本申请提供一种基于光栅光纤监测的软土降水和回灌模型试验装置，包括模型箱、水位控制与监测装置、光纤光栅监测装置。其中，模型箱由若干个分段圆形桶状结构组成，可根据需要自由拼装；水位控制与监测装置可模拟降水和回灌的过程，并实时监测土体内部的水位变化情况；光纤光栅监测装置包括光栅位移传感器、光栅温度传感器、光栅孔压传感器，光栅位移传感器监测土体在水位变化时的位移情况，光栅温度传感器监测温度变化实现温度补偿，光栅孔压传感器监测降水和回灌过程中土体孔压变化。本申请实现了利用光栅光纤技术观测软土在地下水降水和回灌过程中的位移、温度和孔压的变化。