mayores que 1.0 Mg/m3 (es decir, la densidad del agua libre). Desde un punto de vista práctico, este efecto se traduce en valores calculados del grado de saturación mayor que uno para valores bajos de succión. Este aspecto es importante cuando se realizan análisis numéricos, debido a que las ecuaciones de balance se basan en el grado de saturación como la principal variable para indicar el contenido de agua en el medio poroso. En esta Tesis se ha desarrollado una metodología que define la densidad del agua como una función de la energía del agua en los poros del suelo. Este método fue usado para analizar datos publicados de la capacidad de retención de agua de muestras compactadas de diferentes bentonitas.El análisis de la respuesta mecánica de arcillas expansivas bajo acciones externas como aquellas típicamente encontradas en barreras de ingeniería es una tarea compleja. Los modelos constitutivos usados en los cálculos numéricos deben ser capaces de simular los principales aspectos de la respuesta material. En esta Tesis se han adoptado modelos previamente desarrollados para simular el comportamiento de muestras compactadas de arcilla expansiva. Los parámetros de estos modelos se calibraron usando datos experimentales que corresponden a muestras compactadas de bentonita MX-80, el material adoptado como referencia en el proyecto TBT.Los conceptos desarrollados en esta Tesis se incorporaron en un código numérico capaz de resolver problemas acoplados en medios porosos deformables. Este código fue aplicado tanto para el análisis de un ensayo de maqueta como para la simulación del ensayo in situ, ambos desarrollados en el marco del proyecto TBT. Las simulaciones numéricas demostraron las capacidades del código para capturar la tendencia general de los datos experimentales. Además, el análisis de los resultados numéricos puso de manifiesto los diferentes fenómenos que tienen lugar en los procesos acoplados así como los mecanismos de interacción entre ellos. / This Thesis presents the results of the research carried out in the framework of the Temperature Buffer Test (TBT) project. The overall objective of this project is to investigate how well the bentonite used in engineered barriers can endure the high temperatures expected to be found around vitrified waste canisters. Within the project, a full-scale field test that simulates the deposition of high level radioactive waste has been implemented. Additionally, laboratory experiments were carried out to evaluate the response of the bentonite used in the project under different external actions.Coupled formulations used to analyse the behaviour of an engineered clay barrier are written in terms of the state variables by using constitutive relations. Among these laws the soil water retention curve (SWRC) defines the constitutive relationship between the amount of water in the soil and its energy status. Traditionally, the influence of external variables like temperature and soil fabric on the water retention capacity of soils has been analysed using concepts derived from the capillary model. However, theses analyses systematically failed to explain the experimental observations. In this Thesis, experimental data obtained on bentonite samples tested at different temperatures and densities were evaluated using an approach derived from concepts of thermodynamic of adsorption. This approach also gives a tool to introduce in a simple way the effect of temperature and sample porosity in numerical simulations.It is generally accepted that the interaction between smectite, which is the main mineral of bentonite, and water changes the properties of the water retained in the soil. In particular, values of the water density higher than 1.0 Mg/m3 (i.e. the density of the free water) have been suggested by experiments at mineralogical level as well as by data obtained on compacted samples of expansive clays. From a practical point of view this effect traduces in values of degree of saturation higher than one at lower values of suction. This is important when a numerical analysis is being performed, as balance equations are based on the degree of saturation as the main variable to indicate the water content within the porous medium. In this Thesis a methodology that defines the water density as a function of the energy of the water within the soil pores was developed. This method was applied to analyse published data about the water retention capacity for compacted samples of different bentonites.The analysis of the mechanical response of expansive clays under external actions as those typically found in engineered barriers is a complex task. Constitutive models used in numerical calculations have to be able to simulate the main aspects of the material response. Models previously developed to simulate the behaviour of compacted samples made up of expansive clay were adopted in this Thesis. Parameters in these models were calibrated using experimental data corresponding to compacted samples of MX-80 bentonite, the material adopted as reference in the TBT project.Concepts developed in the Thesis were included in a numerical code able to solve coupled problems in deformable porous media. This code was then applied to the analysis of a mock-up experiment and to the simulation of the in situ test carried out within the framework of the TBT project. Theses numerical simulations showed the capabilities of the code to capture the general tendency of the experimental data. Additionally, the analysis of numerical results enhanced the understanding of the different phenomena that take place in coupled processes as well as the interaction mechanisms between them.