本实用新型公开了一种填方工程原始沟谷地基沉降测量用刚性沟谷地基模型箱，包括试验箱、设置在试验箱底部的刚性沟谷地基模拟体和设置在所述刚性沟谷地基模拟体上部的填土，所述刚性沟谷地基模拟体为预制混凝土刚性沟谷地基模拟体，所述重塑填土中自下而上分层设置有沉降监测机构，所述沉降监测机构包括多个沉降监测传感器。本实用新型通过设置预制混凝土刚性沟谷地基模拟体模拟实际填方工程原始沟谷地基，利用刚性沟谷地基模型箱模拟填方工程原始沟谷地基不沉降的状态，结合实际测量的后期填方体在其自重作用下的沉降与原始沟谷地基在上覆填方体荷载作用下的附加沉降之和，确定原始沟谷地基自沉降，有效将填方体和原始沟谷地基的沉降分开、剥离。