根据力学试验原理，假定一土体保持平衡状态，则其中某一点必有三种作用于互相垂直面上的应力。如从上体中切出一小立方体，如图“主应力与主应力面”所示，图中平行于X、Y、Z三个方向的力，分别称为大主应力σ1、中主应力σ2、小主应力σ3。与三个主应力垂直的作用面分别称为大主应力面、中主应力面和小主应力面。三个主应力值的大小为σ1>σ2>σ3，且互相垂直，主应力面上只有法向应力，无剪应力。这种应力状态，可以在室内用一个立方体试样进行模拟。如利用六块可以互相移动的刚性板，分别施加σ1、σ2、σ3力于试样，使之达到破坏，并测定试样三个方向的变形和体积变化，这种试验称为真三轴试验。真三轴试验所施加的应力和所测得的强度参数以及变形参数能较真实地反映实际情况。然而这种试验的仪器构造复杂、操作麻烦。除了作研究用外，很少被岩土工程师用于实际的工程勘察设计。