实践证明，地下空间的合理开发利用对于城市经济社会发展起着巨大的推动作用：一是能缓解土地供需矛盾。地下空间的开发利用减小了城市的用地面积，把城市平面外向扩展变成城市立体发展，实现了土地多重使用。二是优化了城市环境。地下空间开发利用能减小对城市周围环境的破坏且为城市提供更多的绿化空间，有效地改善生存环境。三是改善城市交通状况。开发地下空间能够有效地疏散人流和车流，缓和地面交通，使城市地面交通要道不致堵塞，地下车库能够有效改善路面状况、加快车流速度。四是丰富了城市生活层次，创造城市商业活力。地铁等交通沿线物业的发展，能形成新的商机。五是能促进人防和防灾、避灾工作。开发利用地下空间能充分挖掘各类地下建(构)物及地下空间的防护潜能，将战争防御与提高和平时期城市抵御自然灾害的综合防灾抗毁能力相结合。
随着我国城市建设的快速发展，地下结构工程愈来愈多，例如特大型桥梁基础、地下铁道、地下车库、地下商场以及高层建筑的多层地下室等的日益增多，因而开发和利用地下空间的要求日显重要，各类基坑工程建设在规模和数量上都得到了迅猛发展。为了满足地下空间开发利用以及高层建筑抗震和抗风等结构要求，基坑的开挖深度从数米增大到数十米。同时各种公路隧道、铁路隧道、地铁隧道，地下商场等地下空间结构也在不断的增多，其深度和广度都逐渐的增加。
与此同时，地下空间结构的工程事故频繁发生，造成了重大的人员伤亡和财产损失，地下空间的安全问题引起了人们的密切关注。如深基坑开挖工程往往处于建筑密集区域，基坑开挖引起的土体变形对周围建筑物和地下管线等工程设施造成不同程度的损伤，降雨、地面堆载、地下管线渗漏和工程施工等因素对基坑工程的稳定性造成不同程度的影响等。如，施工或设计不合理，监测信息的反馈滞后于施工的进度，也是造成地下空间结构的破坏。源于不同的原因地下空间结构的工程事故时有发生[1]。
2005年7月21日，海珠广场工程发生基坑坍塌重大安全事故，造成3人死亡、8人受伤及大量财产损失，见图1.1。经初步判断，工程事故分析专家组认为，造成基坑坍塌的原因是由于施工单位未按照施工工序施工，才造成了这次的事故[2]。
 图1.1.1 广州海珠城广场坍塌事故现场
2008年11月15日，杭州萧山区萧山风情大道地铁一号线出口附近发生大面积地面塌陷，造成多人死亡，大量工人受伤，见图1.2。调查组的人士认为，本次事故一个最主要的直接原因是钢支层助力器没有加够，使得防护墙的承受力不够[3]。
 
图1.1.2 杭州地铁坑塌陷破坏现场
2010年3月19日16时许，由中铁十二局施工的集包线新旗下营隧道发生塌方事故，见图1.3。调查组人员认为，隧道塌方的原因是由于施工单位一追求进度，忽略工程质量，在进入下一阶段施工过程中，没有规范的监测手段保证施工额安全进行，才造成了这次的事故。
 
图1.1.3 内蒙古卓资山隧道塌方
在地下空间结构的施工过程中，对基坑工程，围护结构、基坑周围土体和相邻建筑物、地下管线以及隧道的支护，管片，周围土体等进行全面、系统的实时和在线监测，预测和评估地下空间机构的安全性和对周围环境的影响，并将监测结果及时反馈，对可能出现的险情和事故进行预警，以便及时采取相应的趋利避害处理措施，同时为调整设计参数和施工方案提供科学依据，做到信息化动态施工，已经成为工程发展的迫切要求。此外，随着人们对工程施工过程和长期监测的重要性认识不断深入，以及国家和地方相关工程安全法规的实施，地下空间结构监测得到了迅速发展，成为岩土工程的一个重要研究课题。 MATLAB超长光纤光栅沉降管挠度计算算法研究(3):http://www.751com.cn/gongcheng/lunwen_8931.html