El objetivo fundamental de esta tesis ha sido la elaboración de un modelo elastoplástico para suelos no saturados. Con este fin se ha recopilado resultados experimentales descritos en diversas referencias y se han realizado ensayos de laboratorio utilizando un equipo triaxial hidráulico automatizado específicamente desarrollado para este caso. Los ensayos se han llevado a cabo con un caolín de baja plasticidad y con una mezcla de este caolín y una arcilla expansiva. Las trayectorias tensionales seguidas han incluido diferentes subtramos en los que se han variado según el caso la tensión esférica la succión y la tensión de corte. Entre los aspectos estudiados en estos ensayos se pueden resaltar la dependencia del estado del suelo con la trayectoria tensional seguida los colapsos e hinchamientos del suelo al variar la succión los estados de sobre consolidación producidos ante incrementos de la tensión esférica y de la succión las leyes mas adecuadas para modelar la variación del volumen especifico y los estados de rotura. A partir del conjunto de resultados experimentales obtenidos se ha elaborado un modelo elastoplástico que reproduce los comportamientos característicos de suelos no saturados. Este modelo consta de tres superficies de fluencia con sus respectivas leyes de fluencia y de rigidización. Aplicando este modelo se han comparado sus predicciones con algunos de los resultados experimentales obtenidos en esta tesis y con otros procedentes de varias referencias habiéndose comprobado una correcta correlación.

Se ha elaborado un modelo general para la consolidación del suelo parcialmente saturado en condiciones unidimensionales. El modelo acopla los cambios de succión con la deformación volumétrica a través del concepto de superficie de estado. Adicionalmente, se ha propuesto una metodología de cálculo para evaluar los cambios de volumen y de presión de aire y de agua en un proceso de carga no drenada. El modelo se ha implementado utilizando la técnica de los elementos finitos y se ha aplicado a diversos casos de interés geotécnico: consolidación en un suelo no saturado, infiltración con hinchamiento o colapso, desarrollo de presión de hinchamiento en condiciones confinadas y construcción capa a capa de obras de tierra. Paralelamente, en el laboratorio se ha desarrollado una célula edométrica para realizar ensayos con succión controlada. Este equipo se ha utilizado para obtener las superficies de estado de un caolín comercial y para comprobar de forma experimental la validez del modelo numérico propuesto. Se ha obtenido un buen ajuste entre las medidas de laboratorio y las predicciones del modelo si se tienen en cuenta las deformaciones debidas a la fluencia del suelo. Este trabajo constituye una aportación en la tarea de desarrollar nuevos métodos de cálculo y técnicas de laboratorio que pueden ser de utilidad en situaciones en las que el flujo acoplado con la deformación en un medio no saturado sea relevante, tal como es el caso de terraplenes, presas de tierra , barreras de residuos, etc.