本发明公开了一种多功能循环施加吸力的非饱和土三轴试验装置及其方法，涉及土工试验领域。本试验装置是对现有的《饱和土三轴试验设备》的改进，保留其中的围压单元、轴力施加单元和轴向位移测量单元，设置了吸力施加单元、温度控制单元、双压力室、差压传感器、参照管和数据采集单元。本试验方法是：先将饱和的重塑土样或原状土样置于三轴压力室中，在压力室中施加吸力，使其进入非饱和阶段；然后施加围压对非饱和土进行剪切试验，得到不同吸力和不同围压下的变形曲线及其强度参数。本发明适用于非饱和土不同温度下的脱吸湿、固结、不排水剪切和排水剪切试验，而且可以实现不同水力路径下的强度试验。