一种隧道三维应力场模拟装置，包括试验箱、千斤顶和液压加载及控制装置，所述的试验箱置于框状的载荷梁中，试验箱的前方设有前载荷板，试验箱的后壁为后载荷板，前载荷板和后载荷板的四周通过拉杆连接，载荷梁的内侧和前载荷板的内表面均固定有千斤顶；载荷梁的底部设有两根纵向的支撑钢轨，前载荷板和后载荷板底部的滑轮与支撑钢轨配合。该装置更好地模拟盾构及矿山法隧道所处地层的三维围岩地应力场，并实现在三维应力场条件下隧道工程的开挖、支护等施工模拟，研究施工对围岩的扰动影响，分析隧道结构在复杂应力场条件下的受力性态，为隧道的设计和施工提供更加可靠的试验依据，从而更好地保证隧道的安全和经济。