本发明公开了一种模拟污染物在土‑膨润土竖向阻隔墙内运移的超重力模型试验装置，包括模型箱系统，渗滤液收集系统，固结补料及监测系统。本发明还公开了一种模拟污染物在土‑膨润土竖向阻隔墙内运移的超重力模型试验装置试验方法。本发明可以实现土‑膨润土竖向阻隔墙超重力模型在100g高g值环境下拥有和模型箱壁优异的密水性，以及与实际工程一致的应力状态。本发明可以模拟多种水头差下污染物在土‑膨润土竖向阻隔墙内的运移情况，从而获得污染物击穿屏障行为及长效阻控机制。