三軸壓縮試驗主要用于測定巖石在三維應力狀態下的力學行為和性質，特別是其抗壓強度。這種試驗可以模擬巖石在地下或工程結構中的實際應力狀態，因此具有很高的工程應用價值。

在空間三個坐標方向上對試樣施加壓力。試驗時先通過壓力室內的有壓液體，使試樣在三個軸向受到相同的圍壓，并維持整個試驗過程不變。然后通過活塞向試樣施加垂直軸向壓力σ1，直到試樣破壞。加載過程中測量軸向應變和徑向應變。

由三軸試驗求巖石內聚力（c）和摩擦角（φ）

經過一系列至少3次三軸試驗，得出巖石樣品的破壞包絡線。巖石力學中最常用的失效準則是莫爾-庫侖準則，是剪切強度和作用在破壞面上的法向有效應力之間的關系，其表達式為：