本实用新型公开的一种室内隧道模型试验衬砌支护结构，包括上部衬砌支护、下部衬砌支护、榫卯结构和应力测量装置；所述上部衬砌支护的两端通过榫卯结构与下部衬砌支护的两端连接，使上部衬砌支护和下部衬砌支护形成环形封闭结构，应力测量装置设置在榫卯结构上，用于测量上部衬砌支护和下部衬砌支护连接处的应力状态。能够更好地模拟隧道室内模型试验中，先开挖然后再支护的施工工序，使模型试验结果更为精确，并且衬砌构件及接头结构简单，安装方便，可以根据不同的实际情况调整榫卯结构位置，进行改装。