本发明公开一种三轴模型试验装置及试验方法，装置包括：用于向模型加载载荷的模型加载反力装置，模型加载反力装置包括分别设置在顶部、底部、前方、后方、左侧和右侧的可拆卸连接的梁结构，每一梁结构设置有一个或多个向模型加载反力装置内部施加载荷且可拆卸的加载装置，在模型与至少一梁结构之间或者在至少一梁结构上设置有开挖窗口装置，开挖窗口装置在预设开挖位置设置有开挖窗口或者可拆卸件。本发明通过设置在梁结构的加载装置向模型三轴方向施加载荷，并留出开挖窗口和可拆卸件，方便进行十字开挖。同时，本发明能进行不同高度十字交叉开挖，实现模拟不同地质条件、不同应力条件、不同高度十字交叉开挖隧道的变形破坏特征和岩层运动规律。