本实用新型公开了一种寒冷地长大隧道模型实验系统，属于隧道模型试验技术领域，其包括：模型箱主体、冷凝系统以及数据采集系统；模型箱主体包括壳体以及保温隔层；壳体的两端设有与隧道模型的端部形状相匹配的开口，壳体四周的周壁设有保温隔层；模型箱主体沿轴向依次包括前侧洞口区、洞身区以及后侧洞口区；冷凝系统分别与各区域连接，用于调节各区域两侧及顶部的温度；数据采集系统分别与各区域内的土体连接，用于采集各区域内土体的温度及位移数据。本实用新型能够模拟隧道不同区段温度的变化，从而得出不同温度下各区段内土体的位移数据，模拟得到的数据更趋近于真实值，提高了试验的精确性。