本发明公开了一种可测量基质吸力的非饱和土湿陷真三轴仪及试验方法，包括固定在主机底座上面的主机支架，主机底座上面安装有轴向调节活塞，轴向调节活塞的上面安装有轴向液压缸，轴向液压缸内设置有轴向压力活塞，轴向压力活塞的上面固定有压力室，压力室内部开设有试样腔，压力室底座的内部设置有分别与试样腔连通的下进水管和下排水管，试样帽上设置有上浸水管和上进气管，上浸水管连接有GDS压力/体积控制器，压力室侧壁内设置有四个空腔，每个空腔内都设置有柔性液压囊，每个柔性液压囊通过侧向压力开关阀与步进电机驱动控制器连接。本发明结构更惊细，易于操作，可实现控制吸力和测量吸力条件下的非饱和土真三轴湿陷试验。