本发明公开了一种测量衬砌填充材料压缩剪切性能及孔隙率变化的试验装置，解决了现有测试装置均无法很好地模拟施工现场豆粒石填充材料的真实状态获得填充材料压缩剪切性能参数及孔隙率变化的问题。通过带有下箱体圆柱状内腔的矩形下箱体与带有上筒体圆柱状内腔的矩形上筒体结合，形成能真实模拟隧道衬砌壁后填充材料弹性支撑层的填充材料圆柱体，在填充材料圆柱体的外侧四周，构筑起一个能动态形成对填充材料圆柱体进行剪切的环境，得到真实模拟现场隧道盾构环境下的隧道衬砌壁后填充材料压缩剪切性能的测试模量。特别是通过水泵对圆柱体填充材料注水使其处于饱和状态，再通过测定压缩剪切过程中水量的变化，计算得到填充材料孔隙率的变化情况。