一种具备气动快速单面卸载功能的多功能试样盒，包括框架、框架转运小车、试样限位盒、支撑传力组件、试样变形测量组件及气动快速卸载组件；框架置于小车上，试样限位盒位于框架中心，支撑传力组件共六套且分别位于框架六个壁板面上；试样限位盒上设有六个压头穿行孔，压头插入穿行孔后，每个主应力方向上的两个压头之间均安装有试样变形测量组件；中间主应力方向为竖直方向，最大和最小主应力方向为水平方向，在最小主应力方向上的一套支撑传力组件与气动快速卸载组件配装，该支撑传力组件内包括卸载用承压垫块，气动快速卸载组件包括双作用气缸、传力架和缓冲机构，卸载用承压垫块通过传力架与双作用气缸相连，缓冲机构位于卸载用承压垫块下方。