由于构造应力的存在,储层岩石往往处于真三轴（σ₁>σ₂>σ₃）应力环境中,在这种应力环境下岩石的变形和破坏特征与常规三轴应力环境有较大差别,而目前对岩石变形破坏过程的研究多集中在常规三轴（σ₁>σ₂=σ₃）应力状态,因此研究真三轴应力状态下岩石的变形、破坏过程对储层的压裂技术具有重要的参考意义。本论文以储层砂岩为研究对象,采用以实验为基础的理论分析方法,系统性地分析真三轴应力状态下储层岩石的力学性能。自主研制了多功能电液伺服岩石真三轴试验机;开展了常规三轴和真三轴应力条件下人工均质相似材料和储层砂岩的力学特性研究,重点探讨了最小主应力和中间主应力对储层岩石强度和变形特性的影响;基于真三轴试验结果对试样破坏模式进行了详细研究;基于岩石强度理论,对岩石强度特征进行了分析。本文的主要研究成果如下:（1）自主研制了多功能电液伺服岩石真三轴试验机。该试验机的核心装置是电液伺服系统,它能通过试验机运行过程中试样的破坏和变形情况将变形速度保持恒定值;该装置能对立方体试件（100×100×100mm³）独立施加相互正交的三个主应力（σ₁,σ₂和σ₃）。（2）开展了常规三轴和真三轴应力条件下人工均质相似材料和储层砂岩的强度和变形特性试验。随着最小主应力的增大,储层岩石抗压强度逐渐增大,说明最小主应力对岩石的破坏起保护作用;随着中间主应力的增大,大部分试样的抗压强度逐渐增加,小部分试样的抗压强度先增加后减小,说明中间主应力对岩石的强度先起保护作用后起破坏作用;最小主应力对岩石的变形起约束作用;中间主应力对大部分试样的变形起约束作用,而小部分试样试验结果表明中间主应力对岩石的变形先起约束作用后起破坏作用。（3）试样破坏模式分析。对人工均质相似材料和砂岩压裂后的试样进行分析发现:在常规三轴加载条件下,试样均以剪切破坏为主,内部出现一个破裂面,且破裂面的形态与围压大小有关,随着围压的增大,破裂面趋向于试件中部;在真三轴加载条件下,岩样内部均出现两个破裂面,破裂面都平行于σ₂方向,与σ₃方向成一定的角度,当试件的破坏特征表现为脆性时,则试件发生的是剪切破坏,两破裂面在试件端面汇合;当试件的破坏特征表现为塑性时,则试件发生的是拉伸破坏,两破裂面基本平行。（4）运用岩石强度理论对岩石强度特征进行了分析。结果表明:在常规三轴应力作用下,Mohr-Coulomb、Drucker-Prager和Mogi-Coulomb三个强度准则对本次所取砂岩均有较好的适用性;在真三轴应力作用下,Drucker-Prager强度准则更适合用来描述本次试验所取砂岩的破坏机理。