港口护岸是抵御暴潮、波浪、水流侵袭，保护港口内外岸滩免遭侵蚀破坏的工程设施，护岸的布置与结构还需适应港区或城镇交通、环境、绿化等要求。党的十九大作出了建设创新型国家、交通强国的重大决策部署，并把生态文明建设提升到了前所未有的新高度。绿色发展成为高质量发展的必然要求，港口与航道的绿色智慧发展已成为全球广泛共识。
天科院从2007年开始，已对长江航道开展了格宾石笼、三维土工网垫和绿化混凝土结构的工程适用性研究，提出了兼具“通航-生态”功能的整治丁坝、潜堤和生态护岸、护滩新结构，并获得专利授权。为了岸滩稳定，同时兼顾生态绿色岸线，由天科院海洋水动力研究中心创新团队研发了TB-CUBE消浪护面块体（tetra-ball-cube block，平面组合型球形孔消浪护面块体，简称“TB-CUBE块体”）。新块体外形美观，依靠块体之相互嵌固达到稳定，形成护岸护面结构。
TB-CUBE块体基块为正方体，包括4个1／4球形腔体、8个1／4圆柱腔体、4个1／2圆柱腔体。1／4球形腔体以正方体基块相互平行的4条边的中点为球心，1／4圆柱腔体以正方体基块相互平行且过1／4球形腔体的4条边为旋转轴，1／2圆柱腔体以过2个1／4球形腔体的球心及正方体表面的几何中心的轴线为旋转轴，以上腔体均位于正方体基块上。TB-CUBE块体三视图及轴测图如图4-1所示。
TB-CUBE块体通过相互接触挤压，能够有效地提高防波堤的消浪效果，其具有以下优点：孔隙率高，节省混凝土，消浪效果好；表面平整，景观效果好，安放适应性强；外形规则，易于加工，便于安装；组合紧密，稳定性高，结构强度高。
TB-CUBE块体的消浪机理主要为：波浪在爬坡时从孔洞内进入块体之间的消能室，在消能室内形成漩涡、冲击和摩擦，从而耗散波浪能量，达到消浪的目的。一般爬坡水体在TB-CUBE块体上的消能会经历以下过程：
（1）TB-CUBE块体上表面形成的孔洞可以使爬坡水体很容易进入块体内部的消能室中，进入室内的水体相互冲击使入射波浪受阻产生相位差，从而有效减少了堤前反射波浪。
（2）爬坡水体进入消能室后，会围绕着块体中间旋转轴产生水平方向与垂直方向的漩涡，从而会耗散大量波能。(https://www.xing528.com)
（3）由于TB-CUBE块体上下都有孔洞，所以能有效减小浮托力，从而降低块体的稳定质量。
图4-1 TB-CUBE块体三视图及轴测图
由TB-CUBE块体的三维图形测得其边长与体积之间的关系见表4-1。块体边长h与体积V的关系曲线图如图4-2所示。经专业数据处理软件Origin拟合得出TBCUBE块体体积公式为V=0.542h3。
表4-1 TB-CUBE块体边长与体积的对应关系
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