本发明公开了一种大尺寸模型试验土体分层振实制备方法，包括以下步骤：填土方案确定，土体填筑前处理，分块取土、放土，整体铺平，整体振实，振实质量检测，埋放试验仪器和装置，铺设标识层，使用CPT或其他原位测试仪器测试土体性质，并可以根据需要对模型土进行饱和。本发明推荐了采用抽真空降低含水量、适当风干晾晒和其他方法及其组合降低粉土、粉砂土的含水量，节省了采用烘干等方法的人工和费用。填土步骤合理简单，能够较准确控制模型土的填筑质量和均匀性，适合对模型土要求较高的模型试验。根据试验需要在填土层中铺设标识层，能够通过试验后开挖或侧壁透明观察窗直接观察土体的变形情况。