本发明提供了一种载荷试验系统，用于水下复合地基，载荷试验系统包括：起吊装置；沉降装置，与起吊装置连接；测控系统，与沉降装置连接，用于检测并记录沉降装置对水下复合地基的沉降量；处理装置，与测控系统通讯连接，用于对沉降量进行分析处理，并获取实验数据；其中，起吊装置驱动沉降装置置于水下复合地基上，以使得沉降装置对水下复合地基产生沉降量。本发明通过获取沉降量，可应用于水底沉管隧道工程水下地基的载荷试验，得到的桩土荷载分担比、荷载—沉降曲线等关键参数。