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引入功能梯度材料设计原理,对盾构隧道衬砌管片进行分层设计,制备出功能梯度混凝土管片.并针对影响混凝土管片性能的关键性指标如抗渗性能、体积稳定性以及力学性能等进行了试验研究.结果表明,混凝土管片保护层材料抗渗性优良,氯离子扩散系数相比普通混凝土管片降低1个数量级;保护层材料与结构层材料体积稳定性良好,且具有较好的体积变形匹配性能;同时保护层及结构层混凝土力学性能均完全满足工程需要,有效保证了混凝土管片的高耐久、长寿命.