本发明属于岩土工程模型试验技术领域，涉及一种大尺寸隧道模型试验复合支护的施作及承载特征分析方法。所述施作方法包括以下步骤：S1)制作预制试块及测定锚杆基本参数；所述具体参数为锚杆的极限抗拉强度和弹性模量；S2)填筑围岩相似材料；S3)埋设锚杆；S4)制作喷层；S5)制作二次衬砌。本发明通过该施作方法能较简便的制作复合支护结构且支护结构成型后质量较好，并能尽量的还原工程中喷层与二次衬砌的施作方式，从而较好地对实际工程现象进行再现。通过该承载能力分析方法，可较便捷的了解各支护结构极限承载力，并明晰支护结构各自发挥的承载作用，便于对各支护结构承载特征进行更深入的研究。