Você não disse qual método de SST está usando. Eu presumo que é xtrabackup?
Os sintomas que você descreve no segundo e terceiro nós soam como um dicionário de dados Innodb ausente (e reinicializado) que reside no arquivo ibdata1. É possível que não esteja sendo copiado do lugar certo no primeiro nó.
Você mencionou algumas coisas como trx logs e doublewrite files em uma "pasta separada". Quais são as configurações do seu Innodb no seu my.cnf? Você, por acaso, definir innodb_data_home_dir (e está fora do seu datadir padrão)?
Se assim for, é provável que este bug: link , ou possivelmente um semelhante a ele .