土力学是土木工程、岩土工程、工程地质等工程学科的重要分支。它的发展需要大量复杂细致的实验作为支撑,而三轴试验仪就是土力学试验中最基本、最重要的试验仪器。通过取得试样,实验研究人员可以在实验室中通过三轴试验仪来模拟工程条件下试样实际的承载情况。实验得到的结论对工程项目有着重要意义,不但可以保障工程的安全与可靠,还可以为验证新提出试验理论提供数据支持。本文首先分析国内外现状,吸取国外仪器在设计方案上的优势经验,结合国内实验研究人员的实验习惯,设计在性能上满足精密实验要求的三轴试验仪,弥补国内仪器在复杂实验上与国外仪器的差距。之后对三轴试验仪的总体方案和工作原理做了设计分析,结合需求在结构上选用液压控制方式,并设计了由单片机和工控机共同组成的上下位机测控系统。此三轴试验仪控制系统首先设计了测控系统的结构方案,之后进行了测控系统硬件和软件设计。硬件设计包含了单片机系统设计、传感器和伺服电机的选型。完成传感器信号的采集和处理与液压伺服控制系统的设计。软件开发通过使用Delphi编程语言实现,设计了界面简洁、操作方便、符合用户习惯的Windows下的人机交互界面。通过数据库设计将试验数据储存在数据库中。通过RS232接口完成单片机系统与上位机软件之间的通讯工作。编写多功能试验模块协同控制各个测控单元,完成所有静三轴试验的自动化操作。同时软件根据用户使用习惯设计了采集数据的显示、绘图、转存到Excel和打印等功能。多功能三轴试验仪测控系统已进行了现场调试并完成了所有设计试验,本文开发的测控系统能够满足三轴试验仪的测试要求,已经正式投入运行。