本发明涉及防灾减灾工程仪器技术领域，尤其涉及一种土石坝内部侵蚀机制模拟的物理实验装置，包括箱体，所述箱体呈中空顶部开口的方形结构，所述土石坝物理模型设置于所述箱体的内腔底部中间，所述水压机的输入端通入水池内，其输出端与所述箱体的内腔左端连通，所述箱体的右端端壁设有透明观察口，所述高清相机设置于所述箱体的右侧，其镜头朝向所述观察口，所述箱体的上方设有转动模拟降水器，所述转动模拟降水器通过管道与所述水箱连通，所述管道上设有可调节阀门和流量计；所述砂水收集器与所述箱体内腔底部连通。本发明能够有效解决现有模拟装置适用性单一、监测数据不实时准确、实验后砂水无法进行下一步富水砂层研究等问题。