É possível, mas um pouco complicado. Basicamente, para cada distribuição Linux, você deve criar um volume lógico separado para armazenar o sistema de arquivos raiz. Você também precisará de um volume lógico separado para / home para que possa ser compartilhado entre diferentes instalações. O principal problema com essa abordagem é obter o boot loader funcionando para ambas as distribuições. Você precisa fazer isso manualmente para a segunda distribuição (ou seja, copiar o kernel e as imagens initrd para a partição / boot da primeira distribuição).
Se você quiser apenas experimentar distribuições diferentes, a alternativa é instalá-las em uma máquina virtual, como o VirtualBox.