Claro, logo após postar a pergunta, resolvi o problema.
gsettings set org.gnome.desktop.input-sources show-all-sources true
fez o truque.
Estou tentando usar isso para fazer com que o layout de chaves internacionais dos EUA funcione corretamente - a combinação '+ c deve dar um ç ao invés de um ć, e mais importante, combinações não suportadas devem apenas fornecer os dois caracteres em seqüência, por exemplo, '+ t deve produzir simplesmente' t.
O acima funciona na maioria das aplicações, mesmo em tty, mas para alguns, como o Opera e o LibreOffice, a tabela de composição personalizada é completamente ignorada. Eu notei que a variável GTK_IM_MODULE nunca é definida, por algum motivo, mas como os aplicativos GTK funcionam bem, não parece ser o problema.
Existe uma maneira de forçar esses aplicativos a usar a tabela de composição correta?