本发明公开了一种不同嵌岩深度下桩土共同作用位移应力测量装置，该装置包括箱体，内置于箱体的土样，嵌入土样的模型桩，提供模型桩水平荷载的水平加载设备，位于土样和模型桩底部的底座；底座具有横截面与模型桩的横截面相同的凹槽；位于凹槽中，与底座共同控制模型桩嵌入凹槽的深度的垫块；获得模型桩的应变数据的应变片；拍摄土样的位移图片的相机。应用本发明实施例所提供的装置，通过调整底座与垫块的相对高度，测量模型桩嵌入凹槽的不同深度下，模型桩与土样共同作用的位移应力，从而使测得的数据更加准确，降低了成本。本发明还公开了一种不同嵌岩深度下桩土共同作用位移应力关系测量系统、方法，具有相应技术效果。