三轴试验方法包括轴对称应力状态的常规三轴试验和真三轴试验（见图）。岩石常规三轴试验采用圆柱体试件，岩石真三轴试验采用长方体试件。三轴试验需要一套专用加载装置、三轴压力室、稳压装置和变形测量设备等。为了测定岩石应力达到峰值以后的应力与应变关系，必须采用伺服控制刚性压力机。早期的岩石真三轴试验装置复杂，通过三个方向的刚性加载来实现，其中六个面均受到加压铁板所引起的摩擦力，且具有很大的空白角效应，因此试验结果不理想。茂木清夫（1971）设计并制造了世界上第一台“两刚一柔”型岩石真三轴压缩试验机，获得了较好的试验结果，但仍未解决偏心加载等问题。现代岩石力学已逐步向地学领域发展。地壳岩石常处于高温高压状态，因而发展出高温高压三轴试验。中国科学院武汉岩土力学研究所（2011）研制的硬岩高压伺服真三轴试验机通过浮动框架解决了传统真三轴仪器固有的偏心加载问题，通过互扣式夹具和减磨剂的配置减小了端部效应和空白角效应，同时通过体变测量传感器解决了精密测量的问题。此外，精确的伺服控制和较大的刚度使得该试验机可用于研究岩石真三轴峰后变形破坏问题。

岩石三轴试验加载