摘要：引入梯度功能设计思路，进行功能梯度混凝土管片（functionally gradient concrete segment，简称FGCS）的结构与材料设计。无细观界面过渡区水泥基材料（meso—interfacial transition zone-free cement—based materials，简称MIF）中由于掺入了能显著改善收缩开裂趋势的减缩组分和细微化裂纹的抗裂组分，降低了MIF的收缩值，提高了MIF的抗裂能力，有利于提高MIF的抗渗性能，进而可以提高FGCS的抗渗性能。混凝土两次浇注成型时，采用界面强化工艺——压印工艺，可以提高混凝土功能层之间界面粘结强度10％-35％，产生界面强化效应。采用ANSYS计算的FGCS中界面最大拉应力的计算值远小于界面劈裂抗拉强度试验测试值，FGCS中界面由于收缩引起的应力不会引起FGCS产生相对的滑移而导致开裂。用于武汉长江隧道工程的FGCS的外弧面裂缝宽度〈0．1mm，Cl^-扩散系数为4．9×10^-13m^2／s。

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