本发明公开了一种模拟冰凌作用下堤防溃决过程的装置，包括双层试验水槽；在上层水槽中部设有试验堤，试验堤将上层水槽分为左右两部分；试验堤左侧上层水槽呈U形，用于模拟U形河道，称之为U形河道槽；U形河道槽依次包括上游河道槽、弧形段槽和下游河道槽三部分，弧形段槽内侧壁为弧形；上游河道槽设有进水口，进水口设有进水阀，下游河道槽设有通向下层水槽出水口,在出水口与弧形段槽之间设有截水装置；试验堤右侧的上层水槽设有通向下层水槽出水口；试验堤左右两侧且位于试验堤附近的上层水槽中设有用于检知流量及水位变化的传感器。本发明还提供了一种模拟冰凌作用下堤防溃决过程的试验方法。本发明具有操作简单、效果显著、效率高的优点。