本发明公开了一种考虑平面应变状态下实现复合地层圆形隧道的相似模拟实验系统及使用方法，包括四套相互独立的加载系统、四套可拆卸挡板、两块盖板、支撑架、支撑铰接及第一液压千斤顶，四套可拆卸挡板和两块盖板围合形成一个内部为空腔的长方体；底部的可拆卸挡板位于支撑架上，四套相互独立的加载系统分别位于四套可拆卸挡板外侧，并能够给可拆卸挡板施加压力；底部的可拆卸挡板的一端通过支撑铰接与其对应的加载系统的一端连接，另一端通过第一液压千斤顶与其对应的加载系统的另一端连接。本发明将模型制作及加载装置相结合，可实现不同倾角及不同厚度岩层的浇筑，同时通过调整岩层的凝固时间达到控制岩层层间强度的目的。