1.一种隧道开挖支护模型试验装置，其特征在于：所述隧道开挖支护模型试验装置包括模型台架、加载系统、隧道模型固定装置以及数据采集系统；所述隧道模型固定装置设置在模型台架上；待试验模型设置在隧道模型固定装置中；所述加载系统包括水平加载装置以及竖直加载装置；所述水平加载装置以及竖直加载装置分别设置在模型台架上；所述水平加载装置贯穿隧道模型固定装置后作用于待试验模型上并向待试验模型施加水平荷载；所述竖直加载装置贯穿隧道模型固定装置后作用于待试验模型上并向待试验模型施加竖直荷载；所述数据采集系统用于测量加载系统的位移量及荷载以及用于监测并采集待试验模型的应变数据；所述水平加载装置包括左侧加载装置以及与左侧加载装置对称设置且与水平加载装置的结构完全相同的右侧加载装置；所述左侧加载装置包括侧加载油缸（5）、第一加载体、加载板（6）；所述侧加载油缸（5）通过第一加载体与加载板（6）相连；所述侧加载油缸（5）设置在模型台架上；所述第一加载体贯穿隧道模型固定装置；所述加载板（6）作用于待试验模型上；所述第一加载体是一个或多个，所述第一加载体是多个时，所述加载板（6）的数量与第一加载体的数量相同；所述侧加载油缸（5）分别通过多个第一加载体与加载板（6）相连，多个第一加载体沿竖直方向自上而下依次设置；所述加载板（6）是正四棱台；所述竖直加载装置包括上加载油缸（1）、第二加载体以及加载板（6）；所述上加载油缸（1）通过第二加载体与加载板（6）相连；所述上加载油缸（1）设置在模型台架上；所述第二加载体贯穿隧道模型固定装置；所述加载板（6）作用于待试验模型上；所述第二加载体是一个或多个，所述第二加载体是多个时，所述加载板（6）的数量与第二加载体的数量相同；所述上加载油缸（1）分别通过多个第二加载体与加载板（6）相连，多个第二加载体沿水平方向自左至右依次设置；所述加载板（6）是正四棱台；所述加载系统还包括防干涉导向加载机构；所述防干涉导向加载机构是长方形钢板；所述防干涉导向加载机构设置在待试验模型的顶部两侧；所述水平加载装置的行程终端和/或竖直加载装置的行程终端止靠在防干涉导向加载机构上；所述隧道模型固定装置包括前固定钢板（8）、可拆卸钢板（9）、可拆卸挡板（12）以及有机玻璃窗（13）；所述前固定钢板（8）是多个，多个前固定钢板（8）围成含有中空腔的柱状结构；待试验模型沿柱状结构的轴向设置在由前固定钢板（8）围成的中空腔中；所述可拆卸钢板（9）以及可拆卸挡板（12）分别设置在中空腔的前端以及后端；所述前固定钢板（8）内设置有凹槽；所述数据采集系统置于凹槽内；所述有机玻璃窗（13）镶嵌在前固定钢板（8）上并环绕设置在可拆卸钢板（9）周围；所述水平加载装置贯穿柱状结构后作用于待试验模型上并向待试验模型施加水平荷载；所述竖直加载装置贯穿柱状结构后作用于待试验模型上并向待试验模型施加竖直荷载。
2.根据权利要求1所述的隧道开挖支护模型试验装置，其特征在于：所述第一加载体包括位移传感器（16）、水平千斤顶（20）以及力传感器（17）；所述侧加载油缸（5）通过水平千斤顶（20）与加载板（6）相连；所述位移传感器（16）置于加载板（6）上；所述力传感器（17）置于侧加载油缸（5）和水平千斤顶（20）之间；所述力传感器（17）以及位移传感器（16）分别与数据采集系统相连。
3.根据权利要求2所述的隧道开挖支护模型试验装置，其特征在于：所述第二加载体包括位移传感器（16）、力传感器（17）、重载球头（18）以及上排千斤顶（19）；所述上加载油缸（1）通过重载球头（18）以及上排千斤顶（19）与加载板（6）相连；所述位移传感器（16）设置在加载板（6）上；所述力传感器（17）设置在重载球头（18）和上排千斤顶（19）之间；所述力传感器（17）以及位移传感器（16）分别与数据采集系统相连。
4.根据权利要求3所述的隧道开挖支护模型试验装置，其特征在于：所述数据采集系统包括监测装置以及与监测装置相连的数据分析系统，所述监测装置置于前固定钢板（8）的凹槽内，所述数据分析系统用于测量加载系统的位移量及荷载以及用于通过监测装置监测及采集待试验模型的应变数据；所述监测装置是XTDIC系统；数据分析系统是工业控制计算机。
5.根据权利要求4所述的隧道开挖支护模型试验装置，其特征在于：所述模型台架包括顶部横梁（2）、侧边反力柱（4）以及基座（10）；所述侧边反力柱（4）是两组；两组侧边反力柱（4）对称且固定设置在基座（10）上；所述顶部横梁（2）与基座（10）平行；所述顶部横梁（2）通过固定钢架（3）分别与两组侧边反力柱（4）相连；所述固定钢架（3）是整体呈三角形结构的连接件；所述顶部横梁（2）、侧边反力柱（4）以及基座（10）整体构成龙门架式结构；所述隧道模型固定装置置于基座（10）上；所述水平加载装置设置在侧边反力柱（4）上；所述竖直加载装置设置在顶部横梁（2）上。
6.一种基于如权利要求5所述的隧道开挖支护模型试验装置的试验方法，其特征在于：所述试验方法包括以下步骤：1）准备工作：配制试验相似材料，准备模型制备、填土、夯实工具以及各种传感元件辅助材料，检查试验仪器各部件是否正常；2）在隧道模型固定装置中采用分层摊铺压实法装填试验相似材料形成待试验模型，之后在设计高程部位埋设量监测元件，所述监测元件包括微型土压力盒、位移计以及应变计；3）将步骤2）制备得到的隧道模型固定装置固定在模型台架上；将有机玻璃板嵌入前固定钢板（8）上；4）根据试验要求通过加载系统对待试验模型施加荷载；5）通过数据采集系统，实时监测并采集待试验模型内相似材料及支护结构的位移、施加的荷载以及应力数据，并对试验结果进行分析，获取试验结果后，完成试验。
