土力学课件第六章地基承载力
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最新土力学与砌体结构 第6章 土的抗剪强度与地基承载力_图文PPT课件
2
破裂角：
2 f 90
f
45
2
破裂面
6.3 抗剪强度指标的测定方法
抗剪强度的试验方法有多种，室内试验常用的有： 直接剪切试验、三轴压缩试验和无侧限抗压强度试验； 现场原位测试的有十字板剪切试验、大型直接剪切试 验等。
一、直接剪切试验
1、试验装置；
2、验试成果。
应变控制式直剪仪
f
根据极限应力 圆与抗剪强度包线 相切的几何关系， 可建立以下极限平 衡条件：
1 213 cco t1 213 sin
6.2 土的极限平衡理论
化 简 后
1
3
tan245 2ctan45
2
2
得 ：
3
1
tan245 2ctan45
2
2
对无粘性土：
1
3
tan
2
45
2
3
1
tan 2 45
1qu,30，对一般粘性土就难以
作出破坏包线。而对饱和粘性土，根 据在三轴不固结不排水实验的结果， 其破坏包线近于一条水平线， 即
u 0。这样，仅为测定饱和粘性
土的不排水抗剪强度时，就可利
用构造简单的无侧限抗压试验。
c f
cu
qu 2
—不排水
u 抗剪强度。
6.3 抗剪强度指标的测定方法
四、十字板剪切试验
它们之间的关系有三种情况：
（1）莫尔圆位于抗剪强度包线下方（圆1），说明该点在任何
平面上的剪应力都小于土所能发挥的抗剪强度
f，
因此不会发生剪切破坏；
（2）圆3实际上不存在；
（3）圆2，说明在A点所代
表的平面上剪应力正好等于 c
土力学第六章土压力地基承载力和土坡稳定精品PPT课件
动朗金状态）。
f ctan
0
a
K0 z
z
主动朗金状态时的莫尔应力圆
3）被动朗金状态
当挡土墙在外力作用下向右挤压土体，此时，单元体竖向
应力z不变，而法向应力x却逐渐增大，当x超过z时， x为
大主应力， z为小主应力。直至满足极限平衡条件（称为被动
朗金状态）。
f ctan
0
K0 z
z
p
被动朗金状态时的莫尔应力圆
E p
2
2 7 4 1 .7 6 k N /m
合力作用点在离挡土墙底面高度
h ' 3 4 .6 4 9 4 .5 1 2 5 4 0 9 3 1 4 0 2 .9 2 7 2 9 0 3 .1 7 m
2 7 4 1 .7 6
2 7 4 1 .7 6
34.64kPa
34.64kPa
绿色圆代表静止土压力状态
黄色圆代表主动土压力状态
红色圆代表被动土压力状态
f ctan
0
a K0 z
z
p
三种状态时的莫尔应力圆
2.土体的极限平衡条件
பைடு நூலகம்
1）无粘性土 2）粘性土
1
3
tan
2
45
2
3
1
tan
2
45
2
1
3
tan2
45
22ctan45
2
3
1
tan2
45
22ctan45
2
3. 主动土压力计算
朗金土压力理论是通过研究弹性半空间体内的应力 状态，根据土的极限平衡条件而得出的土压力计算方法。
朗金土压力理论的假设： 1） 挡土墙背竖直、光滑 2） 墙后填土面水平
土力学-第六章土压力、地基承载力和土坡稳定
土楔在三力作用下，静力平衡
E 1 2 h Ka 2
滑裂面是任意给定的，不同滑裂面得 到一系列土压力E，E是q的函数，E 的最大值Emax，即为墙背的主动土压 力Ea，所对应的滑动面即是最危险滑 动面
1 2 Ea h 2 cos 2 ( ) sin( )sin( ) 2 cos cos( ) 1 cos( ) cos( )
36.6kPa
paB下 1h1K a 2 2c2 K a 2＝ .2kPa － 4 paC ( 1h1 2 h2 ) K a 2 2c2 K a 2 36.6kPa
＝ 主动土压力合力 Ea 10.4 2 / 2 (4.2 36.6) 3 / 2 71.6kN / m
