三轴试验采用圆柱形试样，可以对试样的空间三个坐标方向上施加压力。试验时先通过压力室内的有压液体，使试样在三个轴向受到相同的周围压力（其大小由压力计测定），并维持整个试验过程不变。然后通过活塞向试样施加垂直轴向压力，直到试样剪坏。

若由活塞杆所施加的试样破坏时的压力强度为（偏应力），小主应力是周围压力，中主应力 和 相等。则由一个试样所得的和，可以绘制一个极限应力圆。对同一种土，另取几个试样，改变围压 ，试样剪坏时所加的轴压力 也会改变，从而又可绘制另几个极限应力圆。这样，在不同周围压力下试验，就可得到一组（最少三个试样）极限应力圆。作这些应力圆的公切线，便是土的抗剪强度包线，由此包线可求得抗剪强度指标。