本发明公开了一种各向异性协同变形的三维土压力量测装置及方法，涉及压阻式土压力量测技术领域。该装置包括土压力盒，所述土压力盒包括外壳、监测电极和填充组件，所述外壳为正方体，外壳内设置有若干填充组件，所述填充组件由导电橡胶隔块和钢球组成，每个钢球周围设置有若干个导电橡胶隔块，所述监测电极设置于外壳内壁上，外壳的每个面上均设置有监测电极，所述钢球与导电橡胶隔块充满外壳内部，最外层的导电橡胶隔块与监测电极紧密贴合，通过对监测电极量测到的电阻值进行计算得到土压力。本发明采用刚度与被测试土体相同的填充组件进行压阻测量，可以同时监测不同方向的土压力，解决了土体各向异性协同变形量测问题。