本实用新型属于冻胀实验设备技术领域，具体的讲涉及一种模拟隧道衬砌内部积水冻胀的实验装置。其实验设备包括整体位于框架内的模拟衬砌和模拟围岩，模拟衬砌内具有容纳积水的槽体，模拟围岩将槽体封闭，模拟围岩与模拟衬砌之间设置间距测量器，用于反映槽体内积水冻胀的膨胀量；槽体底部设置压力传感器，用于反馈槽体内积水冻胀的膨胀力；间距测量器和压力传感器均与数据采集设备电气连接。利用该实验装置的试验方法能够较好的模拟隧道衬砌积水冻胀过程，并且获得实时变化信息，结合处理设备进行数据加工，形成的实验结果对工程质量极具参考价值。