开放式模型箱一般用于地表或浅表层地下工程的边界条件模拟，矿井、隧道等深层地下工程的地应力会远远超过开放式模型箱的承载能力，为了模拟1~10MPa左右的地应力，一般将模型箱和加载框架采用一体式设计，称为加载框架一体式模型箱。
图为大型深部工程开挖过程三维物理模型试验系统的加载框架一体式模型箱设计图。系统可用于模拟地层压力，实现自重压力、互相垂直的两个水平方向的地层应力三维加载，模拟地下工程施工过程包括巷道、隧道、地铁、硐室、小比例采场等多种工程结构相互影响的力学效应。
主要技术参数：
- 组成：
组合式加载框架构成一体式模型箱，带有框架预应力锁紧系统和框架分离辅助装置。 - 试验空间：500*500*500~2000*2000*2000，可根据用户实际需求设计；
- 面载荷作动器可实现分层与梯级加载；
- 可以实现24小时电液伺服载荷控制；
- 带有长达一年的长时负荷自动保持系统；
- 根据需要可以将面载荷作动器更换为电液伺服动态作动器，实现动态爆破载荷模拟；
- 表面应力施加范围：0.1MPa--10MPa；
- 模型箱形式和尺寸可以根据用户要求设计。