本发明涉及一种双向自由振动试验装置，属边坡工程抗震技术领域。其由水平向振动系统、竖向振动系统、试验模型箱和数据采集系统组成。为减小振动过程中摩擦阻尼损耗的能量，同时控制振动的方向，振动系统采用滑块‑滑道运动副装置。振动系统的动力源由高强度弹簧的弹性势能提供，通过液压缸给弹簧施加初始位移储备弹性势能，然后瞬间释放被压缩的弹簧，由弹簧弹性势能提供的能量进行振动模拟。本发明可实现单独水平向、单独竖向自由振动、水平向‑竖向双向耦合自由振动，进而模拟边坡在水平、竖向惯性力作用下的破坏及动力响应规律，通过台面位移衰减曲线，可以研究试验模型在振动荷载作用下的耗能机制，实现边坡动力失稳机理的试验研究。