hKp ＋2c√Kp
1.粘性土被动土压力强度不存在负侧压力区 2.合力大小为分布图形的面积，即梯形分布图形面积 3.合力作用点在梯形形心
hp
四、例题分析 【例】有一挡土墙，高6米，墙背直立、光滑，墙后填土
面水平。填土为粘性土，其重度、内摩擦角、粘聚力如下 图所示 ，求主动土压力及其作用点，并绘出主动土压力 分布图
pa zKa 2c K a
pa zK a
h
hKa
1.无粘性土主动土压力强度与z成正比，沿墙高呈三角形分布 2.合力大小为分布图形的面积，即三角形面积 3.合力作用点在三角形形心，即作用在离墙底h/3处
h/3
Ea
(1/ 2)h2 Ka
当c＞0, 粘性土
pa zKa 2c K a
z0 ≤0说明不存在负侧压力区，
2.成层填土情况（以无粘性土为例）
h1
h2 h3
A B
《地基承载力》课件
有限差分法
将土体划分为有限个差分网格，通过求解差分方程得到土体 的应力分布和变形情况。
04
地基承载力检测与评估
Chapter
检测方法
平板载荷试验
在拟建场地上，按照规定要求设置一 系列的载荷平板，对土体施加逐级增 加的载荷，同时监测土体的变形情况 ，确定地基承载力的方法。
静力触探试验
动力触探试验
利用动力触探设备，将探头打入土体 中，通过测量土体的贯入阻力和侧阻 力，推算出地基承载力的方法。
利用静力触探设备，将探头压入土体 中，通过测量土体的贯入阻力和侧阻 力，推算出地基承载力的方法。
评估标准与流程
评估标准
根据国家相关标准和规范，结合当地 地质条件和工程实际情况，制定具体 的评估标准。
评估流程
先进行地质勘察和现场调查，收集相 关资料和数据；然后进行检测方法的 选取和实施；接着进行数据分析和处 理；最后得出评估结果并编写评估报 告。
含义
它反映了地基的稳定性、强度和耐久性，是评价地基工程安全性和稳定性的重 要指标。
影响因素
包括建筑物、构筑物和道路等设 施的重量，以及它们产生的静载 和动载。
如地下水位、气候条件等，也会 对地基承载力产生影响。
地基土的性质 上部结构的重量 基础形式与设计
环境因素
包括土的颗粒大小、密度、含水 量、压缩性等，这些因素直接影 响地基承载力的发挥。
排水固结法
通过在地基中设置排水通道，将土体中的水 分排出，使土体固结压密，从而提高地基承 载力。
其他措施
增加建筑物基础刚度
通过增加建筑物基础的刚度来提高其抵抗变形的能力，从而提高地基承载力。
合理布置建筑物荷载
通过合理布置建筑物的荷载，避免产生过大的集中荷载，从而减少对地基承载力的要求。
将土体划分为有限个差分网格，通过求解差分方程得到土体 的应力分布和变形情况。
04
地基承载力检测与评估
Chapter
检测方法
平板载荷试验
在拟建场地上，按照规定要求设置一 系列的载荷平板，对土体施加逐级增 加的载荷，同时监测土体的变形情况 ，确定地基承载力的方法。
静力触探试验
动力触探试验
利用动力触探设备，将探头打入土体 中，通过测量土体的贯入阻力和侧阻 力，推算出地基承载力的方法。
利用静力触探设备，将探头压入土体 中，通过测量土体的贯入阻力和侧阻 力，推算出地基承载力的方法。
评估标准与流程
评估标准
根据国家相关标准和规范，结合当地 地质条件和工程实际情况，制定具体 的评估标准。
评估流程
先进行地质勘察和现场调查，收集相 关资料和数据；然后进行检测方法的 选取和实施；接着进行数据分析和处 理；最后得出评估结果并编写评估报 告。
含义
它反映了地基的稳定性、强度和耐久性，是评价地基工程安全性和稳定性的重 要指标。
影响因素
包括建筑物、构筑物和道路等设 施的重量，以及它们产生的静载 和动载。
如地下水位、气候条件等，也会 对地基承载力产生影响。
地基土的性质 上部结构的重量 基础形式与设计
环境因素
包括土的颗粒大小、密度、含水 量、压缩性等，这些因素直接影 响地基承载力的发挥。
排水固结法
