早期的岩石试验以完整的岩块室内试验为主，很少考虑岩体的结构特性对岩体的力学性质的影响。20世纪60年代左右，由于岩体结构理论的提出，已经较多注意到岩体的结构特性对岩体物理、力学性质的影响。在此期间，现场的大型岩体试件的力学试验得到较快的发展和普遍重视。20世纪70年代初，中国在葛洲坝水利工程进行大型抗力体试验，其尺寸达11.65米×1.70米×2.35米。各种现场岩体力学试验方法与技术得到较快发展。20世纪70年代后期，岩体力学试验的特点是以具代表性的典型地质单元的力学试验与地质研究相结合，室内岩块试验与现场岩体试验相结合，研究符合岩体特性的本构方程，为岩体工程设计给出符合实际情况的力学参数。这使表征岩体性态的观测技术得到进一步发展，成为岩体稳定性评价的主要依据。

岩体力学试验通常遵循以下原则：①岩体力学试验与地质研究相结合。②岩体力学试验原理与模拟实际岩体力学作用相结合。③典型地质单元现场原位大型试验与室内取样试验相结合。④定量的数值量测分析与岩体力学作用机制研究相结合。岩体力学试验包含室内岩块力学试验、岩体原位试验、现场测试与观测及模型试验。

主要包括岩块抗拉、抗剪、抗压试验，点荷载试验及流变试验。①岩块抗拉试验，包括直接拉伸法和间接拉伸法。直接拉伸法包括劈裂法、弯曲试验法及径向扩张法。广泛采用劈裂法，也称巴西试验法。一般采用直径5厘米，厚3厘米左右的圆盘岩心，用对径压缩荷载确定岩块的拉伸强度。②岩块抗剪试验，包括岩块抗剪断试验和结构面剪切试验。岩块抗剪断试验用于完整岩块，结构面剪切试验则用于岩体中的结构面，且都用摩擦角和内聚力表示其强度参数。③岩块抗压试验，包括单轴压缩变形试验和三轴压缩变形试验，是岩石力学试验最重要的内容，可以测定岩块的抗压强度和弹性模量等各种力学参数。岩石单轴抗压试验是测定试件在单轴压缩条件下的纵向和横向应变值，据此计算岩石弹性模量和泊松比。岩石三轴压缩试验包括多级破坏三轴试验和连续破坏三轴试验。多级破坏三轴试验是用一个试件逐级加载使试件在不同侧压下多次达到接近破坏点，获得岩石抗压参数。连续破坏三轴试验是用一个试件连续增加轴压并不断改变侧压，使试件在加载过程中接近破坏状态，直接获得峰值强度曲线。④岩石点荷载强度试验，在点荷载下测试岩体抗拉强度的方法。主要用于岩石分类及岩石各向异性的测定，并可计算岩石的单轴抗压强度和抗拉强度。试验时将岩石置于上下一对球端圆锥形加荷器之间，通过加荷器对其施加集中荷载直到破坏，以测得岩石的点荷载强度指数和强度各向异指数。⑤流变试验，用来测定岩体的应力和变形与时间有关的特性的试验。应力松弛是受力岩块在变形恒定的条件下，其中的应力随时间减少的过程；蠕变则是指在应力不变的条件下，变形随时间而发生变化的过程。松弛试验是对岩体施加一个恒定的应变状态，然后保持该应变状态不变，观测应力状态随时间的变化过程。蠕变试验是对岩体施加一个恒定的应力状态，然后保持该应力状态不变，观测应变状态随时间的变化过程。

进行岩体力学强度试验时，考虑到岩体结构面的影响，直接在现场进行试验可以测得更为真实的岩体力学参数。常见的原位岩体力学试验包括岩体变形试验、岩体现场直剪试验、岩体现场三轴试验和岩体载荷试验等。①岩体变形试验，通过加压设备将荷载施加在选定的岩体面上并测定岩体的变形。岩体变形试验方法有载荷板试验和钻孔径向加压法试验。其中最常用的为载荷板试验，有刚性压板和柔性压板两种。测试方法有静力法和动力法两类。岩体变形特性指标，通常包括变形模量、弹性模量、泊松比和抗力系数等。②岩体现场直剪试验，将预定的剪切面在法向压应力作用下施加剪应力直至试体剪切破坏。现场直剪试验包括结构面直剪试验和岩体直剪试验。岩体结构面直剪试验主要采用直接剪切的方法，即在结构面上施加一组正应力与剪应力来计算结构面的抗剪强度。岩体直剪试验是对5个以上的试件，施加不同的法向荷载，用平推法施加水平剪切力，直至试件被剪坏，计算抗剪强度参数。③岩体现场三轴试验，将试体在三个相互正交的压应力亦即垂直向压应力和两个侧向压应力作用下，测定其强度和变形性质的试验。围压相同的情况下称为常规三轴试验，围压不等的情况称为真三轴试验。④岩体载荷试验，用于测定承压板下应力影响范围内岩体、土体的承载力和变形特征。它是在承压板上施加一定的荷载，并测定其变形，然后绘制应力变形曲线，计算岩土的承载力和变形。

