本发明提供一种在岩石力学试验中给大尺度(＞0.4米)立方体岩石样品承载面上输出高应力水平的分体多层联动增压油缸。其特征是采用多层油缸串联的方式来实现增压，解决了输出大荷载的问题；多层油缸的加压活塞采用螺栓连接，实现多层油缸活塞伸缩的一致性；多层油缸中的每层油缸的缸体和活塞均可以单独加工，可以降低加工的难度并保证加工的精度；分体多层联动增压油缸是由单体油缸组装而成，进油和回油均通过位于最底层缸体上的单向阀门实现；上部各层油缸与底层油缸通过上下腔通路连接，实现同时供油并同步输出载荷。分体多层联动增压油缸可以输出远大于单体油缸的荷载值，为在实验室模拟深层地应力奠定基础。