通过在地基中设置排水通道，将土体中的水 分排出，使土体固结压密，从而提高地基承 载力。
其他措施
增加建筑物基础刚度
通过增加建筑物基础的刚度来提高其抵抗变形的能力，从而提高地基承载力。
合理布置建筑物荷载
通过合理布置建筑物的荷载，避免产生过大的集中荷载，从而减少对地基承载力的要求。
理论公式确定地基容许承载力(土力学课件)
问答题：
1.临塑荷载是塑性区发展深度是多少时的荷载？
2.中心受压基础，临界荷载是塑性区发展深度是
多少时的荷载？
3.偏心受压基础，临界荷载是塑性区发展深度是
多少时的荷载？
1212
临塑荷载与临界荷载-作业1
1.临塑荷载是塑性区发展最大深度为零时的荷载；
亦即地基即将发生塑性变形时的荷载。
2.中心受压基础，临界荷载是塑性区最大发展深
3.地基极限荷载的理论公式简介
太沙基公式
太沙基理论的Biblioteka 限承载力理论解1 = 1 + +
2
Nr、Nq、Nc均为承载力系数，均与有关，可
查太沙基公式的承载力系数曲线 ，见下页图
地基极限荷载的理论公式简介
太沙基公式的承载力系数曲线
局部剪切破坏时
地基极限承载力
1
2
= 1 ′ + ′ + ′
极限荷载
地基极限荷载的理论公式简介
太沙基公式
假定
底面粗糙，基底与土之间有较大
的摩擦力，能阻止基底土发生剪
切位移，基底以下土不会发生破
坏，处于弹性平衡状态；
基础两侧基底水平面以上土体可
以看做超载
Ⅰ区：弹性压密区(弹性核)
Ⅱ区：边界是对数螺线
Ⅲ区：被动朗肯区， 破裂面与水平面成45o- / 2
度zmax=b/4时的荷载。
3.偏心受压基础，临界荷载是塑性区最大发展深
度zmax=b/3时的荷载。
2
3
圆形基础
= 0.61 + 1.2 +
地基极限荷载的理论公式简介
太沙基公式的承载力系数曲线
方形基础
1.临塑荷载是塑性区发展深度是多少时的荷载？
2.中心受压基础，临界荷载是塑性区发展深度是
多少时的荷载？
3.偏心受压基础，临界荷载是塑性区发展深度是
多少时的荷载？
1212
临塑荷载与临界荷载-作业1
1.临塑荷载是塑性区发展最大深度为零时的荷载；
亦即地基即将发生塑性变形时的荷载。
2.中心受压基础，临界荷载是塑性区最大发展深
3.地基极限荷载的理论公式简介
太沙基公式
太沙基理论的Biblioteka 限承载力理论解1 = 1 + +
2
Nr、Nq、Nc均为承载力系数，均与有关，可
查太沙基公式的承载力系数曲线 ，见下页图
地基极限荷载的理论公式简介
太沙基公式的承载力系数曲线
局部剪切破坏时
地基极限承载力
1
2
= 1 ′ + ′ + ′
极限荷载
地基极限荷载的理论公式简介
太沙基公式
假定
底面粗糙，基底与土之间有较大
的摩擦力，能阻止基底土发生剪
切位移，基底以下土不会发生破
坏，处于弹性平衡状态；
基础两侧基底水平面以上土体可
以看做超载
Ⅰ区：弹性压密区(弹性核)
Ⅱ区：边界是对数螺线
Ⅲ区：被动朗肯区， 破裂面与水平面成45o- / 2
度zmax=b/4时的荷载。
3.偏心受压基础，临界荷载是塑性区最大发展深
度zmax=b/3时的荷载。
2
3
圆形基础
= 0.61 + 1.2 +
地基极限荷载的理论公式简介
太沙基公式的承载力系数曲线
方形基础
土力学课件-地基承载力
學 ✓地基的容許承載力不僅取決於地基的性 質，基礎寬度、基礎埋深，而且取決於建 築物的容許沉降量。
二、按控制地基中塑性區的發展範圍確定 地基容許承載力
土 • 臨塑荷載時，地基 中開始出現極限平 衡區極限荷載時， 地基產生破壞
力 • 常選用臨塑荷載和 臨界荷載作為容許 承載力
學 • 此時地基已產生局部破壞，但尚未發展到整體 破壞，有一定的安全餘度，地基土強度已經比 較充分發揮；整個地基仍可近似當成彈性半空 間體。
學 根據室內試 驗指標查表f0
統計處理 後得fk
深寬修 正得f
容許承載力[R]
土 力 學
表9-4
密實度 土的名稱
卵石 碎石 圓礫 角礫
