本发明公开了一种考虑土压力系数的组合荷载模型桩试验系统及测试方法。该系统包括模型桩试验装置、土压力控制装置、激光测量装置以及数据采集处理装置。模型桩试验槽内部设置有土体，槽内壁设置有土压力环形橡胶膜，槽外壁设置有透明扫描孔；所述土压力控制装置连接到土压力橡胶膜；透明扫描孔外设置有激光测量装置；模型桩试验装置、土压力控制装置、激光测量装置均连接到数据采集处理装置。本发明提供的系统能够实现不同土压力系数、不同荷载组合形式下的模型桩极限承载力试验，模拟实际工程中复杂土压力系数作用下的模型桩变形破坏特征，也可以实现群桩作用下试验研究。