Materiales compuestos por bentonita son actualmente considerados como uno de los componentes principales del concepto multi-barrera para lograr los niveles adecuados de aislamiento de residuos nucleares en repositorios subterráneos. Las barreras de bentonita cumplen con requisitos fundamentales como: i) un alto potencial de hinchamiento para rellenar cavidades y comprimir las zonas de daño de las excavaciones; y ii) una muy baja conductividad hidráulicas e importantes capacidades de retención que retardan significativamente el transporte de radionucleidos. Numerosos ensayos de laboratorio y experimentos in situ en instalaciones subterráneas han demostrado que el estado inicial (densidad y contenido volumétrico de agua), las condiciones de hidratación y las restricciones de volumen son los factores principales en el comportamiento de las arcillas expansivas. En este contexto, el principal objetivo de esta investigación es la modelación del comportamiento hidromecánico de bentonitas. Para esto, se ha formulado un modelo constitutivo basado en las características de estos materiales. Las arcillas expansivas presentan un claro sistema de doble porosidad en el cual el mecanismo de hinchamiento ocurre en los agregados de arcilla y los fenómenos de colapso provienen de la estructura granular que dichos agregados. Por lo tanto, la consideración explicita de dos niveles estructurales en la formulación constitutiva es necesaria. La interacción mecánica y el intercambio de agua entre los niveles estructurales pueden explicar el comportamiento a corto y largo plazo. Este modelo de doble estructura se formula utilizando conceptos de elasto-plasticidad para materiales de endurecimiento por deformación y plasticidad generalizada. Finalmente se ha implementado en el código de elementos finitos CODE-BRIGHT con el fin de resolver problemas de contorno. Los resultados numéricos han proporcionado información relevante del comportamiento hidromecánico de medios porosos de doble estructura; particularmente la relevancia de las interacciones entre niveles estructurales.