碎石土承載力標準值fk(kPa)
稍密
中密
300-500 250-400 200-300 200-250
500-800 400-700 300-500 250-400
zmax
1 4
B时，p 1
4
B
4
ctg
2
pcr
力 zmax
1 3
B时，p1
3
B
3
ctg
2
pcr
學
p
1 2
BN
r
qNq
cN c
比較一下，可以得到臨塑荷載和臨界荷載的承載力係數
Nc
ctg ctg 2
土
Nq 1 ctg 2
力 學
N (cr) 0
N
(1) 4
2
ctg
Ir
E
2(1 )(c qtg)
157.6
2.由式（9-2）得臨界剛性指標Ir（cr）：
I r (cr)
1 2
二、按控制地基中塑性區的發展範圍確定 地基容許承載力
土 • 臨塑荷載時，地基 中開始出現極限平 衡區極限荷載時， 地基產生破壞
力 • 常選用臨塑荷載和 臨界荷載作為容許 承載力
學 • 此時地基已產生局部破壞，但尚未發展到整體 破壞，有一定的安全餘度，地基土強度已經比 較充分發揮；整個地基仍可近似當成彈性半空 間體。
學 根據室內試 驗指標查表f0
統計處理 後得fk
深寬修 正得f
容許承載力[R]
土 力 學
表9-4
密實度 土的名稱
卵石 碎石 圓礫 角礫
碎石土承載力標準值fk(kPa)
稍密
中密
300-500 250-400 200-300 200-250
500-800 400-700 300-500 250-400
zmax
1 4
B时，p 1
4
B
4
ctg
2
pcr
力 zmax
1 3
B时，p1
3
B
3
ctg
2
pcr
學
p
1 2
BN
r
qNq
cN c
比較一下，可以得到臨塑荷載和臨界荷載的承載力係數
Nc
ctg ctg 2
土
Nq 1 ctg 2
力 學
N (cr) 0
N
(1) 4
2
ctg
Ir
E
2(1 )(c qtg)
157.6
2.由式（9-2）得臨界剛性指標Ir（cr）：
I r (cr)
1 2
《地基承载力》课件
地基维修与改进
研究地基维修和改进的方法， 如地基馈送和基本完美排水。
地基承载力的发展与前景展望
回顾地基承载力的发展历程，展望未来地基承载力研究的可能方向和创新。
介绍地基加固方法的研 究进展，如灌注桩和土 钉墙。
2 调查与设计优化
分析地基承载力调查的 方法和优化方案设计的 重要性。
3 与结构耐久性的关
系
探讨地基承载力与建筑 物结构耐久性之间的关 联。
地基承载力的实际案例分析
工程案例
通过实际工程案例，展示地基 承载力计算在实践中的应用。
提高承载力的措施
探索提高地基承载力的方法， 如土壤固化和地基加固。
《地基承载力》PPT课件
了解地基承载力的概述和重要性。探讨各种地基承载力定义的差异以及影响 地基承载力的因素。介绍土壤的物理、力学特性。
地基承载力的试验与分析
地基承载力试验
介绍常见的地基承载力试 验方法，如压缩试验和剪 切试验。
细观结构分析
探讨细观结构层析理论， 揭示地基承载力与土壤微 观结构的关系。
地基承载力问题分析与解决
1
实例分析
以实际案例分析土地基承载力的计算和问题解决，包括不同土壤类型和建筑物特 点。
2
水下土地基承载力
探讨水下土地基承载力的特殊问题和解决方法。
3
施工中应注意问题
总结在地基施工过程中应注意的地基承载力相关问题，如地基沉降和土壤侧移。
地基承载力的优化与改进
1 地基加固方法研究
地基承载力计算
介绍地基承载力计算的基 础知识和常用方法。
不同类别地基承载力计算方法
桩基承载力计算
表层土地基承载力计算
讨论使用不同方法计算桩基承 载力，如经验公式和数值模拟。
土力学讲课第六章地基土承载力
例题分析
有一条形基础，宽度 b = 3m ，埋深 h = 1m ，地基土内摩擦角 j =30 °，黏聚力 c =20kPa ，天然重度 =18kN/m 3 。试求：
