寒区隧道温度场Laplace变换解析计算

西部寒区低温环境对已开凿和正开凿的隧道危害很大，研究其隧道温度场的分布对开展防冻害工作起到重要作用。针对这一问题建立分析模型，采用Laplace变换，建立了隧道温度场的解析分析方法；将时间域上的问题转化为Laplace域上的问题，得到Laplace域上的解，再将Laplace域上的解反变换到时间域上。由于时间域上的解进行实际计算较困难，需将Laplace域上的解采用stehfest反演方法进行数值逆变换，得到时间域上的数值解答；通过对stehfest方法进行误差验算，得出当循环级数N=18时，误差达到10-5～10-7，从而说明此方法是可靠的。最后通过对风火山隧道实例验算，得到和实际工程相符的结果，从而为寒区工程设计提供理论依据和计算方法。