本发明公开了一种可实现多向运动的层状剪切型模型土箱，包括：刚性底座及其上的多层框架，及位于相邻两框架间的滚珠式三向运动装置；滚珠式三向运动装置包括方轴轴套座、方轴、外限位壳体、基板、多层运动单元及方形内限位块；外限位壳体为方盒形，每层运动单元包括从下向上触接的隔板及万向运动装置；外限位壳体底部、基板和隔板均开有通过方轴的方孔；基板下表面安装有滚珠，并与外限位壳体底面触接；隔板四周与外限位壳体内表面配合触接；万向运动装置包括方形框体，方形框体的上下表面、左右外侧面及前后内侧面均设有滚珠；内限位块，其固定套接在方轴上，其位于方形框体的内侧；其数量与方形框体数量相同。本发明实现土箱的三向解耦运动。