本发明公开了一种模拟桩基抗弯性能的试验装置，包括模型箱、安装在模型箱上方的支架，以及桩基弯矩荷载加载系统，模型箱内盛装有地基土，试验桩插入地基土内；桩基弯矩荷载加载系统包括加载平台、传力杆固定板、传力杆结构和桩顶承台，加载平台连接有先向上延伸然后再水平延伸至传力杆结构上端的钢丝绳，传力杆结构与桩顶承台之间设置有用于在钢丝绳的带动下分别对试验桩一侧施加拉力另一侧施加压力的两个施力杆，两个施力杆的上端均与传力杆结构转动连接，两个施力杆的下端均与所述桩顶承台固定连接。该试验装置可对试验桩施加纯弯矩荷载，可用于研究桩顶纯弯矩作用下的承载特性。