（ a ）地基临塑荷载； （ b ）当极限平衡区最大深度达到 0.3 b 时的均布荷载数值。 解
：
（ a ）计算公式：
（b）临界荷载：
（1）原位测试
（1） 静载荷试验
fa=fak+b(b-3)+dm(d-0.5)
fak :静载荷试验确定的承载力-特征值（标准值） fa ：深宽修正后的承载力特征值（设计值）
（2）承载力公式法：
fa=Mbb+Md md+Mcck fa :承载力特征值（设计值）
——相当与
p1/4=NB /2+Nq d+Ncc
时，有：
化简后，得到：
p
0.3b
=333.8kPa
总结上节课的内容 极限承载力理论界和半理论解 1 Prantl解 假设和滑裂面形状 2 太沙基解，一般解形式 3 极限承载力的影响因素 , c, ，D, B,
pu
B
2
N cNc qNq
B
p 实际地面 D I 45o－/2 III II E F
• 合力= 1， 3 • 设k0 =1.0 • 弹性区的合力：
图6.5 条形均布荷载作用下地基主应力
p D (a)无埋置深度 (b)有埋置深度 1,3 ( 0 sin 0 ) ( D z ) （ 1）
允许地基中有一定的塑性区，作为设计承载力
--考察地基中塑性区的发展
D
D
I区：朗肯主动区
垂直应力pu为大主应力，
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π
)
第一项为基底以下持力层土容重；第二项对应基底以上2 土容重；
地下水位以下的容重一律采a 用浮容重。
18
例：某建筑物采用柱下独立基础。基础底面长度为3m,宽度 为2.4m，承受中心荷载。基础埋深2.2m。地基土分为三层
第第φ第φ求23一二三地＝＝层层层基2125：：：的00，，人粘粉临cc工土质塑23＝＝填粘荷21γ土土载652＝kk和γPP11γaa＝临93。 。＝.81界k18N荷6.6./2km载kN3N/,m/m3,3, d=2.2m
稳定
zmax[z] 稳定没有保证 [z] 塑性区开展深度容许值
荷载与塑性区开展深度关系：
pctgγπ zm π axγ0d1ctg π a πcctgπc tgπ
17
2
2 2
pctgγπ zm π axγ0d1ctg ππcctgπc tgπ
2
2 2
当 zmax0 pcrγ0dN dcNc
Nd
1）稳定要求; 2）变形要求.
a
4
地基土沉降变形
建筑物基础沉降和沉降差
变形要求
a
5
荷载过大超过 地基承载力
地基产生滑动破坏
稳定要求
a
6
建筑物因地基问题引起破坏有两种原因：
➢由于地基土在建筑物荷载作用下产生变形，引起基础过大的沉降 或者沉降差，使上部结构倾斜、开裂以致毁坏或失去使用价值
➢由于建筑物的荷载过大，超过了基础下持力层所能承受的能力 而使地基产生剪切破坏
a
19
求临界荷载
p1γbN1γ0dN dcNc
P
4
4
根据持力层粘土φ查表
d=2.2m
Nd 3.4 N c 6.0 N 1 = 0 . 6
粘土
4
地面
填土 1m
5.8m
p 1 γ b N 1 γ 0 d N d c N c
4
4
粉质粘土
= 1 9 . 8 0 . 6 2 . 4 + 1 9 . 2 6 × 3 . 4 × 2 . 2 + 2 6 × 6=3 2 9 k p a
a
7
地基中剪切破坏的型式有： 1.整体剪切破坏
临塑荷载
o pcr pu P
极限荷载 a
b
S
pcr 临塑荷载
pu 极限荷载
a
1、整体剪切破坏 8
2.局部剪切
松软地基，埋深较大；剪切破坏区仅仅被限 制在地基内部的某一区域，未形成延伸至底 面的连续滑动面。
3.冲剪破坏
松软地基，埋深较大；荷载 几乎垂直下切，两侧无土体隆起。
2
2
zp d(ssii2 n n2)tcg d
a
塑性区的边界方程 16
pcr 临塑荷载 p1/4、 p1/3 临界荷载 1902年由密歇尔（Michell）给出的弹性力学解答：
