本申請公開了一種相似材料模擬實驗裝置及其實驗方法。其中，該實驗裝置應用于露天礦端幫煤開采領(lǐng)域，該實驗裝置包括：二維三維一體模擬實驗臺架、三維模擬實驗區(qū)四周約束裝置、二維模擬實驗區(qū)四周約束裝置和巷硐施工裝置。通過將二維和三維相似材料模擬實驗臺進行組合，進一步拓寬了相似材料模擬實驗裝置的功能，實現(xiàn)了“一物多用”，不但節(jié)省了設備占用空間和實驗成本，而且提高了工作效率。另外，可以實現(xiàn)二維和三維模型實驗同時進行，不但解決了二維模型實驗無法完全揭示采礦及巖土工程領(lǐng)域三維地質(zhì)體變形破壞的問題，而且彌補了三維模型實驗邊坡巖土體內(nèi)部破壞過程不可視的缺陷，在同等條件下同時進行，實現(xiàn)了兩者的相互補充和驗證。