本发明公开了一种利用液柱压力施加土层表面均布恒载的试验装置和工作方法，适用于岩土工程中土层表面施加恒载来构建相似重力场的试验使用。包括被测土体固定装置，以及设置在被测土体上的液柱加载系统，液柱加载系统向被测土体长时间施加垂直应力，长时间施加的垂直应力稳定且不会产生任何变化。通过向密封橡胶囊袋注水产生变形，从而向土层施加竖向恒载。通过调节供水箱的液面位置，或者在密闭供水箱中施加额外压力，可以在土层表面施加不同的竖向均布恒载，利用液柱压力施加土层表面均布恒载的试验装置仅需要很少的水量即可提供较大的竖向均布恒载，方便试验操作，而且试验过程简单，易于调整恒载的大小，保证试验过程的操作安全。