zm a xp γ π γ0 d (ctg π 2 )γ tc g γ γ 0d
z max 塑性区最大范围
zmax[z]第六章 地基承载力a1本章主要内容
6.1 地基的变形与稳定 6.2 地基临塑荷载和有限塑性区深度承载力 6.3 普朗特地基极限承载力 6.4 对普朗特地基极限承载力的修正补充 6.5 太沙基地基极限承载力 6.6 按建筑地基基础规范确定地基承载力 6.7 按现场试验确定地基承载力 6.8 水平荷载作用下地基的承载力
pcr~ p1/3塑性区发展
和临界荷载
pu
连续滑动面 和极限荷载
s
pcr pu
地
基
土 开 始 出 现 剪
连 续 滑 动 面
切
破
坏
a
15
将地基中的剪切破坏区限制在某一范围，视地基土能够 承受多大的压力，该压力即为容许承载力。
1 2
p d(2sin 2)
1 3p d(2si2n )(dz)
13t
g 2(4 5 )2c(t4g 5 )
a
2
本章重点
掌握： 1．地基破坏模式; 2．按极限平衡条件确定地基临塑荷载、 塑性
荷载、极限荷载的方法； 3. 地基极限承载力的计算方法 难点：地基极限承载力的计算方法 重点：按极限平衡条件确定地基临塑荷载、塑性
荷载、极限荷载的方法
a
3
§ 6.1 地基的变形与稳定
地基承载力：
地基在变形容许和维系稳定的前提下，单位面积上承受荷 载的能力。 建筑物地基设计的基本要求：
p1γbN1γ0dN dcNc
3
3
pcrγ0dN dcNc
p1γbN1γ0dN dcNc
a
21
4
4
例 ：某基础基底压力等于临塑荷载pcr时，其地基塑性变 形区的最大深度为 (A) 0 (B) 基础宽度的1/4 (C) 基础宽度的1/3
P
粘土
解：求临塑荷载
地面
填土 1m
5.8m
Pcr0dN dcN c
根据持力层粘土φ查表 Nd 3.4 N c 6.0
γ0
=γ1×
1+γ2 × 2.2
1.2
= 18.6?
1+19.8? 2.2
1.2 =19.26kN/m3
粉质粘土
6.2m
pcrγ0dN dcN c
=19.26× 3.4× 2.2+26× 6=300kpa
2.局部剪切
3.冲剪破坏
a
9
某谷仓的地基整体破坏
a
10
水泥仓地基 整体破坏
办公楼 外墙
黄粘土 蓝粘土
地基土可能的滑动方向
石头和粘土
岩石
a
11
在软粘土上的 密砂地基的冲 剪破坏
a
12
地基破坏形式与土的压缩性有关：
坚硬或紧密土：整体剪切破坏； 松软土：局部剪切破坏；或冲剪破坏
地基承载力确定方法： 理论公式计算； 根据土的性质指标查规范； （如建筑地基基础设计规范） 由现场荷载试验或静力触探等原位试验确定
6.2m
a
20
例. 所谓临界荷载，就是指 (A) 地基持力层将出现塑性区时的荷载 (B) 持力层中出现连续滑动面时的荷载 (C) 持力层中出现某一允许大小塑性区时的荷载
例. 粘性土(c0，0)地基上，有两个宽度不同埋置深 度相同的条形基础，则 (A) 宽度大的临塑荷载大 (B) 宽度小的临塑荷载大 (C) 两个基础的临塑荷载一样大
1
ctg
π π
2
Nc
πctg ctg π
2
一般认为，对中心受压基础，塑性区最大深度控制在基础宽度
的1/4；对偏心受压基础，宜控制在基础宽度的1/3；
z max
1b 3
z max
1b 4
π
p1γbN1γ0dN dcNc
3
3
N
1 3
3(ctg π )
2
p1γbN1γ0dN dcNc
4
4
π
N1
4
4(ctg
a
13
§ 5.2 地基临塑荷载和有限塑性区深度承载力
按塑性区开展深度确定地基的承载力
pcr 临塑荷载
pu 极限荷载
o
将地基中的剪切破坏区限制在某一范围， 视地基土能够承受多大的压力，该压力 即为容许承载力(临界荷载p1/4、 p1/3)。
S
临塑荷载
pcr pu a
b
P 极限荷载
a
14
pcr
临塑荷载