利用岩石空心圆柱扭剪试验系统针对灰砂岩进行真三轴试验研究，分别开展控制（σ2-σ3）（σ2为中间主应力，σ3为最小主应力）条件压缩试验和恒σ3、变σ2条件压缩试验，对灰砂岩的应力-应变规律、强度特性及破坏特征进行详细分析，并进一步探讨了中间主应力效应，最小主应力效应，应力洛德角效应以及强度准则的适用性。研究结果表明：岩石空心圆柱扭剪试验系统能够实现真三轴应力状态的模拟，相较于常规的实现方式，该方法可避免端部摩擦的影响；内外围压的压差对岩石强度有很大影响，尤其是在高围压下，较大的压差使得岩石强度迅速弱化导致剧烈破坏；中间主应力对岩石强度影响显著且具有区间效应，最小主应力对岩石强度有强化作用，该特点对于实际工程开挖岩体的高效及时支护具有重要的指导意义；进一步地，根据所获试验结果对现阶段用于描述岩石力学特性的强度准则进行分析，认为采用指数强度准则能合理反映岩石真三轴应力状态，具有较好的适用性，可用来评价实际工程中岩石的强度特征。