岩体表面应力测量指用仪器在现场测量岩体的应力，以研究岩体应力分布规律，评价围岩及大型边坡等的稳定性。通过确定地壳近期构造应力状态还可以进行地震预报等。进行岩体应力测量的仪器主要有电阻应变仪、电感测压仪和光弹仪。岩体应力测量方法繁多，主要有以下几种：①应力恢复法，在岩体表面或地下洞室围岩表面预先布置好测量元件，周围开槽解除岩体应力时，可测得岩体应力值。②应力解除法，在岩体表面和地下洞室壁上预先埋设应变计（或贴电阻片），在其周围掏环形槽，并同时测量岩体应力解除后的应变值。③水压致裂法，在钻孔内用两个可膨胀的橡胶封隔器将钻孔的试验段隔离开来，施加水压，通过测量岩石的裂隙产生、传播、保持和重新开裂所需水压力来确定垂直于钻孔平面的最大、最小主应力。④钻孔孔径变形法，通过套孔钻进测量解除前后孔径变化来确定岩体应力的一种方法。⑤钻孔孔壁应变法，借助钻孔孔壁上的电阻应变片测量套孔应力解除前后孔壁表面应变变化，根据弹性理论计算岩体中一点的三向应力。⑥孔底应变法，借助于黏贴在钻孔底面上的电阻应变片测量套钻解除前后孔底岩体的应变变化，利用弹性理论的经验公式及岩石的弹性模量计算应力。

由于岩体结构条件的复杂性，工程状态预报的可靠性较差，因而鉴别岩体性态的现场观测越来越受重视。一般在工程具有典型意义的区段或部位建立观测站，对某些随时间而变化或与工程活动有关的参数进行观测，包括岩体赋存环境和岩体力学作用观测，前者如地下水的水位、流速和流量观测，地热地温观测；后者如地面沉降和边坡位移观测、岩体的变形和应力观测等。岩体现场观测的目的在于监测岩体的稳定性，以及与岩体稳定直接有关的岩体的变形和应力。常用的观测仪器有钻孔多点位移计、挠度计、倾斜计、压力盒、应力砖和钢弦应变计等。对于大面积的岩体变形观测，除精密三角测量和水准测量外，还有激光测距、立体摄影、数学电视观测等新的技术和方法。

由于声波在岩体中的传播速度与岩体的密度、弹性参数和结构特性有关，工程实践中,利用声波（纵波和横波）的波速和振幅衰减,可以计算确定岩体的动态弹性参数、评价岩体的强度、测定开挖围岩的松动圈，观测岩体灌浆加固的效果以及进行岩体的工程地质分类或地质评价。根据波的工作频率，可分为超声波法、声波法及地震法等。其中超声波法主要用于室内岩石试件测试，声波法用于小范围工程围岩测试，地震法则用于大范围量测。声发射监测是根据岩体声发射现象的各种参数，诸如频度、振幅分布、振动持续时间和能率等,评价岩体的稳定性,监测地下建筑物的安全和预测岩体的急剧破坏。在实验条件下，还可以利用岩体声发射现象的凯泽效应，定量评价岩体中的应力状态。

模型试验方法主要是应用一定配比的人工材料，制成一定比例的几何模型，然后对模型施加荷载或进行开挖，观测模型中的应力、变形及破坏现象，推断分析实际岩体中的应力、变形和破坏。模型试验主要有光弹试验和相似材料模拟。①光弹试验，利用光敏材料受力变形时的双折射现象，观测其中存在的等色线和等倾线，确定模型中应力分布状态。在岩体力学研究中可以模拟裂隙或岩体的不连续性对应力分布状态的影响。②相似材料模拟，可分为机制模拟和工程模拟。机制模拟偏重于研究岩体失稳的主要因素，变形、破坏的机制和方式，及其发展过程。工程模拟是定量或准定量的相似模拟方法，可以直接获得按比例的岩体应力和变形，因而要求试验模型必须严格遵守相似定理。